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DNAの複製(ふくせい)と細胞(さいぼう)周期(しゅうき)

カワウソ先生DNAが複製(ふくせい)されるのは、分裂(ぶんれつ)期(き)の前(まえ)の間期(かんき)だよ。

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  1. 細胞(さいぼう)周期(しゅうき)は、間期(かんき)と分裂(ぶんれつ)期(き)という2つの時期(じき)を繰(く)り返(かえ)す。
  2. 間期(かんき)のうちS期(き)という時期(じき)にDNA(新しいタブで開きます)が複製(ふくせい)され、量(りょう)が2倍(ばい)になる。
  3. 複製(ふくせい)されたDNAは分裂(ぶんれつ)期(き)に2つの細胞(さいぼう)へ等(ひと)しく分配(ぶんぱい)され、どの細胞(さいぼう)も同(おな)じ遺伝(いでん)情報(じょうほう)をもつ。

詳しく

細胞(さいぼう)周期(しゅうき)の区分(くぶん)

1個(こ)の細胞(さいぼう)が分裂(ぶんれつ)してできた細胞(さいぼう)が、また次(つぎ)に分裂(ぶんれつ)するまでの繰(く)り返(かえ)しを細胞(さいぼう)周期(しゅうき)という。細胞(さいぼう)周期(しゅうき)は大(おお)きく間期(かんき)と分裂(ぶんれつ)期(き)の2つに分(わ)けられる。

間期(かんき)は、分裂(ぶんれつ)の準備(じゅんび)をする時期(じき)だ。細胞(さいぼう)が大(おお)きくなる時期(じき)や、DNAを複製(ふくせい)する時期(じき)などがここに含(ふく)まれる。

分裂(ぶんれつ)期(き)は、間期(かんき)で複製(ふくせい)されたDNAが2つの細胞(さいぼう)へ分(わ)かれて渡(わた)される時期(じき)である。間期(かんき)と分裂(ぶんれつ)期(き)を繰(く)り返(かえ)しながら、細胞(さいぼう)は数(かず)を増(ふ)やしていく。

細胞周期の間期と分裂期Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

間期(かんき)のS期(き)で起(お)こるDNAの複製(ふくせい)

間期(かんき)はさらにG₁期(き)・S期(き)・G₂期(き)に分(わ)かれ、そのうちのS期(き)にDNAの複製(ふくせい)が起(お)こる。G₁期(き)はDNA合成(ごうせい)の準備(じゅんび)をする時期(じき)、G₂期(き)は分裂(ぶんれつ)の準備(じゅんび)をする時期(じき)だ。複製(ふくせい)が始(はじ)まる前(まえ)のDNAの量(りょう)を1とすると、S期(き)が終(お)わるとDNAの量(りょう)は2倍(ばい)になる。

複製(ふくせい)では、2本(ほん)鎖(くさり)DNAがそれぞれの鎖(くさり)を鋳型(いがた)にして、相補性(そうほせい)にしたがって新(あたら)しい鎖(くさり)を作(つく)る。できあがる2本(ほん)のDNAは、どちらも元(もと)と同(おな)じ塩基(えんき)配列(はいれつ)をもつ。

こうして、分裂(ぶんれつ)期(き)が始(はじ)まる前(まえ)に、分裂(ぶんれつ)に必要(ひつよう)な分(ぶん)のDNAがちょうどそろう。

等(ひと)しい分配(ぶんぱい)とそろう遺伝(いでん)情報(じょうほう)

分裂(ぶんれつ)期(き)になると、複製(ふくせい)で2倍(ばい)になったDNAは染色体(せんしょくたい)(新しいタブで開きます)の形(かたち)をとり、2つの細胞(さいぼう)へ等(ひと)しく分配(ぶんぱい)される。1つの細胞(さいぼう)が分裂(ぶんれつ)して2つの細胞(さいぼう)になったとき、どちらも分裂(ぶんれつ)前(まえ)の細胞(さいぼう)と同(おな)じ量(りょう)・同(おな)じ配列(はいれつ)のDNAを受(う)けとる。

この仕組(しく)みがあるからこそ、体(からだ)を作(つく)るどの細胞(さいぼう)も、もとの1個(こ)の細胞(さいぼう)と同(おな)じ遺伝(いでん)情報(じょうほう)をもつ。筋肉(きんにく)の細胞(さいぼう)と皮膚(ひふ)の細胞(さいぼう)のように形(かたち)やはたらきが違(ちが)っても、もつDNAの配列(はいれつ)は変(か)わらない。

なお、複製(ふくせい)で新(あたら)しい鎖(くさり)がどのように組(く)み立(た)てられるかという詳(くわ)しいしくみは、科目(かもく)「生物(せいぶつ)」で学(まな)ぶ範囲(はんい)になる。

複製されたDNAが等しく分配される流れAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

確認問題

問題 1 / 4細胞(さいぼう)周期(しゅうき)を大(おお)きく2つに分(わ)けたとき、その区分(くぶん)はどれか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/science/dna-replication-and-cell-cycle/?from=print#quiz

  1. 細胞(さいぼう)周期(しゅうき)を大(おお)きく2つに分(わ)けたとき、その区分(くぶん)はどれか。

    • ◯ 前期(ぜんき)と後期(こうき)
    • ◯ 成長(せいちょう)期(き)と老化(ろうか)期(き)
    • ◯ 間期(かんき)と分裂(ぶんれつ)期(き)
    • ◯ 複製(ふくせい)期(き)と休止(きゅうし)期(き)

    正解:間期と分裂期
    細胞(さいぼう)周期(しゅうき)は、分裂(ぶんれつ)の準備(じゅんび)をする間期(かんき)と、実際(じっさい)に分裂(ぶんれつ)する分裂(ぶんれつ)期(き)の2つに大(おお)きく分(わ)けられる。

  2. DNAの複製(ふくせい)が起(お)こるのは、細胞(さいぼう)周期(しゅうき)のどの時期(じき)か。

    • ◯ 分裂(ぶんれつ)期(き)の前半(ぜんはん)
    • ◯ 間期(かんき)が終(お)わった直後(ちょくご)の分裂(ぶんれつ)期(き)
    • ◯ 間期(かんき)のS期(き)
    • ◯ 分裂(ぶんれつ)期(き)の後半(こうはん)

    正解:間期のS期
    DNAの複製(ふくせい)は、間期(かんき)のうちS期(き)という時期(じき)に起(お)こる。

  3. 間期(かんき)のS期(き)でDNAが複製(ふくせい)されると、複製(ふくせい)前(まえ)に比(くら)べてDNAの量(りょう)は何倍(なんばい)になるか。

    答え:____________

    正解:2
    複製(ふくせい)が始(はじ)まる前(まえ)のDNA(新しいタブで開きます)の量(りょう)を1とすると、S期(き)が終(お)わると2倍(ばい)になる。

  4. 体細胞(たいさいぼう)分裂(ぶんれつ)でできた2つの細胞(さいぼう)がもつ遺伝(いでん)情報(じょうほう)の関係(かんけい)として正(ただ)しいものはどれか。

    • ◯ どちらも元(もと)の細胞(さいぼう)と半分(はんぶん)だけ異(こと)なる遺伝(いでん)情報(じょうほう)をもつ
    • ◯ どちらも元(もと)の細胞(さいぼう)と同(おな)じ遺伝(いでん)情報(じょうほう)をもつ
    • ◯ 一方(いっぽう)だけが元(もと)の細胞(さいぼう)と同(おな)じ遺伝(いでん)情報(じょうほう)をもつ
    • ◯ 2つの細胞(さいぼう)の遺伝(いでん)情報(じょうほう)は毎回(まいかい)ランダムに変(か)わる

    正解:どちらも元の細胞と同じ遺伝情報をもつ
    複製(ふくせい)されたDNAが等(ひと)しく分配(ぶんぱい)されるため、分裂後(ぶんれつご)の2つの細胞(さいぼう)はどちらも元(もと)の細胞(さいぼう)と同(おな)じ遺伝(いでん)情報(じょうほう)をもつ。

単元のポイント

  • 細胞(さいぼう)周期(しゅうき) 1個(こ)の細胞(さいぼう)が分裂(ぶんれつ)してから次(つぎ)に分裂(ぶんれつ)するまでの繰(く)り返(かえ)し
  • 間期(かんき) 細胞(さいぼう)周期(しゅうき)のうち分裂(ぶんれつ)していない時期(じき)。この間(かん)にDNAが複製(ふくせい)される
  • 分裂(ぶんれつ)期(き) 細胞(さいぼう)周期(しゅうき)のうち、複製(ふくせい)されたDNAが2つの細胞(さいぼう)へ分配(ぶんぱい)される時期(じき)
  • DNAの複製(ふくせい) 間期(かんき)のS期(き)に、DNAが同(おな)じ塩基(えんき)配列(はいれつ)をもつ2本(ほん)に増(ふ)える過程(かてい)
問題を解く
単元のポイント
  • 細胞(さいぼう)周期(しゅうき) 1個(こ)の細胞(さいぼう)が分裂(ぶんれつ)してから次(つぎ)に分裂(ぶんれつ)するまでの繰(く)り返(かえ)し
  • 間期(かんき) 細胞(さいぼう)周期(しゅうき)のうち分裂(ぶんれつ)していない時期(じき)。この間(かん)にDNAが複製(ふくせい)される
  • 分裂(ぶんれつ)期(き) 細胞(さいぼう)周期(しゅうき)のうち、複製(ふくせい)されたDNAが2つの細胞(さいぼう)へ分配(ぶんぱい)される時期(じき)
  • DNAの複製(ふくせい) 間期(かんき)のS期(き)に、DNAが同(おな)じ塩基(えんき)配列(はいれつ)をもつ2本(ほん)に増(ふ)える過程(かてい)