細胞分化と形態形成｜高校生物

根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「生物」の内容 (3) ア (ｲ) ㋑「発生と遺伝子発現」。
内容の取扱いは「動物の配偶子形成、受精、卵割、形成体と誘導、細胞分化と形態形成、器官分化の
始まりについても触れること」を求めている。

0. どういう論点か

同じ遺伝情報をもつ細胞が別々の姿になることを 細胞分化 といい、
それが組み上がって体の形ができることを 形態形成 といいます。

分化の方向を決めるものは、大きく 3 つ。

きっかけ	内容	例
母性因子	卵の細胞質に偏って入っている物質	ビコイド mRNA
位置情報	胚のどこにいるかで濃度が違う物質	濃度勾配（モルフォゲン）
誘導	となりの組織からの働きかけ	形成体

引っかけの分かれ目は次の 3 つ。

分化しても遺伝子は失われていない（発現の組合せが変わるだけ）
母性因子は受精前から卵にある（父由来ではない）
形づくりには細胞死も使われる（作るだけでなく、消すことで形ができる）

1. 細胞分化

根拠: 学習指導要領生物-(3)-ア-(イ)-㋑

同じ遺伝情報をもつ細胞が、形や働きの違う細胞になることを何という？

細胞分化

発現する遺伝子の組合せが変わることで起こる。

分化した細胞では、使わない遺伝子は失われている？

失われていない

分化した細胞の核から個体を作れることが、それを示している。

分化した細胞の核を未受精卵に移植して個体ができた実験は、何を示した？

分化した細胞も、完全な遺伝情報を保っていること

体細胞クローンの原理にもなっている。

分化した細胞が、さまざまな細胞になれる状態に戻されたものを何という？

iPS 細胞（人工多能性幹細胞）

少数の遺伝子を導入することで作られる。

分裂する能力と、複数の種類に分化する能力をあわせもつ細胞を何という？

幹細胞

体の中では、皮膚や血液の細胞を補い続けている。

2. 形づくりを決めるもの

根拠: 学習指導要領生物-(3)-ア-(イ)-㋑

卵の細胞質にあらかじめ蓄えられ、発生の初期を方向づける物質を何という？

母性因子

母親が卵を作るときに蓄えたもので、受精前から存在する。

ショウジョウバエで前後の軸を決める母性因子は？

ビコイド（の mRNA）

卵の前端に偏って存在し、濃度勾配をつくる。

物質の濃度の違いによって、細胞が自分の位置を知る情報を何という？

位置情報

濃度勾配をつくる物質をモルフォゲンという。

体の各部分がどんな器官になるかを決める一群の遺伝子を何という？

ホメオティック遺伝子

これが壊れると、触角の位置に脚ができるといった変化が起こる。

ホメオティック遺伝子が共通してもつ、DNA に結合する部分をコードする配列は？

ホメオボックス

できたタンパク質は転写調節因子として働く。

ホメオティック遺伝子が動物に広く共通しているのは、何を示す？

体の作り方の基本が、共通祖先から受け継がれていること

昆虫とほ乳類で似た遺伝子が使われている。

3. 形態形成

根拠: 学習指導要領生物-(3)-ア-(イ)-㋑

細胞が集まって組織や器官の形ができることを何という？

形態形成

分化した細胞が配置され、器官分化へ進む。

あらかじめ決まった時期に起こる、管理された細胞死を何という？

アポトーシス

形づくりの一部として組み込まれている。

ヒトの手の指が分かれるのは、何が起きるから？

指の間の細胞がアポトーシスで失われるから

作るだけでなく、消すことで形ができる例。

オタマジャクシの尾が短くなっていくのも、同じしくみ？

同じ（アポトーシス）

変態の過程で、不要になった組織が計画的に失われる。

細胞分化・形態形成・器官分化の関係を 1 行でまとめると？

細胞が分化し、配置されて形ができ（形態形成）、それぞれの器官になっていく（器官分化）

どの段階も、もとは遺伝子発現の組合せの違いから始まる。