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理科(生物・からだ)

理科(生物・からだ)  

生物

【植物】

種子植物 維管束植物のうち、種子をつくるものの総称。種子植物は被子植物と裸子植物に分けられる。
被子植物と裸子植物 被子植物は、種子植物(顕花植物)のうち、胚珠が子房の中にあり、種子が果実の中に包まれているもの。
裸子植物は、種子植物のうち、胚珠が裸出し、したがって種子もむきだしになっているもの。
果実と種子 果実は、成熟した種子植物(顕花植物)の子房と花が一体となった部分。
果実の中に種子があり、種子には発芽に必要な養分を胚乳に蓄えるものと子葉に蓄えるものがある。
光合成 植物が光のエネルギーを化学エネルギーに変換するプロセスで、緑色植物や光合成細菌などクロロフィル(葉緑素)をもつ生物が、光のエネルギーを利用して、二酸化炭素と水から糖類などの有機物をつくりだす。
植物と時期の変化 生物が日長変化、つまり昼(明期)と夜(暗期)の光の明暗周期に反応する性質を光周性という。
1日のうちの夜(暗期)の長さが、ある時間より短くなると花を咲かせる植物を長日植物という(カーネーション、ペチュニア、アヤメ、ダイコン、アブラナなど)
1日のうちの夜(暗期)の長さが、ある時間より長くなると花を咲かせる植物を短日植物という(アサガオ、キク、コスモス、稲など)
日長の変化とは関係なく花芽を形成する植物を中性植物という(タンポポ、トマト、ナスなど)
維管束 師管道管の集まり。ふつう繊維を含んでいて、植物体を強固に支える役目もする。維管束をもった植物群のことを維管束植物といい、シダ植物、裸子植物、被子植物が含まれる。
師管 被子植物の維管束の師部にある通道組織。葉でつくられた栄養分の通路となる。
導管 被子植物の維管束の木部にある管状組織。根から吸収した水分や肥料分の通路となる。
シダ植物 種子のできない維管束植物の総称で、胞子をつくって繁殖する。無性世代と有性世代との世代交代を規則正しくくりかえす。
コケ類 シダ植物と緑藻類の中間に位置する植物群で、維管束は発達していない。配偶子をつくる有性世代と、胞子をつくる無性世代を交互にくりかえす。
藻類 単純な構造で、水中に住み、光合成によって酸素を発生させる下等な植物の総称。

【動物】

恒温動物と変温動物 外気温の変化にかかわらず体温を一定に保つことができる動物を恒温動物といい、外気温の変化にともなって体温が変化する動物を変温動物という。ほ乳類と鳥類を除くすべての動物が変温動物である。
ほ乳類 脊椎をもつ恒温動物の中の、母親の乳腺から分泌する乳を飲ませて子を育てる動物。一部の種を除いて胎生。
鳥類 脊椎をもつ恒温動物で、前肢がつばさとなり、骨格も飛ぶのに便利になっている。すべて卵生。
爬虫類 脊椎をもつ変温動物で、体がうろこ(角質鱗)でおおわれているものが多い。大半の爬虫類は卵生だが、ヘビとトカゲには、幼体をうみおとす卵胎生または胎生のものも多い。
両生類 脊椎をもつ変温動物で、爬虫類と異なり、両生類の体表にはうろこがない。約4億年前に海から陸に上がって生活するようになった最初の脊椎動物。変態し、幼生はえら呼吸する。
魚類 脊椎をもつ変温動物。えらで水中の酸素を呼吸する水生動物群。
節足動物 甲殻類、昆虫、クモなど、外骨格と関節のある付属肢をもつ無脊椎動物。全動物のなかでもっとも種類が多い。
昆虫類 全動物の種数のおよそ4分の3を占める。体は頭部・胸部・腹部の3部に分かれ、胸部に3対のあしを持ち、また2対のはねを持つものが多い。
甲殻類 主に水中にすむ節足動物の仲間。えらで呼吸する。もっとも繁栄している動物の一つで、昆虫が陸上で優勢なように、甲殻類は海で優勢。

【遺伝】

遺伝子 遺伝の現象を起こす物質で、細胞核の中の染色体にふくまれている。デオキシリボ核酸(DNA)とよばれる染色体の「軸」を形成する分子が遺伝情報を担っている。
染色体 DNAを主成分とする非常に小さな糸状の構造で、すべての動植物の細胞にみられる。遺伝子の集合体。
DNA 遺伝子の本体。染色体の「軸」を形成する、デオキシリボースを含む核酸で、2重らせん状の物質。
X染色体とY染色体 性の決定に関係する染色体。相同(XX)の場合、雌性となる。Y染色体は、2倍性の性決定様式の場合に、X染色体と組んで雄性を決定する。
ゲノム解析 「ゲノム」とは、ヒトなどの1個体を作るために必要なすべての遺伝子のこと。DNAは、4種類の塩基(文字)から成っており、これら4種類の塩基の配列によって遺伝情報が暗号化されている。ヒトの遺伝子は約10万個あり、およそ30億個の文字から成っている。
 ゲノム解析計画は、全DNA配列を読みとり、生命の設計図のしくみを解明しようとする研究手法。ヒトゲノムについては2003年に解析が完了した。
メンデルの法則 メンデルが明らかにした、生物の形態的特徴の遺伝に関する法則。①優性の法則、②分離の法則、③独立の法則の3つ。
優性遺伝と劣性遺伝 対立遺伝子の一方の遺伝子をもつ組み合わせでは、すべて形質があらわれるものを優性遺伝といい、それに対して、優性の形質にかくされて、2つ同じ遺伝子がそろわないとあらわれない形質を劣性遺伝という。
血液型 血液型は遺伝によって決まり、ABO式血液型は、A、B、AB、Oの4つの型に分類される。日本では、およそA:O:B:AB=4:3:2:1の比になっている。

【細胞】

細胞の構造 核・細胞質・細胞壁(動物細胞にはない)からなる。
染色体(DNAを含む)と核酸・核小体からなる。遺伝子の本体であるDNAを含み、その細胞の働きを支配したり、遺伝に関係する。
細胞質 細胞膜・ミトコンドリア・細胞質基質・中心体(動物細胞で発達)・ゴルジ体(動物細胞で発達)・葉緑体(植物細胞のみ)・液胞(植物細胞で発達)・細胞含有物(植物細胞で発達)からなる。
細胞壁 全透性の膜。動物細胞にはない。
ミトコンドリア 粒状。棒状で、酸素呼吸を営む。
ゴルジ体 網状で、物質の貯蔵や分泌を営む。
細胞膜 細胞質表面の膜で、半透性に近く、選択的透過性を示す。
リソソーム 細胞内消化を営む。
リボソーム タンパク質の合成を営む。
細胞質基質 液状で、タンパク質が主成分。さまざまな合成反応や無気呼吸を営む。
葉緑体 植物体の緑色部の細胞に含まれ、色素を含む。光合成を営む。

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からだ

【血液と循環】

赤血球 血液細胞の1つで血液循環によって体中を回り、肺から酸素を取り込み、体の隅々の細胞に供給する。血球中もっとも数が多い。赤血球の内部には鉄を含む赤いたんぱく質ヘモグロビンが充満しており、ヘモグロビンに酸素を取り込む。
白血球 血液細胞の1つで、 外部から体内に細菌や異物が侵入すると、それらを自分の中に取り込み、殺菌したり処理する働きがある。 形態的に分類すると、好中球、リンパ球、単球、好酸球、好塩基球の5種類がある。
血小板 血液細胞の1つで、 血栓の形成に中心的な役割を果たし、血管壁が損傷した時に集合してその傷口をふさぎ、止血する作用を持つ。
肺循環 右心室肺動脈肺の毛細血管肺静脈左心房
体循環 左心室大動脈全身の毛細血管大静脈右心房
動脈血 動脈と肺静脈中を流れる血液。酸素を多く含んでいて、鮮やかな赤色をしている。
静脈血 静脈と肺動脈中を流れる血液。二酸化炭素を多く含み、暗い赤色をしている。

【からだ】

酵素 生体で起こる化学反応に対して触媒として機能する分子。基質特異性(決まった基質にしかはたらかない)を持ち、最適温度(30~40℃)、最適pHがある。
温度が高すぎたり、pHが最適値からはずれたりすると、タンパク質は変性したまま元に戻らなくなる。その結果、酵素が二度と働かなくなる(失活)。
デンプンの分解 デンプンー(アミラーゼ麦芽糖ーマルターゼブドウ糖
たんぱく質の分解 たんぱく質ー(ペプシン)→ポリペプチドー(トリプシン)→ペプチドー(ペプチダーゼ)→アミノ酸
脂肪の分解 脂肪ー(リパーゼ)→脂肪酸+グリセリン
栄養分の吸収 ブドウ糖とアミノ酸は小腸の柔毛の毛細血管から、脂肪酸とグリセリンは小腸の柔毛のリンパ管から吸収される。
肝臓のはたらき ブドウ糖などからグリコーゲンを合成して蓄える。胆液を生成する。熱を発生して体温を維持する。解毒作用。血液やビタミンを貯蔵する。アンモニアを尿素に変える。
膵臓のはたらき トリプシン、アミラーゼ、リパーゼなどの消化酵素を含む膵液を分泌し、腸内での消化活動をスムーズに行う。また、ランゲルハンス島と呼ばれる特殊な細胞の集まりがあり、そこからインスリンとグルカゴンという正反対の性質のホルモンを分泌し、血糖値を一定濃度にコントロールする。
腎臓のはたらき 糸球体からボーマンのうへたんぱく質、脂肪以外の血しょう成分をろ過する。ろ過したものを原尿といい、原尿のうちブドウ糖や無機塩類、水は細尿管から毛細血管へと再吸収される。

【病気】

胃潰瘍/十二指腸潰瘍 潰瘍(かいよう)は、粘膜や皮膚が壊死(えし)したあとにできた、組織のただれ。胃潰瘍と十二指腸潰瘍は消化性潰瘍とよばれ、粘膜の防御因子と攻撃因子のバランスがくずれて生じるとされている。防御因子には、粘膜の血流、粘液、粘膜細胞の増殖などがあり、攻撃因子には、胃酸、タンパク分解酵素のペプシン、ピロリ菌、ストレス、薬物などがあげられている。
自覚症状は痛みおよび出血で、みぞおちのあたりが食後または空腹時に痛む。出血は、胃潰瘍では吐血と下血の両方、十二指腸潰瘍ではほとんどが下血となる。
アルツハイマー病 脳の働きが衰えていき痴呆(ちほう)になる、原因不明の病気。1906年にドイツの神経病理学者A.アルツハイマーがはじめて報告した。中高年以上で多く発症するが、年をとることが原因ではない。根本的な治療法はないが、対症療法が効果をあげている。ふつう発病から5~10年で死亡する。
エイズ Acquired Immune Deficiency Syndromeの略称で、後天性免疫不全症候群ともいう。ヒトがHIV(ヒト免疫不全ウィルス)に感染すると、免疫不全状態となり、感染抵抗力が低下、やがて、肺炎、真菌感染症など、エイズに特有の日和見(ひよりみ)感染症や癌などを生じ、ついには死亡する。
悪性腫瘍、悪性新生物ともいう。細胞が無制限に増殖して、周囲の組織を侵し、リンパ管や血管を通じて他臓器に転移し、増殖する病気。
結核 結核菌の感染によって起こる伝染病。肺以外の組織にも感染するが、最初に感染するのは肺で、発病するのも肺がもっとも多い。患者の咳や、くしゃみ、痰(たん)、だ液とともに結核菌が空気中に飛び散り感染する。初期症状はあまりなく、進行してくると発熱、疲労、寝汗、食欲不振、体重減少が見られ、さらに咳や胸痛、血のまじった痰など呼吸器の障害もあらわれる。
高血圧症 動脈の血圧(血流が血管壁にあたえる圧力)が異常に高くなった状態。中高年に多く、自覚症状がない場合がほとんどだが、放っておくと、心不全や、脳卒中、腎臓病などがおき、また眼底出血(目の網膜に出血)を発症することがある。
C型肝炎 ウィルスによる肝炎で、血液をとおして感染し、輸血後に起こるのがほとんど。症状は軽いが、慢性肝炎になることが多く、さらに肝硬変、肝癌へと悪化する可能性が高い。
糖尿病 すい臓から分泌されるインスリンの不足からくる糖代謝の異常によって起こる病気。血液中のブドウ糖が多くなる高血糖状態が続く。
糖尿病には大きく分けて、インスリン依存型糖尿病とインスリン非依存型糖尿病の2種類がある。インスリン依存型はおもに子供に起こり、発病と進行がはやい。インスリン非依存型はおもに40歳以上の人に起こり、進行はおそい。糖尿病の影響は目、腎臓、心臓、手足などにおよび、さまざまな合併症が起こる。
生活習慣病 食習慣、喫煙、飲酒、運動などの生活習慣が関与して発症・進行する病気。高血圧、アルコール性肝炎、糖尿病、高脂血症など。

【免疫】

免疫 病原体などの異物の侵入を防いだり、侵入した異物を排除することで恒常性を維持しようとする仕組みを免疫とよぶ。
免疫には、自然免疫適応免疫(獲得免疫)がある。
自然免疫 自然免疫には、異物を包み込んで取り込み、分解する食作用がある。この食作用を行う細胞を食細胞といい、好中球、マクロファージ、樹状細胞などがある。
適応免疫(獲得免疫) 適応免疫(獲得免疫)では、T細胞とB細胞というリンパ球が働く。これらのリンパ球は、自己成分に対しては免疫が働かない状態を作っている(免疫寛容)。
適応免疫(獲得免疫)の過程で増殖したT細胞とB細胞の一部は記憶細胞となり、後に同じ抗原が侵入すると増殖して免疫反応を起こす。これを二次応答という。
適応免疫(獲得免疫)には、抗体を用いて異物を排除する体液性免疫と、抗体を用いずにT細胞が感染細胞などを排除する細胞性免疫の2つの反応がある。
体液性免疫 B細胞は、同じ抗原に対して活性化しているヘルパーT細胞に出会うとさらに活性化して増殖し、抗体産生細胞(形質細胞)に分化する。抗体産生細胞は抗体を放出し、病原体を排除する。これを体液性免疫という。
細胞性免疫 樹状細胞は、取り込んで
分解した病原体の断片を細胞の表面に出す。この働きを抗原提示とよぶ。
樹状細胞から抗原提示を受けて活性化したキラーT細胞は、増殖して感染部位へ移動、提示された病原体に感染している細胞を破壊していく。これを細胞性免疫という。
免疫グロブリン 抗体は免疫グロブリンというタンパク質で、抗原に結合し、その毒性を低下させたり、増殖できないようにしたりする。抗体が結合した抗原は、マクロファージによって除去される。
ワクチン 弱毒化または無毒化した病原体であるワクチンを接種することによって記憶細胞が作られ、病原体が侵入したときに二次反応が起こり、発症や重症化を抑えることができる。
一般常識のまとめ

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バナースペース

生物学史

1628年
ハーベイ(英)が血液循環を証明。
1665年
フック(英)が細胞を発見。
1796年
ジェンナー(英)がワクチン、種痘法を初めて用いる。
1859年
ダーウィン(英)が「種の起原」を著す。
1865年
メンデル(オーストリア)が遺伝の法則を発見。
1882年
コッホ(独)が結核菌を発見。
1883年
コッホ(独)がコレラ菌を発見。
1883年
メチニコフ(露)が白血球による細菌などの食作用を発見。
1889年
北里柴三郎が破傷風菌の純粋培養に成功。
1898年
志賀潔が赤痢菌を発見。
1901年
ラントシュタイナー(オーストリア)がABO式血液型を発見。
1929年
フレミング(英)がペニシリンを発見。
1944年
ワクスマン(米)が結核の治療薬ストレプトマイシンを発見。
1953年
ワトソン(米)、クリック(英)らがDNAの化学構造を解明、分子構造模型を発表。
1962年
カーソン(米)が『沈黙の春』を著し農薬禍を警告。
1996年
ウィルマット(英)らがクローン羊の作成に成功。
2003年
日米欧などの国際チームがヒトゲノムの解読完了。
2006年
山中伸弥がiPS細胞(人工多機能性幹細胞)の作製に成功。

生態系

ある地域に生息する生物と、それらを取り巻く環境をまとめて生態系という。
 
植物のように無機物から有機物を合成することができる独立栄養生物を生産者といい、生産者が作った有機物を直接または間接に取り込んで利用する従属栄養生物を消費者という。
 
消費者のうち、生産者を食べる動物(植物食性動物)を一事消費者、一次消費者を食べる動物(動物食性動物)を二次消費者という。また、それらの死体や排出物を分解する過程に関わる消費者を分解者という。
 
生態系内の捕食者と被食者とのつながりを食物連鎖という。 捕食者は複数種の生物を捕食するので、食物連鎖は複雑な食物網となっている。

神経とホルモン

自律神経系には交感神経と副交感神経があり、交感神経は活動時に、副交感神経は休息時に働く。
 
交感神経はすべて脊髄から出ていて、副交感神経は大部分が中脳と延髄から出ている。
 
脊椎動物の神経系は、中枢神経系と末梢神経系に分けられる。中枢神経系は脳と脊髄のこと。末梢神経は全身に張り巡らされた神経のことで、自律神経系と体性神経系に分けられる。さらに体性神経系は、運動神経と感覚神経に分けられる。
 
ホルモンは内分泌腺から血液中に分泌され、特定の器官の標的細胞に働きかける。標的細胞は特定のホルモンと結合する受容体をもっている。
 
成長ホルモンは骨の発育を促進するほか、筋肉などの成長に必要なタンパク質の合成を促進する。
 
血糖濃度は血液中のグルコースの濃度のことで、ヒトでは0.1%前後になるように調整されている。食事などで血糖濃度が上昇すると、視床下部がこれを感知し、副交感神経によってすい臓のランゲルハンス島のB細胞を刺激し、ここからインスリンが分泌される。