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生物学
第３回 すべての生物は細胞から
和田 勝
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すべての生物は細胞から
光学顕微鏡と染色法が改良され、
さまざまの生物が顕微鏡で観察さ
れました（第1回からの続き）。
その結果、植物でも動物でも細
胞という基本単位からできてい
ることがシュライデンとシュバン
によって観察され、細胞説が唱
えられました。
2
細胞説
シュライデンは、いろいろな植物を顕
微鏡で観察して、植物は細胞という
基本構造からできていることを述べま
す（1838）。
シュバンも、いろいろな動物を顕微鏡
で観察して、動物は細胞という基本構
造からできていることを述べます
（1839）。
細胞説（cell
theory）
3
細胞説
1850年代になって、ヴィルヒョ
ーが、すべての細胞は細胞か
らのみ生じる、と明確に表明し
ます。
現在ではこれも加えて、細胞説は、
１）すべての生物は細胞から構成されている
２）細胞はすでに存在する細胞からのみ生成される
３）細胞は生命の最小単位である
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細胞説に触発されて
細胞説に触発されて、体細胞分裂、
減数分裂、染色体の発見など、顕微
鏡を使った、細胞の重要性に関する
発見が続いていきます。
さらに、メンデルの法則の再発見と結
びついて、遺伝子の実体や細胞の形
とはたらきの研究が盛んに行われま
す。
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物を拡大する顕微鏡
さて、
肉眼
小さくて観察できない
顕微鏡
というお話をしましたが、現在使われ
ている顕微鏡にはいろいろな種類が
あります。
6
顕微鏡の種類
光学顕微鏡
透過型電子顕微鏡
7
走査型電子顕微鏡
顕微鏡の原理
光線を
使う
電子線を
使う
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体の中へ
これらの拡大装置を使って、体の中へ
入り込んでみましょう。
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光学顕微鏡像
10
光学顕微鏡像
11
光学顕微鏡像
12
光学顕微鏡像
13
光学顕微鏡像
14
電子顕微鏡像
小腸微絨毛の断面 (x10,000)
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撮影：川原昌彦・富山医科薬科大学実験実習機器センター
光学顕微鏡像
膵臓の細胞
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電子顕微鏡像
17
走査型電子顕微鏡の原理
電子線を
使う
18
走査型電子顕微鏡像
ツツガムシの成虫の走査型電顕像 (x86)
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撮影：安達一男・新潟大学医学部第三解剖電顕室
走査型電子顕微鏡像
アリの成虫の頭部
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教材としての走査型電子顕微鏡画像集、撮影：阿達 直樹
アリの複眼（ｘ100）
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イチモンジセセリの鱗粉
22
光学顕微鏡で見ると
マルバネカスリタテハの鱗粉
光学顕微鏡で見ると
マヒメアカタテハの鱗粉
蝶の羽の模様は、鱗粉による
点描なのですね。
いろいろな植物の花粉
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顕微鏡像の違い
スギの花粉
走査型電子顕微鏡の応用
ラット小腸の血管鋳型の走査型電顕像
27
撮影：梅沢敦子・北里大学医学部電顕センター
走査型電子顕微鏡の応用
凍結割断法（freeze fracture）
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すべての生物は細胞から
１）ヒトは60兆個の細胞からできている
２）これらの細胞には共通した構造が
あり、同じ遺伝情報を有している
３）しかしながら、細胞は置かれた場
所に応じて異なる形と機能を示す
（分化しているという）
４）細胞によって使われている遺伝情
報が異なるためである
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細胞、組織、器官、器官系
器官系
器官
個体
組織
細胞
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細胞、組織、器官、器官系
具体例：
心筋細胞から
シマウマへ
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組織
細胞は、次の４つの基本的な組織を構
成します
●上皮組織
(epithelial tissue)
●結合組織 (connective tissue)
●筋組織 (muscle tissue)
●神経組織 (nervous tissue)
組織は、形態と機能からさらに分類さ
れます
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上皮組織
（1）上皮組織は、
●単層扁平上皮
(simple squamous ep.)
●単層立方上皮 (simple cuboidal ep.)
●単層円柱上皮 (simple columner ep.)
●重層扁平上皮 (stratified squamous ep.)
●多列上皮 (pseudostratified ep.)
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結合組織
（２）結合組織は、
●疎性結合組織
(loose con.)
●密繊維性結合組織 (dense con.)
●弾性結合組織 (elastic con.)
●細網結合組織 (reticular con.)
●脂肪組織 (adipose con.)
●軟骨組織 (cartilage con.)
●骨組織 (bone con.)
●血液 (blood)
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結合組織
ふつうはコラーゲンなどが
細胞外マトリックス
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筋組織
（３）筋組織は、
●骨格筋
(skeltal muscle)
●心筋 (cardiac muscle)
●平滑筋 (smooth muscle)
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神経組織
（４）神経組織は、
●ニューロン
(neuron)
●グリア細胞 (glia cell)
それぞれの組織は、組み合わさって器官を構成する
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組織から器官へ
上皮組織
結合組織
筋組織
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器官
組織が組み合わさって器官が構成さ
れる。
上皮組織
結合組織
筋組織
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器官系
たとえば、消化器官系は
食道 (esophagus)、胃 (stomach)、小腸 (small intestine)、
大腸 (large intestine)、肝臓 (liver)、膵臓 (pancreas)、
胆嚢 (gallbladder)
などの器官から構成さています。
小腸はさらに、十二指腸 (duodenum)、空腸 (jejunum)、
回腸 (ileum)よりなり、大腸は、虫垂突起 (vermiform
appendix)、盲腸 (cecum)、結腸 (colon)、直腸 (rectum)
より構成されています。
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消化器官系
１．食道、２．胃 、小腸のうち３．十二指腸、４．空腸と回腸 、大腸のうち５．
盲腸、６．虫垂突起、７．結腸、８．直腸、９．肛門
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器官系
●外皮系
(Integmentary system)
●骨格系 (Skeltal system)
●筋系 (Muscular system)
●消化器官系 (Digestive system)
●循環器官系 (Circulatory system)
●呼吸器官系 (Respiratory system)
●泌尿器官系 (Urinary system)
●神経系 (Nervous system)
●内分泌系 (Endocrine system)
●生殖器官系 (Reproductive system)
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階層性
外皮系
骨格系
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消化器官系
階層性
個体 (organism)
器官系 (organ system)
器官 (organ)
組織 (tissue)
細胞 (cell)
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細胞小器官
電子顕微鏡の発明により、細胞内
にはさらに構造物が見え、膜系が
発達していることが明らかになりま
す。
これらの構造を、細胞小器官
（organella）と呼びます。
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細胞より下位へ
細胞
細胞小器官
分子
原子
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動物細胞の構造
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動物細胞の各パーツ
細胞の各パーツが、どのような構
造で、どのような働きを担っている
か見てゆきましょう。
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サイトゾール
細胞小器官が浮かんでいる液体
部分をサイトゾール（cytosol）と言い
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ます。
核（nucleus）
核膜
●核小体
●染色質
●
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細胞分裂と染色体
間期
●
後期
前期
●
終期
●
●
中期
●
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ヒトの染色体
22対の常染色体と２本の性染色体
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染色体-染色質-DNA
ヌクレ
オソーム
染色体
●
●
凝縮し
た染色
質
●
●
DNA
遺伝情報
染色質
●
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小胞体
小胞体（endoplasmic reticulum、
ER）は、よく発達した膜系。
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リボソーム
リボソームは、遺伝情報の写しを
見ながら、タンパク質を合成してゆく
生産ラインのロボットのような役割を
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します。
小胞体には２種ある
リボソームが結合した小胞体を、
粗面小胞体（rough ER）といいます。
リボソームが結合していない管状
の小胞体を、滑面小胞体（smooth
ER）といいます。
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ゴルジ装置
ゴルジ装置（Golgi apparatus）は、
分泌タンパク質の配送センターのよ
うな役割です。 57
ミトコンドリア
ミトコンドリア（mitochondria）は、エ
ネルギー供給装置です。
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ミトコンドリア
内膜
膜間腔
基質
外膜
クリステ
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クリステ
ミトコンドリア
ミトコンドリアは、固有のDNAを持っ
ています→過去に寄生した生物だと
考えられています。
分裂によって数を増やします。
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細胞骨格
細胞の動きや細胞小器官の移動などに関
係するタンパク質で、３種類（左から微小繊維、
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微小管、中間径繊維）あります。
細胞骨格
微小繊維
微小管
（actin filament）62 （microtubule）
細胞膜
タンパク質
脂質の二重膜（lipid bilayer）である。
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細胞小器官の膜
細胞小器官の膜も、細胞膜と同じよ
うに、脂質の二重膜を基本構造とし
て、そこにタンパク質が埋まっていま
す。
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動物細胞の構造
もう一度まとめておきましょう
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サイズの感覚
10倍ずつ拡大
特に重要な細胞小器官は
これからのお話に特に関係する細
胞小器官は、核、リボソームと粗面
小胞体、ゴルジ装置です。
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細胞小器官の舞台では
これらの舞台の上で何が起こってい
るか、お話はさらに続きます。
待てしばし！
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