文１）大腸菌は、主として人や動物の腸管内に寄生する微生物であり、（１）に分類される。（１）に寄生するものとしてバクテリオファージが知られ、これは（２）に分類される。バクテリオファージは（３）とタンパク質からなる構造をしている。
淡水に生息するゾウリムシのように体が１個の細胞からできている生物を（４）という。そのため、ゾウリムシは様々な生命活動を１個の細胞内で行う。食物を取り込む（５）、取り込んだ食物を分解する（６）、不消化物を排出する細胞肛門、細胞内の水を排出し浸透圧を調節する（７）、運動を行う（８）など特殊な構造を１個の細胞内に発達させている。（８）と類似した構造としては、ミドリムシの（９）がある。しかし（８）は細胞表面に多数みられるのに対して、（９）は通常一本しかない長い構造である。
多細胞生物の遺伝子発現の程度は、その生物の発生段階や細胞の種類により異なる。大腸菌のような（４）でも、周囲の環境によって遺伝子発現は調節される。大腸菌は前述したとおり腸に寄生する（１）であるため、その環境条件は宿主の食物により変動する。たとえば、周囲にラクトースが十分にあり、他の糖がない場合、ラクトース分解酵素の遺伝子の転写が（１０）される。周囲にトリプトファンが十分にある場合、トリプトファン合成酵素の遺伝子の転写が（１１）される。
１．細菌 ２．ウイルス ３．ＤＮＡ ４．単細胞生物 ５．細胞口 ６．食胞 ７．収縮胞 ８．繊毛 ９．鞭毛 １０．促進
１１．抑制
１０．１１については、オペロン説を参照せよ。
ラクトースしかないとラクトースを分解するためにラクトース分解酵素をつくる。
ラクトースは栄養源となる糖である。
代謝しやすい糖であるグルコースがあれば、ラクトースをわざわざ使う必要はない。
トリプトファンがないとトリプトファンを合成するためにトリプトファン合成酵素をつくる。
トリプトファンはアミノ酸の一種。
アクティブラーニング課題：以下の空欄にはどのような言葉が入るだろうか。想像してみよ。
「生物学のあらゆる問題を解く鍵は、最終的に細胞の中に見つかるに違いない。なぜなら、
（ ）」
ＥＢ．ウィルソン 1925 Essential細胞生物学より
（どの生物も、その時点で一個の生物であるか、過去のどこかで一個の生物だったからである、が正解だが、入試的には、細胞が生物の構造的、機能的基本単位だからである、だろうか）
文２）１６６５年、イギリスの物理学者（ア）は、手製の顕微鏡で（イ）の切片を観察し、それが細かい小部屋からできていることを知り、この小部屋をcell（細胞）と名付けた。１８３８年に（ウ）が植物について、１８３９年には（エ）が動物について「細胞説」を提唱した。動物・植物の細胞は、核と（オ）が細胞膜に包まれた構造を持ち、その内部には様々な構造体があり、これらを（カ）という。（カ）の効率的な分業により、高度な細胞の働きが維持されている。核の内部にはDNAからなる染色体と１～数個の（キ）がある。（キ）では（ク）が合成され、（ケ）を通りリボソームまで運ばれる。リボソームはタンパク質と（ク）からなる。
ア：フック イ：コルク ウ：シュライデン エ：シュワン オ：細胞質 カ：細胞小器官 キ：核小体 ク：ｒＲＮＡ ケ：核膜孔
アクティブラーニング課題：核の獲得は生物によってどのような意味があるか。
（遺伝情報の保護、転写、翻訳の場所を分けることによって、スプライシングというしくみを獲得し遺伝子発現の多様性を広げた
アクティブラーニング課題：真核生物の細胞でも核が観察されない場合がある。どういう場合か。説明せよ。
（分裂期中期などの細胞には核膜は無い。哺乳類の赤血球は核を失う。）
（分裂期中期などの細胞には核膜は無い。哺乳類の赤血球は核を失う。）
文３）バクテリオファージ（以降、ファージとよぶ）は、ヒトの細胞には感染せず、細菌にのみ感染するウイルスであり、実験・研究で使用するうえで安全性が高い。（ア）（小さな環状DNA）とともにファージは、さまざまな生物の遺伝子を組み込んで、大腸菌に導入するための運び屋（ベクター）として、遺伝子工学で広く利用されている。ファージはDNAとそれを包むタンパク質（外殻や尾）で構成されており、単独では増殖できず、特定の種類の細菌に感染して細胞内で増殖し、最終的には細胞を壊して出てくる。（イ）と（ウ）は、大腸菌に感染するT型ファージを用いて、DNAが遺伝子の本体であることを示す実験を行った。DNAを構成する元素は（エ）、H、O、N、（オ）であり、タンパク質を構成する元素は（カ）、H、O、N、Sである。この違いを利用して、DNAとタンパク質のそれぞれを区別できるように放射性同位体を用いて標識した。その後ファージを大腸菌に感染させ、DNAとタンパク質のどちらが大腸菌内に取り込まれているか調べた。その結果、放射性のある（オ）をもったＤＮＡだけが大腸菌内に取り込まれ、放射性のあるＳをもったタンパク質の殻は大腸菌の外に取り残されていた。
ア：プラスミド イ：ハーシー ウ：チェイス エ：Ｃ オ：Ｐ カ：Ｃ
アクティブラーニング課題：ウイルスの殻は大腸菌に付着している。これでは放射性物質を使っても、大腸菌の内部に入ったのがＤＮＡなのかタンパク質なのか分かりにくい。どのように大腸菌に入ったのがＤＮＡだとわかるのか。
（大腸菌の表面に付着したタンパク質の殻を遠心分離器で振り落す。そうすると、タンパク質は試験管の上澄みに、ＤＮＡは沈殿した大腸菌内部に観察される。もちろん目で見て確認するわけではない。放射性のＳを用いて実験すると、そのＳが上澄みに検出されるのである。）
アクティブラーニング課題：ハーシーとチェイスは現在大学で使われているような遠心分離機など持っていなかった。どうしたか。
（家政婦のミキサーを使ったといわれている）
文４）DNAについては数多くの研究者がその構造解析に研究者人生をささげた。（１）はDNA２本鎖中に含まれるアデニンとチミン、グアニンとシトシンの比が等しいという（１）の規則を発見した。（２）と（３）はDNAの（４）構造を発見した。
DNAの構成単位はヌクレオチドである。そのヌクレオチドは（５）という糖、リン酸と塩基からなる。DNAの２本の鎖は（８）という弱い結合で結ばれている。アデニンはチミンと、グアニンはシトシンと結合している。これを（９）な結合という。
放射線や多くの化学物質によって生じるDNAの塩基損傷が原因となり、新しくできたDNAは塩基配列が変わることがある。このことを（１０）といい、その生物が生存していく場合、多大な影響を与えることがある。たとえば、赤血球のヘモグロビンに影響が現れる（１１）症という遺伝病がある。（１０）において、遺伝子中の配列に１つの余分な塩基が挿入されたり、もともとある１つの塩基が欠失したりすることがある。そうすると、（１２）で生じたｍＲＮＡを（１３）が読む枠がずれる（これをフレームシフトという）ため重大な疾患になりやすい。
１．シャルガフ ２．ワトソン ３．クリック ４．二重らせん ８．水素結合 ９．相補的 １０・突然変異 １１．鎌状赤血球貧血 １２．転写 １３．リボソーム
アクティブラーニング課題：鎌状赤血球貧血症の患者は特にアフリカで多い。なぜだろう。
（軽い鎌状赤血球貧血症の患者の赤血球には、マラリア病原虫が寄生できない。貧血症の症状も比較的軽いので、成人し、異常遺伝子が遺伝する。）
アクティブラーニング課題：ＤＮＡの塩基配列を調べることによって、遺伝性の疾患にかかっているかどうかがわかる場合がある。その疾患が致死性である場合もある。あなたはＤＮＡの事前診断を推奨するか。
（答えはありません。クラスの生徒たちの個人情報・ご家庭の事情に注意して取り組んでください。しかし、バイオテクノロジーと医療技術がますます発達するこれからの社会で活躍するにあたって、生命倫理に関する考えはかならず持っておく必要があるでしょう。ハンチントン病が参考になるでしょう。）
文５）セントラルドグマにおいて、DNAからDNAを合成することは（１）、DNAからRNAを合成することは（２）とよばれ、それぞれDNA合成酵素およびRNA合成酵素によって行われている。RNAからタンパク質の合成過程は（３）といい、細胞質内の（４）で行われている。RNAはその機能によっていくつかに分類されており、タンパク質合成の鋳型となるRNAを（５）、タンパク質合成でアミノ酸を結合して運ぶものを（６）、（４）を構成するものを（７）とよんでいる。現在は生物は遺伝情報をＤＮＡに持ち、タンパク質が主成分の酵素を生体（８）として使っている。しかし、かつて生物はＲＮＡに遺伝情報を持ち、ＲＮＡを生体（８）として利用していたと考えられている。その根拠として、（８）として働くＲＮＡ（（９）という）が多数見つかっていることがあげられる。ＲＮＡが遺伝情報を持ち、さらに（８）としても働いていた時代をＲＮＡワールドとよぶ。
１．複製 ２．転写 ３．翻訳 ４．リボソーム ５．ｍＲＮＡ ６．ｔＲＮＡ ７．ｒＲＮＡ ８．触媒 ９．リボザイム
アクティブラーニング課題：触媒活性のあるＤＮＡは見つかっていない。ＲＮＡが酵素として働くときの利点はなんであろうか。
（ＲＮＡは１本鎖であるので、塩基同士が結合することで様々な立体構造をとることができる。この立体構造をとるということが重要で、タンパク質も特定の立体構造をとることによって触媒活性を持っている。高温や極端なｐＨによって立体構造が崩れ、そのことを変性という。また、酵素が活性を失うことを失活という。DNAは二重らせんで安定しており、立体構造の自由度は低い。）
アクティブラーニング課題：どうして生物はＲＮＡに遺伝情報を込めることをやめたのか。
（ＲＮＡは１本鎖であり、不安定で壊れやすい。欠失や挿入などの修復も難しい。大学で実験すれば、いかにＤＮＡが壊れにくく、ＲＮＡが壊れやすいかわかる。ＲＮＡに関する実験を素手で行うことはまずありえない。また、あらゆる細胞の中にＲＮＡ分解酵素は大量に存在する。理由は大学で。）
文６）ホルモンは内分泌腺から血中に放出され、特定の器官（（１）という）に作用する。ヒトの内分泌腺とそこから放出されるホルモンには以下のものがある。
内分泌腺―脳下垂体前葉
副腎皮質刺激ホルモン・・・副腎皮質ホルモンの分泌を促進する。
（２）・・・血糖量の増加や、骨・筋肉・内臓器官の成長などに寄与する。
（３）・・・甲状腺ホルモンの分泌を促進する。分泌異常としてバセドー病がある。
内分泌腺―脳下垂体後葉
（４）・・・腎臓の細尿管で水の再吸収を促進。毛細血管を収縮させ血圧上昇。抗利尿ホルモンともよばれる。
内分泌腺―甲状腺
（５）・・・代謝の促進、両生類の変態、鳥類の換羽の促進。放出機構では負のフィードバック作用を示し、内分泌腺である（６）や（７）に働きかけホルモンの分泌を抑制させる。
内分泌腺―（８）
（９）・・・骨からのカルシウムイオンの放出促進、細尿管でのカルシウムイオンの再吸収促進。
内分泌腺―副腎皮質
（１０）・・・ステロイド系のホルモンで、核内で作用する。腎臓でのナトリウムイオンの再吸収促進、カリウムイオンの排出促進に働く。
（１１）・・・ステロイド系のホルモンで、核内で作用する。タンパク質や脂肪からの糖生成に働く。
内分泌腺―副腎髄質
（１２）・・・グリコーゲンの分解促進、血圧上昇に働く。
内分泌腺―すい臓のランゲルハンス島
（１３）・・・（１４）細胞から分泌される。グリコーゲンの合成を促進する。組織でのグルコースの消費を促進する。
（１５）・・・（１６）細胞から分泌される。グリコーゲンの分解を促進する。
１．標的器官 ２．成長ホルモン ３．甲状腺刺激ホルモン ４．バソプレシン ５．チロキシン
６．脳下垂体前葉 ７．間脳視床下部 ８．副甲状腺 ９．パラトルモン １０．鉱質コルチコイド
１１．糖質コルチコイド １２．アドレナリン １３．インスリン １４．Ｂ １５．グルカゴン １６．Ａ
アクティブラーニング課題：どうしてヒトにおいて血糖値を下げる経路が少ないのか。
（人類の進化は飢餓の歴史であった。血糖値が上昇しすぎるという状況はめずらしかったため。）
文７）イギリスの（１）と（２）は１９０２年、犬を用いた実験で胃液中の塩酸が胃の内容物とともに十二指腸に入ると、十二指腸壁の細胞が刺激され、この刺激からある物質が分泌され、この分泌された物質が血液によってすい臓に達し、すい液の分泌を促進することを発見し、この物質をホルモンと名付けた。このすい液の分泌を促進するホルモンは（３）である。
１．ベイリス ２．スターリング ３．セクレチン
文８）ヒトの血液は液体成分である（１）と有形成分に大別され、有形成分には、血液凝固因子を放出する（２）や、無核の細胞で最も数が多い（３）および食作用・免疫にかかわる（４）がある。人の胎児の血球は、ひ臓や肝臓で生成されるが、出生後は（５）で生成される。また、すべての血球は（５）の（６）から分化する。（４）は顆粒球、単球とリンパ球に分けられ、顆粒球は（７）（８）（９）に分類される。単球は変化し（１０）とよばれるようになる。（１０）は食作用を示す食細胞のひとつである。リンパ球は（６）のリンパ系肝細胞から分化し、ひとつはそのまま（５）で成熟した（１１）であり、もうひとつは（１２）で成熟した（１３）である。これら２つのリンパ球は（１４）免疫の主役となる細胞である。
１．血しょう ２．血小板 ３．赤血球 ４．白血球 ５．骨髄 ６．造血幹細胞 ７．好塩基球 ８．好中球 ９．好酸球 １０．マクロファージ １１．Ｂ細胞 １２．胸腺 １３．Ｔ細胞
１４．獲得
文９）ヒトは、体の血液の約３分の１が失われると組織への酸素供給が充分に行われなくなり、死に至ることがある。しかし、実際には外傷などにより血液が血管から流出しても、傷口がある程度小さい場合は止血する仕組みが働き、血液の過剰な喪失を抑えることができる。生体では、２段階の仕組みにより、止血がなされる。血管が破れて出血が起きると、まず血液中の（１）が血管の破れたところに集まってまたまりをつくる（一次止血）。次いで、（１）から放出される因子、血液の液体成分である（２）中の（３）イオン、およびその他の様々なタンパク質因子により、不活性型の（４）が活性型の（５）に変換され、その作用により（２）に溶けている（６）というタンパク質の一部が分解され、難溶性で繊維状の（７）が形成される。そして、（７）は赤血球や白血球などをからめとりながら凝固して（８）といわれる血液のかたまりを出血がおこったところに形成する（二次止血）。以上のような仕組みにより、止血が完了する。
１．血小板 ２．血しょう ３．カルシウム ４．プロトロンビン ５．トロンビン ６．フィブリノーゲン ７．フィブリン ８．血ぺい
アクティブラーニング課題：血液凝固を防ぐ方法をできるだけたくさんあげよ。
ヘパリンやヒルジンを加える。クエン酸ナトリウムを加え、カルシウムイオンを除く。低温に保ち、酵素反応を抑える。棒でかき混ぜ、フィブリンを除く。）
文１０）肝臓は、体の中で最も大きな臓器であり、その重さは成人男性（体重６５ｋｇ）で約１．３ｋｇ（体重の約５０分の１）にも達する。肝臓の組織を顕微鏡で観察してみると、①とよばれる五～六角柱の構造物を最小構成単位としており、それらが密に集まってできていることがわかる。それぞれの①は、五～六角柱のほぼ中心部を縦走する太めの毛細血管（中心静脈）から放射状に伸びた板状配列の肝細胞（肝細胞板）よりなっている。肝臓には、心臓から送り出された血液の約４分の１が流入する。この大量の血液を肝臓に送っているのが２種類の血管、②と③である。②は、胃や腸で吸収された様々な物質を含んだ血液を肝臓に運ぶ。すなわち、肝臓の機能を遂行するための材料を運搬する血管である。一方、肝臓の活発な代謝活性を支える酸素や栄養分は、③によって供給される。したがって、酸素に乏しい静脈血と酸素に富んだ動脈血とが二重に供給されているという点で、肝臓は特異な臓器といえる。これらの血管は肝臓内で細かく枝分かれして、肝細胞板の隙間を走行する細めの毛細血管に合流する。この毛細血管に流れた血液は、中心静脈から④に流入し、さらに⑤を経て右心房に流れ込む。
肝臓は血糖量の調節と体温の調節にもかかわっている。たとえば、激しい運動後に血糖値が低下すると、⑥の血糖調節中枢が刺激される。この興奮は、⑦神経を通じて⑧に伝わり、⑨の分泌が促進される。また、低血糖の血液や⑦神経による⑩への刺激により、ランゲルハンス島の⑪から⑫が分泌される。⑨や⑫は、肝臓でのグリコーゲン分解を促すことにより血糖量を増加させる。一方、寒冷時に皮膚や血液の温度が低下すると、⑥の体温調節中枢が興奮し、⑦神経を通じて副腎⑧質からの⑨の分泌を促すとともに、⑬に指令をだし、⑭からチロキシンの分泌、副腎⑮質から糖質コルチコイドの分泌を促進させる。これらのホルモンは、肝臓での物質代謝を高め、発熱量を増加させることで体温維持に関与している。
①肝小葉 ②肝門脈 ③肝動脈 ④肝静脈 ⑤大静脈 ⑥間脳視床下部 ⑦交感 ⑧髄 ⑨アドレナリン ⑩すい臓 ⑪Ａ細胞 ⑫グルカゴン ⑬脳下垂体前葉 ⑭甲状腺 ⑮皮
アクティブラーニング課題：体内で肝臓よりも多くの熱を発生し体温維持の役割を担う組織は何か。
（筋組織。寒くてふるえたことがあるだろう。）
文１１）生物の体内には、細菌やウイルスなどさまざまな異物が侵入したり、がん細胞などの異物が発生したりする。そのような異物を（ア）物質として認識し、体内のホメオスタシスを保とうとするしくみを免疫といい、（イ）免疫と（ウ）免疫がある。（イ）は血中に抗体が生産されることで異物に対処し、（ウ）はT細胞が直接異物の排除にかかわる。（イ）について詳しくみてみよう。まず、異物の情報を樹状細胞が認識し、（ア）提示により（エ）細胞に情報が伝えられる。（エ）細胞は（オ）細胞を活性化する。抗体は（カ）と称されるタンパク質であり、重鎖という長い（キ）と軽鎖という短い（キ）が（ク）結合でつながっている。各重鎖も、中央で（ク）結合で連結されており、抗体全体ではYのような形を成している。ヒトの治療などを目的として、抗体を大量に製造する手段として、（エ）細胞とがん化したリンパ球を融合する技術が用いられる。細胞融合には、ポリエチレングリコールという薬品で融合させたり、センダイウイルスに感染させるなどの手法が使われる。
ア：抗原 イ：体液性 ウ：細胞性 エ：ヘルパーＴ オ：キラーＴ カ：免疫グロブリン
キ：ポリペプチド ク：Ｓ－Ｓ ケ：Ｂ
アクティブラーニング課題：ヒトの遺伝子は２００００程度しかないのにかかわらず、どうして２００００以上の抗体（免疫グロブリンというタンパク質でできている）をつくりだすことができるのか。
（ゲノムの再編成が起こる。遺伝子がいくつか選ばれ、つなぎあわさることによって、多様な塩基配列を新たに作り出す。Ｂ細胞の成熟の過程でこのような現象が知られている。遺伝子の再編成という。）
文１２）窒素ガスは大気中で約８０％を占める。ある種の細菌は（１）を行うことで窒素ガスを直接利用できる。そのような細菌は（１）細菌とよばれる。（１）によって窒素ガスは（２）イオンに還元される。植物は、（１）に由来する（２）イオンや（３）イオンなどの無機窒素化合物を吸収し、タンパク質や核酸を合成する。この過程を（４）という。ある種の細菌は（３）イオンを窒素ガスにして大気中に放出するが、これを（５）という。
炭素は大気中ではおもに二酸化炭素として存在する。植物は、水と二酸化炭素から光合成によって有機物を生成する。この過程を（６）という。植物が光合成により光エネルギーを用いて（６）を行うのに対して、無機物を酸化して得られた化学エネルギーを利用して（６）を行う化学合成細菌も存在する。たとえば、亜硝酸菌は（２）イオンを酸化して（８）イオンにすることで、また硝酸菌は（８）イオンを酸化して（３）イオンにすることで化学エネルギーを得て、（６）を行っている。亜硝酸菌や硝酸菌のこれらの働きを（９）という。（９）を行う細菌を（１０）という。
１．窒素固定 ２．アンモニウムイオン ３．硝酸 ４．窒素同化 ５．脱膣 ６．炭酸同化 ８．亜硝酸 ９．硝化 １０．硝化菌
アクティブラーニング課題：生物界で自給自足が得意な生物群は何であろう。
（窒素固定も光合成も行うシアノバクテリアはもっとも自給能が高い生物の一つであり、成長するために必要なのは光、窒素分子、水、無機塩類のみである。）
アクティブラーニング課題：
窒素酸化物や硫黄酸化物が原因となる酸性雨。
外来生物による在来種の減少、食物網、生態系の乱れ。
絶滅の渦。
二酸化炭素、メタン、フロンなどの温室効果ガスによる地球温暖化。
地球温暖化に伴う生物の生息地の縮小。
さんごの白化現象。
工業排水の垂れ流しによる、自然浄化の限界を超えた富栄養化とアオコ、赤潮。
危険な物質の生物濃縮により引き起こされる疾患。
絶滅危惧種の絶滅。
われわれの抱える問題はまだまだある。解決せよ。
（答えはない。一緒に見つけていきましょう。）
ア：プラスミド イ：ハーシー ウ：チェイス エ：Ｃ オ：Ｐ カ：Ｃ
アクティブラーニング課題：ウイルスの殻は大腸菌に付着している。これでは放射性物質を使っても、大腸菌の内部に入ったのがＤＮＡなのかタンパク質なのか分かりにくい。どのように大腸菌に入ったのがＤＮＡだとわかるのか。
（大腸菌の表面に付着したタンパク質の殻を遠心分離器で振り落す。そうすると、タンパク質は試験管の上澄みに、ＤＮＡは沈殿した大腸菌内部に観察される。もちろん目で見て確認するわけではない。放射性のＳを用いて実験すると、そのＳが上澄みに検出されるのである。）
アクティブラーニング課題：ハーシーとチェイスは現在大学で使われているような遠心分離機など持っていなかった。どうしたか。
（家政婦のミキサーを使ったといわれている）
文４）DNAについては数多くの研究者がその構造解析に研究者人生をささげた。（１）はDNA２本鎖中に含まれるアデニンとチミン、グアニンとシトシンの比が等しいという（１）の規則を発見した。（２）と（３）はDNAの（４）構造を発見した。
DNAの構成単位はヌクレオチドである。そのヌクレオチドは（５）という糖、リン酸と塩基からなる。DNAの２本の鎖は（８）という弱い結合で結ばれている。アデニンはチミンと、グアニンはシトシンと結合している。これを（９）な結合という。
放射線や多くの化学物質によって生じるDNAの塩基損傷が原因となり、新しくできたDNAは塩基配列が変わることがある。このことを（１０）といい、その生物が生存していく場合、多大な影響を与えることがある。たとえば、赤血球のヘモグロビンに影響が現れる（１１）症という遺伝病がある。（１０）において、遺伝子中の配列に１つの余分な塩基が挿入されたり、もともとある１つの塩基が欠失したりすることがある。そうすると、（１２）で生じたｍＲＮＡを（１３）が読む枠がずれる（これをフレームシフトという）ため重大な疾患になりやすい。
１．シャルガフ ２．ワトソン ３．クリック ４．二重らせん ８．水素結合 ９．相補的 １０・突然変異 １１．鎌状赤血球貧血 １２．転写 １３．リボソーム
アクティブラーニング課題：鎌状赤血球貧血症の患者は特にアフリカで多い。なぜだろう。
（軽い鎌状赤血球貧血症の患者の赤血球には、マラリア病原虫が寄生できない。貧血症の症状も比較的軽いので、成人し、異常遺伝子が遺伝する。）
アクティブラーニング課題：ＤＮＡの塩基配列を調べることによって、遺伝性の疾患にかかっているかどうかがわかる場合がある。その疾患が致死性である場合もある。あなたはＤＮＡの事前診断を推奨するか。
（答えはありません。クラスの生徒たちの個人情報・ご家庭の事情に注意して取り組んでください。しかし、バイオテクノロジーと医療技術がますます発達するこれからの社会で活躍するにあたって、生命倫理に関する考えはかならず持っておく必要があるでしょう。ハンチントン病が参考になるでしょう。）
文５）セントラルドグマにおいて、DNAからDNAを合成することは（１）、DNAからRNAを合成することは（２）とよばれ、それぞれDNA合成酵素およびRNA合成酵素によって行われている。RNAからタンパク質の合成過程は（３）といい、細胞質内の（４）で行われている。RNAはその機能によっていくつかに分類されており、タンパク質合成の鋳型となるRNAを（５）、タンパク質合成でアミノ酸を結合して運ぶものを（６）、（４）を構成するものを（７）とよんでいる。現在は生物は遺伝情報をＤＮＡに持ち、タンパク質が主成分の酵素を生体（８）として使っている。しかし、かつて生物はＲＮＡに遺伝情報を持ち、ＲＮＡを生体（８）として利用していたと考えられている。その根拠として、（８）として働くＲＮＡ（（９）という）が多数見つかっていることがあげられる。ＲＮＡが遺伝情報を持ち、さらに（８）としても働いていた時代をＲＮＡワールドとよぶ。
１．複製 ２．転写 ３．翻訳 ４．リボソーム ５．ｍＲＮＡ ６．ｔＲＮＡ ７．ｒＲＮＡ ８．触媒 ９．リボザイム
アクティブラーニング課題：触媒活性のあるＤＮＡは見つかっていない。ＲＮＡが酵素として働くときの利点はなんであろうか。
（ＲＮＡは１本鎖であるので、塩基同士が結合することで様々な立体構造をとることができる。この立体構造をとるということが重要で、タンパク質も特定の立体構造をとることによって触媒活性を持っている。高温や極端なｐＨによって立体構造が崩れ、そのことを変性という。また、酵素が活性を失うことを失活という。DNAは二重らせんで安定しており、立体構造の自由度は低い。）
アクティブラーニング課題：どうして生物はＲＮＡに遺伝情報を込めることをやめたのか。
（ＲＮＡは１本鎖であり、不安定で壊れやすい。欠失や挿入などの修復も難しい。大学で実験すれば、いかにＤＮＡが壊れにくく、ＲＮＡが壊れやすいかわかる。ＲＮＡに関する実験を素手で行うことはまずありえない。また、あらゆる細胞の中にＲＮＡ分解酵素は大量に存在する。理由は大学で。）
文６）ホルモンは内分泌腺から血中に放出され、特定の器官（（１）という）に作用する。ヒトの内分泌腺とそこから放出されるホルモンには以下のものがある。
内分泌腺―脳下垂体前葉
副腎皮質刺激ホルモン・・・副腎皮質ホルモンの分泌を促進する。
（２）・・・血糖量の増加や、骨・筋肉・内臓器官の成長などに寄与する。
（３）・・・甲状腺ホルモンの分泌を促進する。分泌異常としてバセドー病がある。
内分泌腺―脳下垂体後葉
（４）・・・腎臓の細尿管で水の再吸収を促進。毛細血管を収縮させ血圧上昇。抗利尿ホルモンともよばれる。
内分泌腺―甲状腺
（５）・・・代謝の促進、両生類の変態、鳥類の換羽の促進。放出機構では負のフィードバック作用を示し、内分泌腺である（６）や（７）に働きかけホルモンの分泌を抑制させる。
内分泌腺―（８）
（９）・・・骨からのカルシウムイオンの放出促進、細尿管でのカルシウムイオンの再吸収促進。
内分泌腺―副腎皮質
（１０）・・・ステロイド系のホルモンで、核内で作用する。腎臓でのナトリウムイオンの再吸収促進、カリウムイオンの排出促進に働く。
（１１）・・・ステロイド系のホルモンで、核内で作用する。タンパク質や脂肪からの糖生成に働く。
内分泌腺―副腎髄質
（１２）・・・グリコーゲンの分解促進、血圧上昇に働く。
内分泌腺―すい臓のランゲルハンス島
（１３）・・・（１４）細胞から分泌される。グリコーゲンの合成を促進する。組織でのグルコースの消費を促進する。
（１５）・・・（１６）細胞から分泌される。グリコーゲンの分解を促進する。
１．標的器官 ２．成長ホルモン ３．甲状腺刺激ホルモン ４．バソプレシン ５．チロキシン
６．脳下垂体前葉 ７．間脳視床下部 ８．副甲状腺 ９．パラトルモン １０．鉱質コルチコイド
１１．糖質コルチコイド １２．アドレナリン １３．インスリン １４．Ｂ １５．グルカゴン １６．Ａ
アクティブラーニング課題：どうしてヒトにおいて血糖値を下げる経路が少ないのか。
（人類の進化は飢餓の歴史であった。血糖値が上昇しすぎるという状況はめずらしかったため。）
文７）イギリスの（１）と（２）は１９０２年、犬を用いた実験で胃液中の塩酸が胃の内容物とともに十二指腸に入ると、十二指腸壁の細胞が刺激され、この刺激からある物質が分泌され、この分泌された物質が血液によってすい臓に達し、すい液の分泌を促進することを発見し、この物質をホルモンと名付けた。このすい液の分泌を促進するホルモンは（３）である。
１．ベイリス ２．スターリング ３．セクレチン
文８）ヒトの血液は液体成分である（１）と有形成分に大別され、有形成分には、血液凝固因子を放出する（２）や、無核の細胞で最も数が多い（３）および食作用・免疫にかかわる（４）がある。人の胎児の血球は、ひ臓や肝臓で生成されるが、出生後は（５）で生成される。また、すべての血球は（５）の（６）から分化する。（４）は顆粒球、単球とリンパ球に分けられ、顆粒球は（７）（８）（９）に分類される。単球は変化し（１０）とよばれるようになる。（１０）は食作用を示す食細胞のひとつである。リンパ球は（６）のリンパ系肝細胞から分化し、ひとつはそのまま（５）で成熟した（１１）であり、もうひとつは（１２）で成熟した（１３）である。これら２つのリンパ球は（１４）免疫の主役となる細胞である。
１．血しょう ２．血小板 ３．赤血球 ４．白血球 ５．骨髄 ６．造血幹細胞 ７．好塩基球 ８．好中球 ９．好酸球 １０．マクロファージ １１．Ｂ細胞 １２．胸腺 １３．Ｔ細胞
１４．獲得
文９）ヒトは、体の血液の約３分の１が失われると組織への酸素供給が充分に行われなくなり、死に至ることがある。しかし、実際には外傷などにより血液が血管から流出しても、傷口がある程度小さい場合は止血する仕組みが働き、血液の過剰な喪失を抑えることができる。生体では、２段階の仕組みにより、止血がなされる。血管が破れて出血が起きると、まず血液中の（１）が血管の破れたところに集まってまたまりをつくる（一次止血）。次いで、（１）から放出される因子、血液の液体成分である（２）中の（３）イオン、およびその他の様々なタンパク質因子により、不活性型の（４）が活性型の（５）に変換され、その作用により（２）に溶けている（６）というタンパク質の一部が分解され、難溶性で繊維状の（７）が形成される。そして、（７）は赤血球や白血球などをからめとりながら凝固して（８）といわれる血液のかたまりを出血がおこったところに形成する（二次止血）。以上のような仕組みにより、止血が完了する。
１．血小板 ２．血しょう ３．カルシウム ４．プロトロンビン ５．トロンビン ６．フィブリノーゲン ７．フィブリン ８．血ぺい
アクティブラーニング課題：血液凝固を防ぐ方法をできるだけたくさんあげよ。
ヘパリンやヒルジンを加える。クエン酸ナトリウムを加え、カルシウムイオンを除く。低温に保ち、酵素反応を抑える。棒でかき混ぜ、フィブリンを除く。）
文１０）肝臓は、体の中で最も大きな臓器であり、その重さは成人男性（体重６５ｋｇ）で約１．３ｋｇ（体重の約５０分の１）にも達する。肝臓の組織を顕微鏡で観察してみると、①とよばれる五～六角柱の構造物を最小構成単位としており、それらが密に集まってできていることがわかる。それぞれの①は、五～六角柱のほぼ中心部を縦走する太めの毛細血管（中心静脈）から放射状に伸びた板状配列の肝細胞（肝細胞板）よりなっている。肝臓には、心臓から送り出された血液の約４分の１が流入する。この大量の血液を肝臓に送っているのが２種類の血管、②と③である。②は、胃や腸で吸収された様々な物質を含んだ血液を肝臓に運ぶ。すなわち、肝臓の機能を遂行するための材料を運搬する血管である。一方、肝臓の活発な代謝活性を支える酸素や栄養分は、③によって供給される。したがって、酸素に乏しい静脈血と酸素に富んだ動脈血とが二重に供給されているという点で、肝臓は特異な臓器といえる。これらの血管は肝臓内で細かく枝分かれして、肝細胞板の隙間を走行する細めの毛細血管に合流する。この毛細血管に流れた血液は、中心静脈から④に流入し、さらに⑤を経て右心房に流れ込む。
肝臓は血糖量の調節と体温の調節にもかかわっている。たとえば、激しい運動後に血糖値が低下すると、⑥の血糖調節中枢が刺激される。この興奮は、⑦神経を通じて⑧に伝わり、⑨の分泌が促進される。また、低血糖の血液や⑦神経による⑩への刺激により、ランゲルハンス島の⑪から⑫が分泌される。⑨や⑫は、肝臓でのグリコーゲン分解を促すことにより血糖量を増加させる。一方、寒冷時に皮膚や血液の温度が低下すると、⑥の体温調節中枢が興奮し、⑦神経を通じて副腎⑧質からの⑨の分泌を促すとともに、⑬に指令をだし、⑭からチロキシンの分泌、副腎⑮質から糖質コルチコイドの分泌を促進させる。これらのホルモンは、肝臓での物質代謝を高め、発熱量を増加させることで体温維持に関与している。
①肝小葉 ②肝門脈 ③肝動脈 ④肝静脈 ⑤大静脈 ⑥間脳視床下部 ⑦交感 ⑧髄 ⑨アドレナリン ⑩すい臓 ⑪Ａ細胞 ⑫グルカゴン ⑬脳下垂体前葉 ⑭甲状腺 ⑮皮
アクティブラーニング課題：体内で肝臓よりも多くの熱を発生し体温維持の役割を担う組織は何か。
（筋組織。寒くてふるえたことがあるだろう。）
文１１）生物の体内には、細菌やウイルスなどさまざまな異物が侵入したり、がん細胞などの異物が発生したりする。そのような異物を（ア）物質として認識し、体内のホメオスタシスを保とうとするしくみを免疫といい、（イ）免疫と（ウ）免疫がある。（イ）は血中に抗体が生産されることで異物に対処し、（ウ）はT細胞が直接異物の排除にかかわる。（イ）について詳しくみてみよう。まず、異物の情報を樹状細胞が認識し、（ア）提示により（エ）細胞に情報が伝えられる。（エ）細胞は（オ）細胞を活性化する。抗体は（カ）と称されるタンパク質であり、重鎖という長い（キ）と軽鎖という短い（キ）が（ク）結合でつながっている。各重鎖も、中央で（ク）結合で連結されており、抗体全体ではYのような形を成している。ヒトの治療などを目的として、抗体を大量に製造する手段として、（エ）細胞とがん化したリンパ球を融合する技術が用いられる。細胞融合には、ポリエチレングリコールという薬品で融合させたり、センダイウイルスに感染させるなどの手法が使われる。
ア：抗原 イ：体液性 ウ：細胞性 エ：ヘルパーＴ オ：キラーＴ カ：免疫グロブリン
キ：ポリペプチド ク：Ｓ－Ｓ ケ：Ｂ
アクティブラーニング課題：ヒトの遺伝子は２００００程度しかないのにかかわらず、どうして２００００以上の抗体（免疫グロブリンというタンパク質でできている）をつくりだすことができるのか。
（ゲノムの再編成が起こる。遺伝子がいくつか選ばれ、つなぎあわさることによって、多様な塩基配列を新たに作り出す。Ｂ細胞の成熟の過程でこのような現象が知られている。遺伝子の再編成という。）
文１２）窒素ガスは大気中で約８０％を占める。ある種の細菌は（１）を行うことで窒素ガスを直接利用できる。そのような細菌は（１）細菌とよばれる。（１）によって窒素ガスは（２）イオンに還元される。植物は、（１）に由来する（２）イオンや（３）イオンなどの無機窒素化合物を吸収し、タンパク質や核酸を合成する。この過程を（４）という。ある種の細菌は（３）イオンを窒素ガスにして大気中に放出するが、これを（５）という。
炭素は大気中ではおもに二酸化炭素として存在する。植物は、水と二酸化炭素から光合成によって有機物を生成する。この過程を（６）という。植物が光合成により光エネルギーを用いて（６）を行うのに対して、無機物を酸化して得られた化学エネルギーを利用して（６）を行う化学合成細菌も存在する。たとえば、亜硝酸菌は（２）イオンを酸化して（８）イオンにすることで、また硝酸菌は（８）イオンを酸化して（３）イオンにすることで化学エネルギーを得て、（６）を行っている。亜硝酸菌や硝酸菌のこれらの働きを（９）という。（９）を行う細菌を（１０）という。
１．窒素固定 ２．アンモニウムイオン ３．硝酸 ４．窒素同化 ５．脱膣 ６．炭酸同化 ８．亜硝酸 ９．硝化 １０．硝化菌
アクティブラーニング課題：生物界で自給自足が得意な生物群は何であろう。
（窒素固定も光合成も行うシアノバクテリアはもっとも自給能が高い生物の一つであり、成長するために必要なのは光、窒素分子、水、無機塩類のみである。）
アクティブラーニング課題：
窒素酸化物や硫黄酸化物が原因となる酸性雨。
外来生物による在来種の減少、食物網、生態系の乱れ。
絶滅の渦。
二酸化炭素、メタン、フロンなどの温室効果ガスによる地球温暖化。
地球温暖化に伴う生物の生息地の縮小。
さんごの白化現象。
工業排水の垂れ流しによる、自然浄化の限界を超えた富栄養化とアオコ、赤潮。
危険な物質の生物濃縮により引き起こされる疾患。
絶滅危惧種の絶滅。
われわれの抱える問題はまだまだある。解決せよ。
（答えはない。一緒に見つけていきましょう。）
