生物　第１章　生物の進化

単語カード

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• 地球の誕生

  約46億年前

• 海洋・生命の誕生

  約40億年前

• 原始大気

  水蒸気(H₂O)、二酸化炭素(CO₂)、窒素(N₂)、二酸化硫黄(SO₂)

• 化学進化

  無機物から単純な構造の有機物を経て複雑な有機物が生成されていった過程。

• 生命誕生の過程

  熱水噴出孔(CH₄、H₂S、H₂、NH₃)ー①(熱、圧力、放電、紫外線)→単純な有機物(アミノ酸、単糖類)ー①→複雑な有機物(タンパク質、核酸、多糖類、脂質など)→生命

• DNAワールド

  DNAが遺伝情報を担い、タンパク質が触媒作用を担う生物の世界

• RNAワールド

  RNAが遺伝情報を担う世界。初期の生命においては触媒も担っていた。

• シアノバクテリア

  原生の原核生物の中で、唯一酸素発生光合成を行う原核生物。シアノバクテリアが出す酸素によって海洋中の鉄イオンなどが酸化し、沈殿。その後、約20～22憶年前から水中や大気中に酸素が蓄積しだした。

• ストロマトライト

  シアノバクテリアがつくる独特の層状構造をもつ岩石。これの発見により、約27億年前にはシアノバクテリアが存在していた。

• 初期の生物の変遷

  従属栄養生物(嫌気性細菌)・独立栄養生物(化学合成細菌・光合成細菌)→O₂発生型光合成生物(シアノバクテリア)→O₂を利用する生物(好気性細菌)

• 細胞内共生

  宿主細胞に取り込まれて共生するうちに、細胞小器官になった説　ミトコンドリア（好気性細菌）、葉緑体（シアノバクテリア）

• エディアカラ生物群

  約6億5000年前に出現した、比較的大型で軟体質のからだをもつ多様な生き物　約10億年前までには比較的単純な構造をもつ、小型の多細胞生物が出現

• オゾン層

  約５億年前に上空10～50㎞の成層圏に形成。紫外線を遮るため、生物が陸上で生活できる環境が整った。

• 地質時代

  地球場で最古の岩石ができてから今日までの時代

• 先カンブリア時代

  約46～5億4000万年前。地球の誕生以降、大型の多細胞生物が出現するまで　エディアカラ生物群・化学進化・細胞の進化

• 古生代

  約５億4000～2億5000万年前。カンブリア紀の大爆発：カンブリア紀に起こった爆発的な生物の多様化　カンブリア紀（三葉虫、チェンジャン動物群、バージェス動物群、オゾン層の形成）オルドビス紀（最古の植物）シルル紀（サンゴの繁栄、シダ植物、魚類）デボン紀（魚類の繁栄、大型シダ植物、昆虫類、アンモナイト、両生類、裸子植物）石炭紀（シダ植物の大森林、両生類の繁栄、爬虫類）ペルム紀（シダ植物の衰退）

• 中生代

  約２億5000～6600万年前。三畳紀（地球史上最大の大量絶滅、爬虫類の繁栄、哺乳類）ジュラ紀（恐竜類の繁栄、アンモナイトの繁栄、裸子植物の繁栄、鳥類）白亜紀（被子植物、恐竜・アンモナイト類の繁栄、小惑星の衝突、アンモナイト絶滅、大型爬虫類全滅）

• 新生代

  約6600万年前以降。乾燥地や寒冷地の拡大に伴い、被子植物が作る草原が広がった。古第三紀（哺乳類の多様化、被子植物の繁栄）新第三紀（人類の出現）第四紀（人の出現、氷期と間氷期の繰り返し）

• 突然変異

  放射線や化学物質によって損傷を受けたり、複製時の誤りによって、起こるDNAの塩基配列の変化。形質にさまざまな影響を及ぼす

• 置換

  1つの塩基が別の塩基に置き換わる突然変異

• フレームシフト

  挿入や欠失によって起こる、コドンの読み枠がずれる現象。形質に大きな影響を与える可能性が高い

• 遺伝子多型

  同種の集団内で１％以上の頻度で見られる塩基配列の個体差。

• 一塩基多型（SNP）

  遺伝子多型のうち、塩基配列の特定の位置で見られる１塩基対の置換。人の場合、約1300塩基対に１対の割合で存在

• 染色体

  DNA とヒストン（タンパク質）が集まった構造

• 相同染色体

  体細胞が持つ、母親と父親から受け継いだ大きさと形が同じ二組の染色体

• 常染色体

  雌雄に共通して見られる染色体

• 性染色体

  性の決定にかかわる染色体

• X染色体

  男女に共通して見られる性染色体

• Y染色体

  男性にしか見られない性染色体

• 配偶子

  卵や精子などのように合体して新個体をつくる細胞

• 減数分裂

  配偶子が形成される過程で起こる、染色体数が半減する特別な細胞分裂

• 対合

  相同染色体どうしが平行に並んで接着する現象。対合によって生じた染色体を二価染色体

• 乗換え

  二価染色体を構成する相同染色体の間で、染色体の一部が交換される染色体。

• キアズマ

  染色体の乗り換えによって、染色体が交差している部位

• 減数分裂の過程

  第一分裂｛前期（二価染色体が作られる）中期（二価染色体が紡錘体の赤道面に並ぶ）後期（二価染色体が対合面で離れて、相同染色体がそれぞれ細胞の両端（両極）へ移動）終期（細胞質が二分される）｝第二分裂｛中期（第一分裂で分離した染色体が赤道面に並ぶ）後期（複製された染色同士が付着している面で分離し、それぞれが両極へ移動する）｝

• 遺伝子座

  染色体において遺伝子が占める位置。

• 対立遺伝子（アレル）

  染色体上の同じ遺伝子座に位置する、複数種類の遺伝子

• 遺伝子型

  ある生物の個体が持つ遺伝子の構成

• ホモ接合体

  着目する遺伝子座の遺伝子が同じ個体

• ヘテロ結合

  着目する遺伝子座の遺伝子が異なる個体

• 連鎖

  同一の染色体に存在する遺伝子

• 独立

  異なる染色体に存在する遺伝子

• 組換え

  染色体の乗換えによって対立遺伝子間の新しい連鎖が生じること

• 組換え価

  生じた全配偶子のうち、遺伝子の組換えを起こした配偶子の割合。　組換え価＝組換えを起こした配偶子の数/全配偶子の数×100

• 遺伝子重複

  染色体の対合する位置がずれて乗換えが起こることで、一方の染色体で遺伝子が重複すること。重複した遺伝子は突然変異によって変化して新たな機能をもつようになることがある

• 変異

  同種の個体間に見られる形質の違い

• 環境変異

  環境の違いによって生じ、遺伝子しない変異。体細胞にのみ生じた変異

• 遺伝的変異

  遺伝子の違いによって生じ、遺伝する変異。配偶子に生じた変異

• 遺伝子プール

  その種の集団が持つ遺伝子の集合全体

• 遺伝子頻度

  遺伝子プールにおける対立遺伝子（アレル）の割合

• 遺伝的浮動

  偶然的な配偶子の選ばれ方によって起こる、偶然による遺伝子頻度の変化。特に小さい生物集団でその影響が大きくなりやすい

• 自然選択

  変異によって繁殖力や生存率に差がある場合、繁殖や生存に有利な変異をもつ個体が、次の世代に多くの子を残すような、個体間の遺伝的変異に応じて自然界で起こる選択

• 適応

  生物が環境に対して、有利な形質を形質的、生理的あるいは行動的に有利な形質を備えていること

• 工業暗化

  オオシモフリエダシャクによる自然選択。工業化の大気汚染により、幹が黒ずんだ都市部近郊では従来の明色型よりも暗色型の個体が多く生息していた

• 共進化

  複数の種が互いに影響を及ぼしながらともに進化すること。例　ランとスズメガ

• 相同器官

  外見や働きが異なっていても、発生起源が同じため、同じ基本構造をもつ器官。

• 適応放散

  生物が共通の祖先から異なる環境へ適応して多様化すること

• 相似器官

  起源は異なるが、似た形態やはたらきをもつように進化してできた器官

• 収れん

  同じような環境で同じような自然選択が起こった結果、異なる生物が似た形態をもつようになる現象

• 性選択

  繁殖する際に起こる自然選択　ゾウアザラシ（オス同士がメスをめぐって争う→オスの体重は雌の五倍に）孔雀（美しく立派な飾りをもつ＝健康なオスを選らぶ→より健康な子が生まれる）

• びん首効果

  個体数の激減により、遺伝的浮動が強く働き、遺伝的な多様性が減少する

• ハーディ・ワインベルクの法則

  ある条件を満たす生物の集団においては、世代を超えて遺伝子頻度が変わらず、遺伝子頻度は関係する対立遺伝子の遺伝子頻度の積で表される

• ハーディ・ワインベルクの法則の条件

  ①集団の大きさが十分に大きく、遺伝的浮動の影響を無視できる②注目する形質の間で自然選択がはたらいていない。③自由な交配で有性生殖をする。④突然変異が起こらない。。⑤他の集団との間の個体（遺伝子）の流入・流出がない。

• 種

  共通した形態的・生理的な特徴をもつ個体の集まりで、同種内では自然状態での交配が可能であり、生殖能力をもつ子をつくることができる

• 種分化

  進化によって、一つの種から新しい種ができたり、一つの種が複数の種に分かれたりすること

• 小進化・大進化

  小進化：種の形成に至らないような進化　大進化：新しい種が形成されるレベル以上の進化

• 地理的隔離

  生物の集団が地理的な要因などで隔離され、遺伝子プールが切断されること

• 生殖的隔離

  交配しても、交配できない。あるいは、生殖能力のある子ができない状態。生殖的隔離が成立した状態が、種軍化した状態

• 異所的種分化

  地理的隔離がきっかけとなって、生殖的隔離が生じて起こる種分化

• 同所的種分化

  地理的隔離がなくても、突然変異によって形態や生殖行動、繁殖時期などに違いが起きるがきっかけでで生殖的隔離が生じて起こる種分化

• 分類

  種・属・科・目・鋼・門・界・ドメイン

• 二名法

  学名を属名と種小名の２語の組み合わせで表される命名法

• 分子系統樹

  DNAの塩基配列やタンパク質のアミノ酸配列などの分子情報と系統の関係を利用して作成される系統樹（系統：生物の進化の道筋）

• 分子進化

  DNAの塩基配列やタンパク質のアミノ酸配列に見られる変化

• 中立説

  分子進化における突然変異の多くは生存に有利でも不利でもない中立的なもので、遺伝的浮動によって集団内に広がるという説

• ３ドメイン（ウーズ）

  rRNAの塩基配列を利用して分子系統樹を作成。細菌（バクテリア）｛シアノバクテリア、大腸菌｝、アーキア（古細菌）｛好熱菌、好塩菌、メタン生成菌｝真核生物（ユーカリア）｛アメーバ、動物、菌類、植物、紅藻類、褐藻類、ゾウリムシ｝

• 細菌

  すべて原核生物。好気性細菌（酸素を用いて呼吸）、乳酸菌（発酵）、根粒菌・アゾトバクタ―（窒素固定）、シアノバクテリア（光合成）、硝酸菌・硫黄細菌（化学合成）

• アーキア

  すべて原核生物。超好熱菌（火山・熱水噴出孔・高温など高温の場所）、高度好塩菌（塩湖・塩田などの塩濃度が極度に高い環境）、メタン生成菌（沼や布地など嫌気的な環境）細菌とは細胞膜を構成する脂質や細胞壁の構成成分が異なる

• 五界説　ホイッタカ―→マーグリス

  原核生物界（原核生物からなる生物）、原生生物界（真核生物からなる単細胞または単純な多細胞生物）植物界（光合成を行い独立栄養で陸上生活する）菌界（体外で分解した有機物を体表で吸収）動物界（補食によって有機物を取り入れ吸収）

• 原生生物

  単細胞で運動性のある従属栄養の原生生物（アメーバ、ゾウリムシ）粘菌類（ムラサキホコリ（変形菌）やキイロタマホコリカビ（細胞性粘菌）ミドリムシ類（運動性をもち光合成を行う）藻類（そうるい）｛褐藻類（昆布）紅藻類（アサクサノリ）緑藻類（クロレラ）シャジクモ類（シャジクモ）｝

• 植物

  シャジクモ類から進化。コケ植物（維管束なし、胞子）シダ植物（維管束あり、胞子）種子植物（維管束あり、種子）

• 菌類

  体外で有機物を分解し、吸収する、　からだが細い糸状の菌糸からできている。アカパンカビ、シイタケ

• 動物

  海綿動物（カイメン）刺胞動物（クラゲやサンゴ）旧口動物｛環形動物（ミミズ）軟体動物（サザエやイカ）節足動物｛甲殻類（エビやカニ）昆虫類｝｝新口動物｛棘皮動物（ウニやヒトデ）脊索動物｝

• 霊長類

  5000万年前以上前、哺乳類から森林における樹上生活に適応したグループとして出現

• 拇指対向性

  親指が他の指と向かい合うように動かせる→枝などを掴むのに適している

• 類人猿

  2000万～3000年前に出現した。現生の霊長類の中でも特に人に近縁な生物群。テナガザル、オラウータン、ゴリラ、チンパンジー、ボノボ

• ゴリラとヒトの違い

  ゴリラ：眼窩上隆起あり、大後頭孔（頭骨から延髄が出る穴）斜め、骨盤縦長、おとがい（顎の骨の出っ張り）なし　ヒト；眼窩上隆起なし、大後頭孔　真下、骨盤横長、おとがいあり

• 人類の進化

  サヘラントロプス（600～700年前、アフリカ中部）→オロリン（600年前、アフリカ東部）→アルディピテクス類（440～570年前、アフリカ東部）→アウストラロピテクス類（400年前、二足歩行）→ホモ・エレクトス（200万年前～アフリカ、中国、東南中央アジア、ヨーロッパ）ホモ・ハイデルベルク（60～100万年前）ホモ・ネアンデルターレンシス（20～40万年前、西アジアからヨーロッパ、三万年前に絶滅）

• ヒトの拡散

  25～30万年前ほどアフリカで出現。10万年前ほどにアフリカを出たヒトは急速に世界中に展開した。ホモ・ネアンデルターレンシスやロシアから化石が見つかったデニソワ人や他の人類とも交配したと考えられている

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