中学校理科 第2分野/生物の細胞と生殖
生物の成長と細胞分裂

生物が成長する際には、細胞分裂が起きている。一度の細胞分裂で、1個の細胞が2個に分かれる。3個には分裂しない。
生物の成長と細胞分裂

大まかに順序を見ると、細胞分裂は、つぎのようになっている。
生物の成長と細胞分裂

植物の細胞分裂の細かい順序
生物の成長と細胞分裂

以上の分裂の順序は、植物の場合の順序である。
生物の成長と細胞分裂

(動物の場合も、ほとんど順序は同じだが、植物で細胞のしきりが出来るところが、動物はちがう。動物細胞では、しきりのかわりに、くびれ が、外側から出来て、2個の細胞に分かれる。)
生物の成長と細胞分裂

染色体とは、細胞分裂のときに見える、ひも のような物である。染色体の中には、生物の形質を決める遺伝子(いでんし)が入っている。細胞分裂のとき以外は、染色体は顕微鏡では見えない。染色体の本数は、生物の種類ごとに決まっている。
生物の成長と細胞分裂

動物のヒトの場合、染色体の本数は22対の常染色体と1対の性染色体の46本である。
生物の成長と細胞分裂

(図中のピンク線は成長点ではなく、等間隔につけた点です)
生物の成長と細胞分裂

方法
生物の成長と細胞分裂

観察の結果、同じ根でも、成長の大きい場所と、成長の小さい場所があることが分かる。
生物の成長と細胞分裂

根の先端付近が、成長が大きい。いっぽう、根元の付近(種の近く)は、ほとんど成長していない。
生物の成長と細胞分裂

この、根の先端近くの、成長の大きい(細胞分裂が活発な)箇所を、成長点(せいちょうてん)と言う。
生物の成長と細胞分裂

なお、根の先端そのものより、ほんの少しだけ根に近い側が成長点である。根の先端は、成長点を保護するための組織になっており、根の先端を 根冠(こんかん) と言う。
生物の成長と細胞分裂

方法 タマネギを水に数日間つけて、根を出させる。観察するのは、この根のほうである。
生物の成長と細胞分裂

顕微鏡の観察では、まず、低倍率で100倍くらいで観察する。しだいに倍率を高くするため、倍率を変えていき、100倍~600倍くらいで観察する。
染色体の数

1つの細胞あたりの染色体の本数は、生物の種類ごとに決まっている。 染色体の本数は偶数である。
生物の殖え方

生物の生殖(せいしょく、英:reproduction リプロダクション)のしかたには、有性生殖(ゆうせいせいしょく:Sexual reproduction)と無性生殖(むせいせいしょく、asexual reproduction )の、二つの殖え方がある。
生物の殖え方

無性生殖には、おもに、分裂(ぶんれつ)・出芽(しゅつが)・栄養生殖(えいようせいしょく)がある。
生物の殖え方

分裂(ぶんれつ、fission)とは一つの体が二つの体に分かれて殖える方法。
生物の殖え方

分裂は、アメーバなど、おもに単細胞生物に多い生殖方法である。一部の多細胞生物の中にも、分裂で増える物がいる。
生物の殖え方

からだの一部が膨らみ、その部分が分かれて、新しい個体をつくる方法 ヒドラなど。
生物の殖え方

栄養生殖(えいようせいしょく、英語:vegetative propagation)では、体の一部が膨らむ。
生物の殖え方

栄養生殖の例
生物の殖え方

無性生殖では、親と同じ遺伝子の染色体を、子は受け継ぐ。 分裂(ぶんれつ)・出芽(しゅつが)・栄養生殖(えいようせいしょく)のどれも、細胞分裂によって増殖しており、体細胞分裂(たいさいぼうぶんれつ)という方法である。体細胞分裂では、分裂の前と後で、染色体は同じである。そのため、親の形質(けいしつ)と、まったく同じ形質を、子供はそのまま受け継ぐ。
生物の殖え方

無性生殖では、有性生殖とちがい、雄と雌が出会う必要が無いので、無性生殖では、比較的に短い時間に個体数が増えやすい。
生物の殖え方

有性生殖では、一般の細胞とは別に、精子(せいし)や卵(らん)といった生殖のための特別な細胞をつくる。この、精子や卵などを生殖細胞(せいしょく さいぼう)という、いっぽう、ふつうの細胞を体細胞(たいさいぼう)という。
生物の殖え方

精子は、1個の細胞でもある。細胞の観点から見た場合の精子のことを、精細胞(せいさいぼう)という。
生物の殖え方

同様に、卵のことを卵細胞(らんさいぼう)という。卵は、1個の細胞でもある。
生物の殖え方

精細胞や卵細胞の染色体の1対あたりの染色体数は、通常の体細胞(たいさいぼう)の半分の染色体数である。そのため、子は、親の遺伝子を半分ずつ受け継ぐ。
生物の殖え方

この半分ずつの染色体を持つ精細胞と卵細胞が受精して、卵が受精卵になることで、染色体の数は足しあわされる。受精卵の染色体の本数は元の体細胞と同じ本数である。
生物の殖え方

ふつうの染色体の一対では、母方からの染色体の持つ情報と、父方からの染色体の持つ情報とが、ちがっている。このように、染色体の一対は異なる情報どうしで、働きを補い合っている。
生物の殖え方

しかし、もし、血のつながった親子どうしで交配して子供を産んでしまったり、あるいは兄弟姉妹どうしで交配して子供を産んだりすると、生まれる子供の染色体は、家族どうしの子なので、染色体の一対のうち2本とも似たような染色体となってしまい、染色体の情報が重なってしまう。このため近親交配では、生まれた子の染色体の一対では2本の情報が重なってしまい、その結果、身体に異常を持つ場合が多くなる。
生物の殖え方

日本では法律で、血のつながった親子どうしの結婚は禁止されている。同様に兄弟姉妹どうしの結婚も禁止されている。
生物の殖え方

なにも人間だけに限らず、犬や猫などの動物の場合でも、近親交配は、弱い子供を作ってしまう傾向が高い。有性生殖をする生物では、親子や兄弟同士の近親交配をすると、生まれる子供が身体などに不具合を持つ場合が多くなる。
生物の殖え方

減数分裂(げんすう ぶんれつ)とは、精細胞や卵細胞ができるときの分裂で、染色体の数が半分になる。この精細胞や卵細胞ができるときの分裂を減数分裂(げんすう ぶんれつ)と言う。
生物の殖え方

受精卵のときに、染色体の数が卵と精子の両方の染色体があわさって、もとの数の染色体にもどる。有性生殖では、子は、両親の染色体および遺伝子を半分ずつ受け継ぐ。親の染色体の半分を受け継ぐため、子の特徴は、親になる。しかし、子の染色体・遺伝子は、親の染色体・遺伝子と異なる。 このため、有性生殖では、多様な個体が生まれていく。
生物の殖え方

有性生殖には、雄と雌が必要だが、子に遺伝的な多様性が得られるため、環境の変化に対応できる可能性がある。
生物の殖え方

いっぽう、生殖細胞でない通常の細胞(体細胞)が分裂するときの分裂のことを、体細胞分裂(たいさいぼう ぶんれつ)と言う。 分裂前の細胞の染色体と、分裂後の細胞の染色体は、まったく同じである。そのため、遺伝子は同じである。
生物の殖え方

染色体の数は、分裂の直前に2倍に増え、分裂のときに、その染色体が半分になって、もとの数に戻るので、分裂後の染色体の数は分裂前の通常時と同じである。
生物の殖え方

花粉の中に精細胞がふくまれている。
生物の殖え方

めしべの胚珠の中に、卵細胞がふくまれている。
生物の殖え方

ホウセンカなどの植物の花粉と、寒天と砂糖(ショ糖)を用いて、顕微鏡などを用いて観察できる。
生物の殖え方

砂糖を混ぜた寒天の溶液を固まらせた物は、めしべと状態が似ているので、この砂糖入りの寒天を使って、花粉管が観察できる。
生物の殖え方

まず、砂糖を混ぜた寒天を作る必要がある。
生物の殖え方

有性生殖をする動物には、雄(おす)と雌(めす)との区別がある。
生物の殖え方

精子には、尾のような物があり、この尾を、べん毛(べんもう、flagellum フラジェルム)という。
生物の殖え方

(※ 性染色体については、くわしくは、高校で習う。)
生物の殖え方

ヒトの体細胞は、染色体の対(つい)を23組、あわせて46本の染色体をもつ。
生物の殖え方

ヒトの精子と卵は、23組のペアのうち1本ずつ23本の染色体を持っている。受精卵になると精子と卵の染色体をあわせて46本の染色体となる。
生物の殖え方

性の決定に関与する染色体を性染色体(せい せんしょくたい、sex-chromosome)と呼ぶ。いっぽう、性染色体でない染色体を、常染色体(じょう せんしょくたい)と言う。
生物の殖え方

ヒトの場合、男性ホルモン(テストステロンなど)を女性に投与しても、性別は変わらない。同様に、女性ホルモン(エストロゲンなど)を男性に投与しても、性別は変わらない。性ホルモンでは性別は変わらない。ヒトの性別を決定するのは遺伝子である。 (※ 性ホルモンについて、より詳しくは保健体育や高校生物などであつかう。)
生物の殖え方

受精卵から成長した個体になるまでの過程を発生(はっせい、embryogenesis)と呼ぶ そして発生中の子の体のことを胚(はい)という。つまり受精卵になってから成長いた個体になるまでの間の時期の子の体を胚(はい)という。
生物の殖え方

例えば、ニワトリの雌(めす)は1日に1個程度の卵を産む。交尾をしないでも卵は産まれるが、孵化(ふか)しない。交尾をしないで受精しないで産まれた卵を無精卵(むせいらん)と呼び、交尾をして受精して産まれた卵を有精卵(ゆうせいらん)と呼ぶ。無精卵と有精卵をニワトリの体温と同じ37°Cで保温すると、無精卵は変化しないが、有精卵は2日程度で血管が3日程度で心臓が形成され、7日程度で脳や目や手足などが形成され、20日程度で生まれヒヨコになる。血管や心臓が発生の初期に形成されるのは、卵黄にある栄養を血管や心臓で取り入れるためである。
生物の殖え方

受精卵は体細胞分裂を繰り返して成長するが、その体細胞分裂を卵割(らんかつ、cleavage)と呼ぶ。 卵割で生じた細胞を割球(かっきゅう、blastomere)と呼ぶ。
生物の殖え方

受精卵は体細胞分裂を繰り返して成長するため、それぞれの細胞は受精卵の遺伝子を全てそのまま受け継ぐ。発生の過程で、それぞれの細胞は遺伝子の異なる部分を使うことで、それぞれ異なる細胞になっていき、これを分化(ぶんか、differentiation)と呼ぶ。つまり、個体の全ての細胞は同じ遺伝子をもつが、使う遺伝子の組み合わせで異なる細胞になっていく。
生物の殖え方

カエル(flog)の受精では、精子は動物極側から侵入する。精子が卵に侵入した位置の反対側には、灰色の部分が三日月になっている箇所が生じる。これを灰色三日月(はいいろ みかづき)という。発生が進むと灰色三日月の位置に原口(げんこう)が生じる。
生物の殖え方

カエルの卵は、卵黄が植物極側に片寄った端黄卵である。 カエルの発生は、
生物の殖え方

の順で起こる。
生物の殖え方

原腸胚のころになると、胚葉は、外胚葉、中胚葉、内胚葉に分化する。
生物の殖え方

神経胚のころになると、外肺葉は表面を覆う表皮(epidermis)と管状体の神経管に分化し、中胚葉は支持器官の脊索(せきさく、notochord)と体節(たいせつ、somite)と腎節(じんせつ、nephrotome)と側板(そくばん、abdominal plate)に分化し、内胚葉は管状の腸管(enteron)に分化する。
生物の殖え方

その後、外胚葉性の器官では、表皮は皮膚の表皮、眼の水晶体や角膜、口や鼻の上皮に分化し、神経管は脳や脊髄、眼の眼胞や網膜に分化する。
生物の殖え方

中胚葉性の器官では、脊索は退化し、体節は脊椎骨・骨格・骨格筋、皮膚の真皮に分化し、腎節は腎臓や輸尿管に分化し、側板は心臓などの内臓、血管の結合組織や筋組織に分化する。 内胚葉性の器官では、腸管は前部が気管・肺、食道、胃、肝臓、膵臓に分化し、中・後部が小腸、大腸、膀胱に分化する。
遺伝の法則

遺伝(いでん、heredity)とは、生物の形や性質が、遺伝子によって、親から子へ伝わることである。
遺伝の法則

また、生物の形や性質のことを形質(けいしつ、trait, character)と呼ぶ。 形質には、親から子へ遺伝する遺伝形質(いでんけいしつ)と、 環境の影響によって獲得した遺伝しない獲得形質(かくとくけいしつ、acquired character)がある。 このページでは、「形質」とは遺伝形質のことを指す。
遺伝の法則

メンデルは、エンドウの形質の遺伝の規則性を調べた。
遺伝の法則

エンドウには、種子の形が「丸形」(まるがた)の物と、「しわ形」の物がある。種の丸形の性質と、しわ形の性質は、1個の個体には、同時には表れない。 このような、けっして同時には現れない形質を対立形質(たいりつ けいしつ)と言う。
遺伝の法則

エンドウの対立形質には、種子の丸形・しわ形の他にも、子葉の色(黄色、または緑色)、種皮の色(灰色、または白色)、花の位置(茎の途中、または茎の頂上)、草たけ(高い、または低い)などがある。
遺伝の法則

メンデルは、この対立形質に注目して、エンドウの形質の遺伝の実験を行い、遺伝の規則性を調べた。
遺伝の法則

メンデルは実験を行う準備にあたり、ある個体を親、子、孫、......と何代にもわたって自家受粉させ、丸形の種しか残さない個体を選びだした。 同様に、何代にもわたって自家受粉させ、しわ形の種しか残さない個体を選びだした。
遺伝の法則

裏をかえすと、丸形の種の個体を自家受粉させたときに、必ずしも、子の形質は丸形の種になるとはかぎらず、しわ形の種の形質を持つ子が出てくる場合もある。
遺伝の法則

つまり、丸形の親であっても、しわ形の形質の遺伝子を持っている場合がある。
遺伝の法則

なのでメンデルは、丸形の遺伝子のみを持っている個体を選び出すために、丸形の種を持つエンドウのみの自家受粉をくりかえし、何代にもわたって丸形の形質を表すエンドウを選び出す必要があったのである。
遺伝の法則

このように、何代にもわたって個体を自家受粉させても、丸形の種の形質のみを出し、しわ形の形質を出さない場合は、その系統の個体は、しわ形の遺伝子を持っていないと考えられる。
遺伝の法則

これらのように、何代にもわたって、同じ形質のみを現す系統の個体を純系(じゅんけい)と言う。そして、純系でない個体を雑種(ざっしゅ)と言う。対立形質どうしを持つ純系どうしの親をかけあわせてできた子は、雑種である。
遺伝の法則

純系の親どうしを掛け合わせた雑種の子では、それぞれの形質で、それぞれ片方の親の形質だけが現れる。これを優性の法則(ゆうせいのほうそく)という。 このとき、雑種の子にあらわれるほうの形質を優性形質という。子にあらわれないほうの形質を劣性形質という。
遺伝の法則

雑種の子は、優勢の形質の遺伝子も、劣性の形質の遺伝子も、両方とも親から受け継いでいる。しかし、劣性のほうの遺伝子は、優性の遺伝子があるときには形質が発現しないのである。
遺伝の法則

優性の形質のほうの遺伝子を優性遺伝子と言う。劣性の形質のほうの遺伝子を劣性遺伝子という。
遺伝の法則

ここでいう優性・劣性の「優劣」とは、べつに生存に適しているかどうかを示していない。単に、子が、親から優性・劣性の両方の遺伝子を受け継いだときに、子に形質が現れるほうの遺伝子を「優性」といい、子に形質が現れないほうの遺伝子を「劣性」というだけの事である。
遺伝の法則

...のだが、令和2年度教科書からは、「優性」「劣性」が、それぞれ「顕性」「潜性」に改められた。また、啓林館の教科書では「優性の法則」が削除された。また、日本医学会においても「顕性」「潜性」の使用が推奨されている。このため、学校で「顕性」、「潜性」と習った場合、そちらを使用されたい。
遺伝の法則

純系の対立形質を持つ親どうしを掛け合わせた子を雑種第一代という。雑種第一代どうしを掛け合わせた子を(つまり純系の孫にあたる)、雑種第二代という。
遺伝の法則

雑種第一代である子の、劣性のほうの遺伝子は、べつに消えたわけではないので、子どうしを掛け合わせて次世代をつくると、その次世代である孫にあたる雑種第二代では、ときどき両方の親から劣性の形質だけを受け継ぐ場合があるので、その場合には劣性の形質が現れる。
遺伝の法則

また、このような孫世代の実験から、劣性の遺伝子が消えたわけではないことが確認できる。 劣性遺伝子が形質を現さない場合とは、優性遺伝子とあわさった場合だけである。
遺伝の法則

オーストリア人のメンデル(1822年~1884年)は、遺伝のしくみを調べるため、エンドウを使って、次のような実験を行った。 このメンデルの実験によって、遺伝における優性や劣性のしくみが明らかになっていった。
遺伝の法則

メンデルの実験方法
遺伝の法則

メンデルは、異なる形質をもつエンドウの品種を用意し、2年間にわたり育て、 同一個体の配偶子間で行われる自家受精(autogamy)で 全く同じで変化しない子孫を生じる純系(じゅんけい、pure line)の品種を選んだ。 その際、対立形質が明確な、たがいに異なる対立形質を7つ採用し、
遺伝の法則

実験に採用された対立形質
遺伝の法則

1856年から62年にかけてエンドウの交配実験を行った。そして、実験結果を記録した。
遺伝の法則

実験1 1.種子の形について、 丸と しわ の純系を用意して両親P(Parens)としたところ、 その子である雑種第一代F1(Filius)は、全て丸であった。 このように子(F1)では、対立形質の片方のみが表れる。 子(F1)で現れる形質を 優性形質(ゆうせい けいしつ、dominant trait) と呼び、子(F1)で現れない形質を 劣性形質(れっせいけいしつ、recessive trait) と呼ぶ。 ここでの優性・劣性は、単に形質が現れやすい・現れにくいを意味し、べつに形質が優秀である・劣等であることを意味しない。
遺伝の法則

このエンドウの場合、種子の丸形が優性形質であり、種子の しわ形 が劣性形質である。
遺伝の法則

優性形質のことを、単に「優性」と略す場合もある。同様に、劣性形質のことを、単に「劣性」と略す場合もある。
遺伝の法則

実験2 F1(子)を自家受精したところ、 雑種第二代F2(孫)では、丸と しわ が5474個と1850個で、およそ 3:1 の出現比であった。 このようにF2(孫)では、 優性形質と劣性形質が、およそ3:1の比で出現する。
遺伝の法則

実験3 F2(孫)を自家受精したところ、 F2で しわ だったものは、F3で全てしわの純系となり、 F2で丸だったものは、565株のF3の内、 193株は丸の純系となり、 372株は丸と しわ を3:1の比で生じた。 このようにF3では、F2で劣性形質を示すものは、劣性形質の純系となり、 F2で優性形質を示すものは、このうち、3分の2は優性形質と劣性形質を3:1の比で生ずる子孫を作り、 3分の1は優性形質の純系となる。
遺伝の法則

実験4 1.種子の形と2.胚乳の色について、 種子の形が丸で胚乳の色が黄の純系と種子の形がしわで胚乳の色が緑の純系を用意して両親Pとしたところ、 その子F1はすべて丸で黄であった。
遺伝の法則

実験5 F1を自家受精したところ、 F2では丸・黄、丸・緑、しわ・黄、しわ・緑が315個、108個、101個、32個で、 およそ9:3:3:1の出現比であった。
遺伝の法則

個体の遺伝子の構成を記号で表したものを遺伝子型(いでんしがた、genotype)と呼ぶ。 遺伝子型はふつう優性形質をAやBなどのアルファベットの大文字で表し、いっぽう劣性形質をaやbなどのアルファベットの小文字で表す。 ある形質を決定する遺伝子は、ペアの染色体の同じ位置に1つずつ、あわせて2つあるため、アルファベット2文字で表される。
遺伝の法則

遺伝子型によって現れる形質を表現型(phenotype)と呼ぶ。 遺伝子型の記号を [ ] で囲んで表すこともある。( 例: [A] , [a] )
遺伝の法則

実験1では、 種子の形が丸をA、しわをaと表すとすると、 遺伝子型は、丸の純系はAA、しわの純系はaaと表せる。 この両親Pの配偶子はそれぞれA、aとなり、 その子F1の遺伝子型はAaとなり、表現型は[A]となる。 このように、優性形質の純系と劣性形質の純系とを交雑すると、 その子は優性形質のみを表し、 これを優性の法則(law of dominance)と呼ぶ。
遺伝の法則

なお、今日では、エンドウの種子の形を決める遺伝子は、 実際には酵素を作る遺伝子であり、その酵素がデンプンを作って種子の形を丸にしていることがわかっている。デンプンの量は、AaはAAとaaの中間であるが、種子の形を丸にするには十分な量であるため、Aaの種子の形は丸となっている。
遺伝の法則

実験2では、 F1の遺伝子型はAaと表され、 配偶子が作られるとき分離し、 それぞれの配偶子はA,aとなる。 このように配偶子形成の際ペアの遺伝子が分離し、 それぞれ配偶子に受け継がれることを分離の法則(ぶんりのほうそく、law of segregation)と呼ぶ。 F1の自家受精では、 その配偶子がそれぞれ受精するため、 F2ではAA:Aa:aa=1:2:1となり、 結果[A]:[a]=3:1となる。
遺伝の法則

実験3では、 F2で[a]だったものは、aaであるから、 その配偶子はaであり、自家受精でaaつまり[a]となる。 F2で[A]だったものは、AA:Aa=1:2であるから、 3分の1のAAの配偶子はAであり、自家受精でAAつまり[A]となり、 3分の2のAaの配偶子はA,aとなり、自家受精でAA:Aa:aa=1:2:1つまり[A]:[a]=3:1となる。
遺伝の法則

実験4では、 種子の形が丸をA、しわをa、胚乳の色が黄をB、緑をbと表すとすると、 遺伝子型は、丸で黄の純系はAABB、しわで緑の純系はaabbと表せる。 この両親Pの配偶子はそれぞれAB,abとなり、 その子F1の遺伝子型はAaBbとなり、表現型は[AB]となる。
遺伝の法則

実験5では、 F1の遺伝子型はAaBbとあらわされ、 配偶子が作られるとき分離し、 それぞれの配偶子は、AB,Ab,aB,abとなる。 F1の自家受精では、 その配偶子がそれぞれ受精するため、 F2で
遺伝の法則

となり、 結果
遺伝の法則

となる。
遺伝の法則

実験4・5では、 種子の形だけあるいは胚乳の色だけに注目すると、 それぞれ優性の法則と分離の法則に従い独立して遺伝している。 このように、2つの遺伝子が異なる染色体に存在するとき、 その遺伝子が互いに影響しないことを独立の法則(どくりつのほうそく、law of independence)と呼ぶ。
遺伝子

遺伝子のある場所は、染色体のなかにある。染色体のなかにある物質で、DNA(読み:ディー・エヌ・エー)という物質が、遺伝子の本体・正体である。DNAとはデオキシリボ核酸(deoxyribonucleic acid)の略である。
遺伝子

DNAは、A,T,G,Cという4種の記号で表される4種類の構成要素(「塩基」(えんき)という)が多数つながった鎖である。そして、DNAのその構造は、2本の鎖が一対になり、らせん状になっている。この塩基の並び方で、遺伝の情報が決定される。
遺伝子

AとT、GとCとが、互いに結びつきあう。2本の鎖が形づくられている。
遺伝子

つまり、塩基配列上では、AはかならずT と結びつく。具体例をいうなら、AはT以外の塩基とは結びつかない。たとえばAはGは結びつかない。AはCは結びつかない。Aは、他のA塩基とも結びつかない。
遺伝子

同様にTもA以外の塩基とは結びつかない。Tは他のT塩基とも結びつかない。
遺伝子

同様にGもC以外とは結びつかない。CもG以外とは結びつかない。
遺伝子

遺伝子の正体は、DNAにおける塩基の並び方である。この遺伝子の並び方が、生物の形や性質を決めている。
遺伝子

なお、DNAの二重らせん構造を発見した学者はワトソンとクリックである。なお、DNAそのものを発見した人物はミーシャという人である。DNAが遺伝子であることを解明した人物は、ワトソン・クリックとは別の学者(エイブリーや、ハーシーとチェイスなど)である。
遺伝子

※ エイブリー、ハーシーとチェイスについては高校の範囲の人名であるので、中学生は暗記しなくてよい。
遺伝子

一人の人間の中では遺伝子は、受精卵の時から、細胞分裂の際は、必ず複製されている。
遺伝子

親から子に伝わる遺伝子は、組み合わせは変わるが、子は両親から遺伝子を受け継ぐ。
遺伝子

そして、親から子へ、子から孫へと、遺伝情報を子孫に伝えている。
遺伝子の研究成果の活用

遺伝子の研究成果は多くあるが、近年の成果を、この節では取り上げよう。
遺伝子の研究成果の活用

このような成果がある。では、関連する技術を解説していこう。
遺伝子の研究成果の活用

生物学で言うクローン (clone ) とは、ある個体と、まったく同じ遺伝子を持つ別の個体を、作ることである。
遺伝子の研究成果の活用

植物のクローンは、さし木などで、簡単にクローンが作成できる。
遺伝子の研究成果の活用

現代でも技術的に難しいのは、動物のうち、ウシやヒツジなどのような、有性生殖する動物のクローン作成である。
遺伝子の研究成果の活用

現在の技術では、動物のクローンの作成では、胚や体細胞から取り出したDNAを含む核を、未受精卵に移植する「核移植」によって作った卵を代理母の子宮に移植して、代理母にクローンを出産させ、クローンを作成する。
遺伝子の研究成果の活用

通常の受精などとは違う仕組みである。
遺伝子の研究成果の活用

現在の技術では、(代理母でなく、)出産されたクローン動物には、身体の異常がある事が多い。
遺伝子の研究成果の活用

ヒトのクローン作成は、各国の法律などによって禁止されている。
遺伝子の研究成果の活用

遺伝子の組み換え方法には、いろいろな方法があるが、酵素を用いた方法が、有力な方法である。
遺伝子の研究成果の活用

ある酵素には、特定のパターンのDNA塩基配列を切断する酵素がある。このような、特定パターンの塩基を切断できる酵素を、制限酵素(せいげん こうそ、英: restriction enzyme)と言う。このような酵素を切断のパターンごとに集めて、DNAと混ぜれば、酵素との組み合わせによって、思い通りの切断が出来る。
遺伝子の研究成果の活用

切断だけだと、単にDNAが切断されただけなので、DNAをつなぐ事の出来る別の酵素を用いて、つなげたりする。DNAをつなげられる酵素をDNAリガーゼ(ディーエヌエーリガーゼ、DNA ligase)と言う。
遺伝子の研究成果の活用

このほか、様々な組み換え方法を用いて、DNAを目的の配列に組み替えて、その組み替えたDNAを細胞などに戻して培養し、遺伝子組み換えが出来る。
遺伝子の研究成果の活用

(※ 制限酵素やDNAリガーゼなどは、詳しくは、高校・大学で習う。中学では、制限酵素やDNAリガーゼは、覚えなくても良いだろう。)
遺伝子の研究成果の活用

制限酵素の応用は、遺伝子組み換え以外にも、遺伝子の配列の分析・調査などにも応用できる。
遺伝子の研究成果の活用

遺伝子組み換えをした品種は、自然界には存在していないので、それを利用するさいに未知の問題が起きる可能性がある。そのため、遺伝子組み換えをするさいには、注意が必要である。
遺伝子の研究成果の活用

食品の成分表などに「遺伝子組み換えでない」などの注意書きがあるのは、このような組み換え品種を原材料に利用していない事を示している。
遺伝子の研究成果の活用

自然界のバラは、青い色素をつくることができないため、青いバラは無かった。しかし、パンジーの花に、青い品種があるので、このパンジーの青い色素をつくる遺伝子を、遺伝子組み換えの技術をもちいてバラに導入することによって、青い色素をつくるバラが開発された。こうして、青いバラが開発された。2004年、日本で、青いバラが世界で初めて、つくられた。
遺伝子の研究成果の活用

糖尿病の患者は、インスリンという物質をつくる事ができないため、体内でインスリンが不足し、そのため症状がでる。そこで、インスリンを大量生産するのに、微生物が使われている。
遺伝子の研究成果の活用

ヒトのインスリンをつくる遺伝子を、遺伝子組み換え技術をもちいて大腸菌に導入し、大腸菌にヒトのインスリンをつくらせる。
遺伝子の研究成果の活用

そして、そのインスリンを、注射などで、体内に送っている事で、糖尿病の症状をやわらげてる。
遺伝子の研究成果の活用

大腸菌によるインスリンの生産手法が発明されるまでは、化学的に合成したものか、ブタのインスリンを使っていた。しかし、ブタのインスリンは、ヒトのインスリンとは構造がちがうし、化学的に合成したものもヒトのインスリンとは構造がちがうため、有害な副作用が起こる原因になっていた。
遺伝子の研究成果の活用

しかし、ヒトのインスリンと同じものを大腸菌でつくれるようになったので、糖尿病患者のインスリン注射によるアレルギー症状の発生が減った。