生物基礎｜遺伝子とそのはたらき（2）遺伝情報の複製と細胞周期
DNA は半分ずつ受けつがれて複製され、細胞周期をくり返して分配される
細胞が分裂して増えても、どの細胞にも同じ遺伝情報があります。それは、分裂の前に DNA を正確に複製し、2 つの細胞に等しく分けているからです。中学のふり返りから始めて、予想してから5つのステップで確かめよう。
ことばの準備
さきに知っておくこと
- 複製DNA と同じものをもう 1 つつくること
- 鋳型新しい鎖をつくるときの手本になる鎖
- 半保存的複製複製された DNA が、もとの鎖 1 本と新しい鎖 1 本からなること
- 細胞周期分裂が終わってから次の分裂が終わるまでのひとまわり
- 間期G₁ 期・S 期・G₂ 期をまとめた、分裂していない時期
- 分裂期（M 期）染色体が見え、2 つの細胞に分かれる時期
ステップ1
分裂でできた細胞の染色体の数は？
予想：体細胞分裂でできた 2 つの細胞の染色体の数は、もとの細胞と比べてどうなる？
灰色の鎖＝もとの鎖、橙色の鎖＝新しくつくられた鎖。円の色：青 G₁、黄 S、緑 G₂、赤 M。
予想を選ぶと、ここで条件を変えられるようになります。
ためしてみよう
ここが大事
ステップのまとめ
遺伝情報の複製と細胞周期のまとめ
| 時期 | 何をしている？ | DNA 量（細胞 1 個） |
|---|---|---|
| G₁ 期 | DNA 合成の準備・細胞の成長 | 1 |
| S 期 | DNA の複製（半保存的複製） | 1 → 2 |
| G₂ 期 | 分裂の準備 | 2 |
| M 期 | 染色体を 2 つの細胞に分ける | 2 → 1 |
この図は理解のためのモデルです。時期の長さの割合は目安です。
公式
この単元の式
| 名前 | 式 | ことばで言うと・単位 |
|---|---|---|
| 細胞周期 | G₁ → S → G₂ → M → G₁ … | 間期 ＋ 分裂期S ＝ Synthesis（合成）、M ＝ Mitosis（分裂） |
| DNA 量 | G₁：1 → S：1〜2 → G₂：2 → M 後：1 | 2 倍にしてから半分ずつ分ける分裂をくり返しても一定 |
| 時期の長さ | 細胞周期 × その時期の細胞数 ÷ 全細胞数 | 数が多い時期ほど長い20 時間の周期で 40 個中 4 個が分裂期 → 2 時間 |
DNA の複製は S 期だけ。分裂期には複製された DNA を分けるだけで、DNA は増えない。
重要語句
この単元でおさえること
確認問題へ問題ページへ →実験道具：細胞分裂と成長細胞分裂で、細胞の数と大きさがどう変わるか調べよう →実験のあとに読む
なぜ DNA は正確に複製できるのか
何を比べる？
体細胞分裂、1 回目と 2 回目の複製、細胞周期の各時期、DNA 量の変化、根の先端の細胞の数を比べます。
結果をどう考える？
DNA の 2 本の鎖は、A－T・G－C の相補的な塩基対で結びついています。複製のときは 2 本の鎖がほどけ、それぞれの鎖の塩基に相補的な塩基をもつヌクレオチドが並んでつながります。手本（鋳型）となる鎖が必ずあるので、もとと同じ塩基配列の DNA が 2 つできます。
まちがえやすい点・モデルの条件
「分裂がさかんな場所では、ほとんどの細胞が分裂している」はまちがいです。根の先端でも、見える細胞のほとんどは間期で、分裂期は細胞周期の 1 割ほどの短い時間です。
制作：現役の理科教員 ／ 制作の考え方