3 時間目 / 生物の時間 Biolooy 定義 もっと知りたい 0 、 連鎖していなければ無関係に遺伝する ■工ンドウマメにおける独立の法則 種子の形 種子の形を決める遺伝子は サヤの色に影響しない 種が丸型でもしわのある形で あっても、それはサヤの色に関 係なく、逆もまた関係しない。 無関係 さやの色 独立の法則には 例外も存在する 2 つの遺伝子の間に、独立の法 則が適用されない場合、それら の遺伝子は同じ染色体上にある と考えられる。 遺伝を左右する染色体 染色体とは、遺伝の元とな る情報が含まれた細胞小器官 のことを指します。染色体が 親から子へ引き継がれること で、遺伝が起こるのです。基 本的には両親から半分ずつの 遺伝子を引き継ぎますが、父 親からもらった染色体と母親 からもらった染色体は、子の 細胞内でそれぞれ対応してい ます。対応する 2 本の遺伝子 を、相同染色体といい、相同 染色体中の遺伝子が優性であ るか劣性であるかよって、形 質が決定されるのです。染色 体はこの形質の決定に大きな 役割を果たしています。 169

3 時間目 / 生物の時間 B ー 0 ー 00 定義 ■働きバチ姉妹の遺伝子 遺伝子を残すため、血縁者を助ける ・ハチの遺伝のしくみ 50 % でどちらかの 遺伝子になる ハチの姉妹は 遺伝子か似ている 人間の男性は女性と同じ本数 の染色体を持つが、 ツバチ のオスはメスの半分しか染色 体を持たない。そのため、メ スパチには父親の染色体がす べて引き継がれ、姉妹の遺伝 子は人間の姉妹より似通う。 染色体 A B 女王バチ 娘バチ A 染色体 B C 娘バチ B オスパチ A C A C 90 % 同じ 働きバチにとっては 姉妹のほうか近縁 メスである働きノヾチにとって は、自分の子よりも姉妹であ る次の女王バチを残すほう が、より遺伝子の近い子孫を 残すことにつながる。 娘バチ A 娘バチ C 平均で 75 % 同じ遺伝子を持っ B C 50 % 同じ 娘バチ B もっと知りたい 0 、 オスパチの親 オスパチは受精しない卵から 生まれ、父親がいません。オ スパチの遺伝子は 100 % 母 親である女王バチと共通にな ります。これはハチやアリな ど半倍数性の昆虫に見られる 特徴です。 利己的な遺伝子 生物個体の遺伝子を残すため の行動は、時には個体自身を 不利にするように見えます。 遺伝子が持ち主である個体を 操っているように見えること から、「利己的な遺伝子」と 表現する人もいます。 159

生物に含まれる DNA という分子が 遺伝子の正体なのよ 遺伝をつかさどる存在を暴き出せ ! DNA の法則 メンデルによって の概念が提唱された後、 遺伝子の正体が何であるかの研究が進められました。 世紀初頭には染色体の中に遺伝子が存在することが判明 し、 C) Z <( という物質であ 1944 年に遺伝子の正体は ることがわかりました。そして 19 5 3 年、ジェームス・ ワトソンとフランシス・クリックという 2 人の学者が a Z< のニ重らせん構造を発見したことで、遺伝のしくみ がついに解き明かされたのです。 z < はデオキシリポースおよびリン酸という物質 によって構成されており、この と、 4 種類の 塩基の組み合わせによってつくられるタンパク質を指定 します。つまり、 OZ< の塩基の組み合わせが親から子 へと受け継がれることで、遺伝情報が子にも伝わり、さ まざまな形質が遺伝するのです。 0 z < の構造と清報伝達方法の発見 遺伝子 ( ↓ 塩基 ( 2 ) KEYWORD 丁遺伝子 塩基 「遺伝子 (gene) 」という名称は円 09 DNA という長い分子は、塩基とい う部品が多数連なってできている。年に生み出された。また、染色体自 アデニンとチミン、グアニンとシト体はメンデル以前に発見されていた シンの 4 種類の塩基が DNA を構成が、染色体上に遺伝子があると発見 する部品として使われる。 されたのも同じ時期。 170

遺伝子同士の関係ではなく、 ーー無関係を示した法則ね 色とかたちは独立に遺伝する メンデルの第三法則 ( 独立の法則 ) メンデルの は、「種の形」と「さやの色」 など、異なる遺伝形質を伝える 2 組の対立遺伝子は互い に影響を与えないというものです。種の形を決める遺 伝子 < と、豆のさやの色を決める遺伝子とが あった場合、種の形の発現にとは一切関係しませ ん。そのため 2 つのエンドウマメをかけ合わせた時、種 の形・さやの色の両方で優性と劣性の割合が 3 〕 1 で発 現したとすると、 (ßと (a) の組み合わせは、単純に計算通り 9 〕 3 〕 3 〕 1 になります ただし、この独立の法則に従わない遺伝子もあります。 たとえばさやの色を決める遺伝子と、背の高さを決める していると、黄色いさやを持っ子は 遺伝子が 背か高い傾向がある、ということかあり得ます。 一見すると当たり前 ? 独立の法則 連鎖 ( ) KEYWORD 工 (A と B) 特定の対立遺伝子の組み合わせが、生まれてきた子の種の形もさやの色 一緒に遺伝すること。別の形質を伝も優性であるということ。どちらも える遺伝子が同じ染色体上にある場 3 : ーで優性・劣性が発現していた 合に発生。異なる染色体上にある場 場合 (A と B) とどちらも劣性であ 、基本的に独立の法則に従う。 る (a と b) の比は 9 になる。 1 68

ZZ< を解析すると 体質や病気の かかりやすさも わかるのよ は生物の 体をつくる 設計図のような 役割をしているのよ 遺伝子 B 背が高くなる 遺伝子 A 肌の色を決める 遺伝子 タンバク質をつくる情報を 含む DNA の一部分 遺伝子 C 病気に強くなる ケイコ先生・ = 俺の体調の 1 ことまで 染色体 ヒトの遺伝子の 解読は理科の 世界でもっとも アッい分野だと 言われているの 134

、、突然変異の法則 親と似ていない子どもが生まれてくる ! ? ) 種が別の種に進化するための 重大な要因よ 生物種の別種への進化は、親と違う形質を持っ子ども が生まれなければ起きません。生物の集団の中に、まれ に変わった形質を持った個体が現れることを といいます。この突然起こる変異が集団の中に広がって いくことで、集団が別の種へと変化していくのです。 9 世紀には、変異についての観察データが不足していて ダーウインは正しい説に到達できませんでした。 正しい学説は 19 01 年、 によって提唱されることになります。ド・フリースはオ オマッョイグサの観察から突如として変異が起きること を確認し、これを と呼びました。現在、変異は OZ< 複製の際のミスや化学物質や放射線による OZ< や染色体の損傷など、遺伝子に原因があるということが 判明しています ダーウインを困らせた「変異」 突然変異 ューゴー・ド・フリース ( プ ) 変異 ( ) KEYWORD , 、 ) 変異 オランダの植物学者であり遺伝学ダーウインは、遺伝にはゲンミュー 者。突然変異の学説を提唱した。ま ルという粒子が作用していると考え こ、誌められていなかったメンテル た。そして、それが変化して変異が の遺伝の法則を再発見し、その正し一起きると提唱したが、メンデルの法 さを世間に知らしめた。 則と矛盾するため否定された。 150

地球上で最初の生命は嫌気性生物 生物誕生の学説 地球の酸素は微生物が光合成で つくり出したものなのね 誕生直後の地球には酸素分子がほとんど存在していな かったこともあり、地球で最初の生命は、 でした。またその頃は、地上や海の浅瀬には有 害な紫外線や太陽風が降りそそぎ、原始的な生命が生き ていくことは難しい環境でした。そのため生物は、深海 で硫化水素などを分解してエネルギーを得ていたと考え られています。 約億年前、地球に磁場が生まれ太陽風を跳ね返すよ うになると、 のシアノバクテリアか浅い 海に大発生しました。シアノバクテリアは水とニ酸化炭 素という、海水に豊富に含まれている物質を使って光合 成を一丁い、 酸素と有機物をつくり出しました。やがて生 命は、シアノバクテリアがつくり出した酸素を取り入れ てエネルギーを得るようになります。 光合成を行い酸素を生み出した 原核生物 ( プ ) けんき 嫌気性の微生 K EY WO R D 2 ー原核生物 嫌気性の微生物 細胞核を持たず、染色体がほほ、裸の増殖するのに酸素を必要としない微 まま細胞内にあり、核膜を持たない生物のことで、ほとんどの細菌は嫌 生物。大腸菌などの細菌類や藍藻類気性。対照的に多くの動物、真菌類、 が含まれる。一方、細胞核の構造をそしていくっかの細菌は酸素に基づ 持っ生物を真核生物という。 く代謝機構を備えた好気性である。 21 ム

3 時間目 / 生物の時間・ 0 ー 00Y 定義 発現する遺伝子としない遺伝子がある ■工ンドウマメの種の形における優劣の法則 丸い種と しわの種の比率 メンデルは種子の形の発現型の比率が 3 : ーになることから、種子の形 に関する対立遺伝子の概念と、丸がしわに対して優性であることを発見 工ンドウマメの 7 対の対立形質 F2 ( 雑種第 2 代 ) 形質の F2 の分離比 ( 雑種第一代 ) 優性形質劣性形質 ( 優性 : 劣性 ) ①黄色 x 緑色 黄色黄色 = 6 , 022 緑色 = 2 , 0 3 . ②丸 x しわ 丸 丸 = 5 , 474 しわ = L850 2.96 : ー ③有色 x 無色 有色 有色 = 705 無色 = 224 ④ふくれ x くびれふくれふくれ = 882 くびれ = 299 2.95 : ー ⑤緑色 x 黄色 緑色 緑色 = 428 黄色司 52 2.82 : ⑥腋生 x 頂生 腋生 腋生 = 6 引頂生 = 207 3 」 4 : ー ⑦ 高 x 低 高 = 787 低 = 277 2.84 : ー ①子葉の色②種子の形③種皮の色④熟したさやの形 ⑤さやの色⑥花のつき方⑦茎の高さ 両親 (P) 種類 もっと知りたい 0 、 致死遺伝子 細胞や生物を死に至らしめる 遺伝子のこと。ハッカネズミ では毛の色を黄色にさせる遺 伝子と灰色の遺伝子が存在し ますが、黄色遺伝子が 2 っ揃 うとその個体は死んでしまい ます。 血液型 < 0 式の血液型では、 < 型と型の遺伝子が優性で 0 型が劣性です。 <O や 0 の遺伝子型は発現型が < 型 < 型、型となり、 と 0 0 型の場合は遺伝子型 と発現型が同じになります。 165

定義 マグマが固まった火成岩は 冷え方によって特徴が異なる マグマの影響を感じる ・火成岩の法則 です。外 地中のマグマが冷えて固まった岩石が に流れ出たマグマが急速に冷えて固まったものを火山 岩、地下深くでゆっくりと冷やされたものを深成岩とい いずれもニ酸化ケイ素の含有量や結晶化した部分の 割合によって、異なる名称がついています。なお、マグ をつくる要因にもなります。 マの熱は 火山岩で代表的なものは玄武岩です。まだら状の組織 を持ち、灰色のものか多いですが、赤やピンク色などの カラフルなものもあります。また、皇居の石垣に使われ ている安山岩も火山岩の一種で、ほかには流紋岩、キン バリー岩 ( 雲母かんらん岩 ) などが含まれます。一方、 です。石英と長石が主成 深成岩の代表例が 分のため白っぱく、 1 割程度の有色鉱物を含みます。緻 密で固いので石材として身近に見られます。 冷え方が違うと性質が変わる 変成岩 ( 花崗岩 ( 火成岩 K EY WO R D 1 変成岩 代表的産地の地名から御影石と呼ば岩がマグマの熱で変化したものを接 れることもある。磨くと光沢が出る触変成岩といい、大理石などが含ま ため墓石にも使われるほか、カーリれる。それに対し、低温高圧の地中 ング用のストーンにも花崗岩が使わ深くでできる岩石は広域変成岩と呼 ばれる。 れている。 2 花崗岩・ 229

2 時間目 / 化学の時間 Chemis+rv 定義 2 つ以上の物質が合わさることで 別の物質へと変化すること ・化合の種類 酸化や燃焼は 化合の一種 酸素と結びついて別の物質 に変わる酸化は、化合の一 種。そのうち激しく酸化し 発火現象をともなうのが燃 焼である。 酸化 2 種類以上の物酸素と化合熱や光をと 質が一種類の別すること もなう激し の物質になる化 い酸化 学変化 ・銀の硫化 硫黄泉に入ると 銀の指輪が黒くなる 硫黄を多く含む温泉に銀の 指輪をしたまま入ると、指 輪が黒くなる。銀が硫化と いう反応を起こし、硫化銀 になったためである。 0 AgS ( 硫化銀 ) S ( 硫黄 ) 2Ag ( 銀 ) もっと知りたい 0 、 ゆで卵の変色 鉄と硫黄を加熱すると光と 熱を出しながら激しく反応 し、硫化鉄に化合します。ゅ で卵の黄身と白身の境目にで きる緑色の物質も実は化合で できる硫化鉄です。卵白の中 のシスチンやメチオニンに含 まれる硫黄分が加熱によって 分解されて硫化水素となり 卵黄中の鉄分と反応して硫化 鉄となります。卵が腐った時 の臭いはこの硫化水素の臭い で、温泉地や火山の周辺に 漂っている臭いが「卵の腐っ た臭い」といわれるのは、卵 に含まれると同じ硫化水素だ からなのです。