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高校生物の細胞の覚え方のコツ!原核細胞と真核細胞の違い/植物細胞と動物細胞の違い


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高校生物の細胞の構造とそのはたらきの概要

 

 

本単元で押さえるべきことの概要

 

生物のからだは、細胞という構造を基本骨格として作られています。

細胞の構造を理解することなしに、高校生物を語ることはできません。

・原核細胞と真核細胞の違い

・真核細胞の細胞小器官の構造とはたらきについての理解

・植物細胞と動物細胞の違いは

本単元ではこの3つをまずしっかりと理解し、アウトプットできるようになることが大事です。

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原核細胞と真核細胞の違いは何か。

 

細胞は大きく分けると、核を持たない原核細胞と核を持つ真核細胞の2つに分けられます。

原核細胞と真核細胞の大きな違いは、

核を持たない(=染色体が核膜におおわれていない)。

ミトコンドリアや葉緑体のような細胞小器官は見られない

ということです。

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原核生物とは

 

原核細胞からなる生物を原核生物と言い、細菌古細菌というグループに大別。

また、原核生物は単細胞生物しか存在していません

大きさは1〜10μm程度で、細胞膜の外側には細胞壁が存し、細胞壁には腺毛や鞭毛が付属。

真核生物と異なり染色体が核膜におおわれていないため、染色体が真核細胞のようにコンパクトにまとまっておらず、細胞膜内全体に拡散されて存在。

原核生物の染色体は、核様体と呼ばれます。

 

真核生物とは

 

真核細胞からなる生物を真核生物と言います。

単細胞生物から多細胞生物までさまざまなグループが存在

大きさは10〜100μm程度。

DNAはヒストンと呼ばれるタンパク質などとともに複合体を形成(クロマチン)し、核の内部に存在。

細胞の内部には、ミトコンドリアや葉緑体のような、原核生物には見られないさまざまな細胞小器官が存在し、細胞内の空間は細胞質基質でみたされています。

以上のような違いが見られ、センター試験などの正誤問題に出題されやすいので、しっかりと区別がつくようにしておきましょう。

 

細胞小器官の構造とそのはたらきとは

 

真核細胞には、以下に示すように多くの細胞小器官が存在します。

覚える量に戸惑うかもしれませんが、覚える順番としては、

・細胞小器官の名称

・構造(=どんな形をしているか)

・機能(=生物学的なはたらき)

のような流れが分かりやすいです。

 

 

DNAの複合体であるクロマチンと数個の核小体が、二重膜からなる核膜の内部に存在

多数の小さな孔(核膜孔)があり、この孔を通して、細胞全体とのやりとりを行います。

転写は核内で行われる。

核内でDNAの遺伝情報からmRNAが合成されると、核膜孔を通り、リボソームへと移動することで翻訳が開始。

 

ミトコンドリア

 

長さが1μm程度の棒状の細胞小器官

主な役割は、酸素を用いて有機物を分解するときに生じるエネルギーを用いて、細胞活動に必要なATPを生成すること。

 

葉緑体

 

長さが5〜10μm程度の紡錘形の細胞小器

主な役割は、光エネルギーを利用してATPを合成し、そのエネルギーを利用して有機物を合成すること。

 

小胞体

 

核膜の外側の膜と直接つながっている膜構造体

リボソームが多数付着している粗面小胞体と付着していない滑面小胞体に分かれています。

 

ゴルジ体

 

扁平な袋状の構造が何層も積み重なって形成されている細胞小器官。

主な役割は、リボソームで合成したタンパク質を小胞体から受け取り、タンパク質に様々な修飾を行うこと。

 

リソソーム

 

分解酵素を含み、細胞内で生じた不要物や、エンドサイトーシスで外部から取り込まれた物質を分解するはたらきをも持っています。

 

細胞骨格

 

タンパク質でできた繊維状の物質で、主に細胞内の構造を支え、安定化させるはたらきを持っています。

その種類は、アクチンフィラメント、微小管、中間径フィラメントの3つ

・アクチンフィラメント

アクチンという直径7nmの球状タンパク質がつながってできた繊維で、細胞分裂時のくびれ込みといった細胞運動に関与

・微小管

チューブリンが単位となり、鎖状に結合したものが13本集まってできた直径25nm程度の中空の管状繊維。

物質輸送のレール、繊毛や鞭毛の動きに関与

・中間径フィラメント

直径8〜12nm程度で、形状維持に関与。

 

中心体

 

その構造は、主に動物で発達。

微小管が3本1組となったものが9組、環状に並んだ構造を中心小体といい、これを1対もつものを中心体と言い、微小管形成の起点となります。

 

原形質連絡

 

植物細胞どうしは細胞壁で接し、原形質連絡を通して物質のやり取りや情報伝達を行っています。

 

液胞

 

主に植物細胞で発達する細胞小器官。

リソソームと同様、分解酵素を含み、細胞内の物質を分解するはたらきを持っています。

 

細胞膜

 

物質の輸送に関わり、出入りを調節

また、細胞外からの刺激を受容し、細胞内へ伝達するはたらきもあります。

 

細胞壁

 

植物細胞には存在し、動物細胞には存在しない構造

セルロースやペクチンなどからなり、細胞の保護と形状維持を担っています。

 

以上の細胞小器官の名称と構造とその機能を整理し、アウトプットできるようにして下さい。

アウトプットするとは、「葉緑体には、どんなはたらきがありますか?」という質問に対して、「光エネルギーを利用してATPを合成し、そのエネルギーを利用して有機物を合成すること」のように答えられるようになることです。

 

植物細胞と動物細胞の違いは何か。

 

植物細胞にしかないもの:細胞壁、葉緑体

植物細胞で主に発達した構造が見られるもの:液胞

動物細胞で主に発達した構造が見られるもの:中心体

この段階で覚えるべきは、この3つです。

注意が必要なのは、発達した液胞が見られるのは植物細胞のみだが、動物細胞に全く見られないわけではありません

同様にして、一部の植物細胞(コケ、シダ、裸子)では、精子を形成するので、中心体が存在します。

例えば、液胞は動物細胞には見られないまで言ってしまうとこれは誤りであるので、注意しましょう。

その他、細かいことが色々聞かれることもありますが、それは入試演習の段階で覚えるべきことなので、ひとまずは教科書に書いてある内容を中心に覚えて、アウトプットできるように目指しましょう。

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