【高校生物基礎】細胞の基本構造のポイント・練習問題

【高校生物基礎】細胞の基本構造についてまとめています。

細胞の基本構造

細胞の形と大きさは実にさまざまであるが、多くの細胞の構造を調べるといくつか の共通する構造があることがわかる。細胞は、大きくは核と細胞質に分けられる。

核

細胞を酢酸カーミンで染色すると赤く染まって見える構造体で、染色質とそれを包む核膜と1~数個の核小体(仁)からなる。染色質は塩基性の色素であるカーミンやオルセインと結合しやすく、細胞分裂時には凝縮して太いひも状の染色体になる。

細胞質

細胞の核以外の部分を細胞質といい、外側は細胞膜で包まれ、内部にはミトコンドリアなどの構造体が見られる。植物細胞も動物細胞と同じ考え方となります動物細胞と違うのは、植物細胞には水も溶質も通す性質(=全透性)のじょうぶな細胞壁があることです。原形質が小さくなって細胞壁から離れる現象。原形質分離が観察されます。

植物細胞を等張液中に入れると、原形質は細胞壁を押しもせず、細胞壁から離れもせず、ギリギリの状態である限界原形質分離のままで変化しません。しかし、細胞ごとに浸透圧は異なるので、多くの細胞を扱う際には、平均をとって観察している細胞の約50%が原形質分離している状態を限界原形質分離とします。

細胞を低張液中に入れます。水が細胞の中に入ってきて膨らみます。しかし、植物細胞では細胞壁があって簡単には膨らめません。壁を押し広げないと水を入れられないからです。そこで、細胞がもっている力(浸透圧)を、壁を押し広げるためにも使わなければならない羽目になります。この壁を押し広げて、水を入れるスペースをつくるために使う力が膨圧です。残った力は当然すべて水を引き込むために使います。この力が吸水力。

水の出入りが止まったときは,細胞内に水を入れる力と細胞 外に水を出す力がつりあっていますね。さらに、浸透圧と濃度に比例関係があることから、細胞の体積が吸水によってn倍になると浸透圧が1/n倍となり、この2つには反比例の関係が成立します。

細胞小器官

細胞内の核をはじめとするミトコンドリアや葉緑体・ゴルジ体・小胞体・リボソームなどの構造体を細胞小器官(オルガネラ)という。

植物細胞と動物細胞

基本的な構造は一部を除いて共通しているが、典型的な植物細胞には、動物細胞には見られない細胞壁と葉緑体などの色素体および発達した液胞が見られる。また、動物細胞には高等植物の細胞では見られない中心体が見られる。

ゴルジ体

植物細胞にも広く存在するが、光学顕微鏡でははっきりと見えないことが多い。

細胞の微細構造

電子顕微鏡の発達に伴い、たとえば光学顕微鏡では何もないように見えていた細胞質の部分にも小胞体やリボソームなどがあることが わかった。また、各構造体の微細構造も明らかになってきた。

生体膜

核・ミトコンドリア・葉緑体・細胞膜・ゴルジ体・小胞体・リソソーム・液胞は、いずれもよく似た構造の膜でできており、これらの膜を総称して生体膜という。

細胞の構造の問題

次のア~カの細胞の構造と働きに関して、下の問いに答えよ。

問1　どの細胞ももっているものはどれか。 次の1~5のうちから1つ選べ。
1核
2 ミトコンドリア
3 葉緑体
4 細胞壁
5 細胞膜

問2どの細胞ももっていないものはどれか。 問1の1~5のうちから1つ選べ。

細胞の構造の問題の解答・解説

問1：5
ア~カはすべて細胞ですから、細胞膜をもっています。

問2：3
光合成をする細胞はウだけですが…ネンジュモはラン藻類ですから葉緑体をもっていません。
ちなみに、核をもつ細胞はイ・オ・カ、ミトコンドリアをもつ細胞もイ・オ・カ、細胞壁をもつ細胞はウ・エ・カです。

（ポイント）原核か真核か? 例外的な真核細胞はいないか?
（解説）細胞を分類する場合は,まずは核の有無で整理しましょう。核をもたない原核生物は, ラン藻類と細菌類です。原核生物は核以外にもさまざまな細胞小器官をもっていませんね。 酵母菌は菌類 (カビの仲間) なので、真核生物です。ヒトの赤血球は核・ミトコンドリアをもたない小さな細胞です。精子も限られた細胞小器官しかもっていません。核が細胞内に複数ある場合もあります。骨格筋繊維(骨格筋をつくっいる細胞)には多数の核があります。 ゾウリムシは大核・小核の2つの核をもっています。