【生物学問題】｜いけいけ理系NEO

【生物学問題】植物の給排水システム！「蒸散」の仕組みを攻略

植物は根から取り込んだ水を、ポンプのような装置を使わずに高い枝の先まで運び上げます。その原動力となる重要な現象が「蒸散（じょうさん）」です。水の流れの仕組みを正しく理解しましょう。

1. 問題：植物から水蒸気が放出される現象

【問題】 植物が根から吸い上げた水が、茎や葉のすみずみまで届けられた後、主に葉の気孔から水蒸気となって空気中に放出される現象を何と呼ぶでしょうか？

① 光合成 ② 蒸散 ③ 呼吸 ④ 浸透

2. 正解：植物の生理作用に関する正解

正解： ② 蒸散

3. 解説：水を吸い上げる「引き金」

葉から水が蒸発することで、導管の中の水が上へと引っ張り上げられる力が生まれます。

[ 蒸散の役割と特徴 ]

・吸水の原動力：葉から水が失われることで、根から新しい水を吸い上げる力が生じます。

・体温調節：水が蒸発する際の気化熱により、強い日光による葉の温度上昇を防ぎます。

・気孔（きこう）：主に葉の裏側に多く存在する小さな穴から、水蒸気が放出されます。

[ 水の流れのルート ]

★ 根毛（吸収）→ 導管（上昇）→ 葉の気孔（放出）

1. 試験のポイント: 蒸散は「気孔」の開閉によって調節されます。昼間や乾燥している時、温度が高い時などに活発になります。また、蒸散によって無機養分も水と一緒に全身へ運ばれることも覚えておきましょう。
2. バイオインフォの視点: 植物の「気孔」の密度や開閉に関わる遺伝子群の解析は、乾燥に強い作物（耐乾性作物）の開発において重要です。画像解析技術を用いて葉の表面の気孔の数や形を自動計測し、ゲノム情報と照らし合わせる研究が進んでいます。

4. まとめ

「根から吸って、葉から逃がす」という一連の水の流れを引き起こすのが蒸散です。この仕組みのおかげで、植物はエネルギーを使わずに重力に逆らって水を運ぶことができます。導管（血管）と維管束（ネットワーク）の知識とあわせて整理しておきましょう！

【生物学問題】生命の設計図を書き換える！「ゲノム編集」を攻略

近年、農作物の品種改良や医療分野で劇的な進化をもたらしているのが「ゲノム編集」です。従来の技術と何が違うのか、その仕組みと特徴を正しく理解しましょう。

1. 問題：特定の遺伝子を改変する技術

【問題】 生物のゲノム上の狙った場所を正確に切断・改変し、特定の遺伝子の働きを停止させたり、新しい性質を加えたりする技術を何と呼ぶでしょうか？

① 遺伝子組み換え ② ゲノム編集 ③ 細胞融合 ④ クローン技術

2. 正解：バイオテクノロジーに関する正解

正解： ② ゲノム編集

3. 解説：ピンポイントで書き換える技術

ゲノム編集は、まるで文章の誤字を修正するように、特定の塩基配列だけをピンポイントで操作できるのが最大の特徴です。

[ ゲノム編集のポイント ]

・高い精度：従来の「遺伝子組み換え」が外部の遺伝子をランダムに挿入するのに対し、ゲノム編集は狙った場所（標的）を正確に切断します。

・CRISPR/Cas9：現在最も広く使われている手法です。ガイドRNAが場所を特定し、Cas9という酵素がDNAを切断します。

[ 遺伝子組み換えとの違い ]

★ 遺伝子組み換え：他の生物の遺伝子を導入することが多い。

★ ゲノム編集：本来持っている遺伝子を壊す（ノックアウト）だけでも、新しい性質を引き出せます。

1. 実用例: 肉厚な真鯛や、血圧を下げる成分（GABA）を多く含むトマトなど、私たちの身近な食品にも応用が始まっています。
2. バイオインフォの視点: ゲノム編集で最も懸念されるのが、狙った場所以外を切ってしまう「オフターゲット作用」です。コンピュータ解析を用いて、標的配列と似た配列がゲノム内の他の場所にないかを事前に高度なシミュレーションで予測することが、安全な実験の必須条件となっています。

4. まとめ

「特定の遺伝子を狙い撃ちして改変するのがゲノム編集」です。この技術は2020年のノーベル化学賞の対象にもなり、今後の試験でも出題される可能性が非常に高い重要ワードです。仕組みとあわせて、その精密さをイメージしておきましょう！

【生物学問題】植物の「血管」！維管束（導管・師管）を攻略

動物が血液によって酸素や栄養を運ぶように、植物にも水分や養分を全身に届けるための「管」が存在します。今回は、植物の体内輸送システムである「維管束（いかんそく）」について学びましょう。

1. 問題：植物の体内をめぐる輸送路

【問題】 動物の血管に相当し、水や養分などの分子が移動するための植物の管を何と呼ぶでしょうか？

① 導管 ② 師管 ③ 維管束 ④ 形成層

2. 正解：植物の組織に関する正解

正解： ③ 維管束

3. 解説：水と養分の専用道路

維管束は、役割の異なる2種類の管（導管と師管）が束になった構造をしています。

[ 維管束の内訳 ]

★ 導管（どうかん）：根から吸収した「水」や「無機養分」を上へと運びます。細胞が死んで中空のパイプ状になっています。

★ 師管（しかん）：葉で作られた「光合成産物（糖など）」を全身へ運びます。細胞は生きています。

[ 配置の覚え方（茎の場合） ]

・内側が導管、外側が師管です。「水道（すいどう）は内側」と覚えるのが定番です。

1. 試験のポイント: 単子葉類（トウモロコシなど）では維管束が散在していますが、双子葉類（アサガオなど）では輪状に並び、その間に「形成層」という細胞分裂を行う組織があるという違いも頻出です。
2. バイオインフォの視点: 植物の維管束形成に関わる遺伝子ネットワークの解析は、農作物の収穫量や木材の成長速度をコントロールする上で非常に重要です。特定の転写因子がどのように細胞の分化を制御しているか、パスウェイ解析によって解明が進んでいます。

4. まとめ

「植物の血管＝維管束」です。その中身である「水を運ぶ導管」と「糖を運ぶ師管」の区別をしっかりつけることが、得点アップの鍵となります。動物と同じように、植物も全身へ物質を届けるための高度なネットワークを持っているんですね！