【生物基礎】「細胞周期の問題」の解き方を解説
（高校生物基礎の頻出問題です）
［問題］
分裂組織の様々な段階の細胞数を以下に示す。
すべての細胞の細胞周期が等しく２０時間だとすると、間期の長さは何時間か求めよ。
間期：３２４個
分裂前期：２２個
分裂中期：４個
分裂後期：３個
分裂終期：７個
ココケロくんで、でた〜〜！細胞周期！！！！
ココミちゃんなにその反応。
ココケロくん「よく出る」って先生は言うけど、何がなにやらよくわからないんだ〜。G1とかSとか英語まで出てくるし ココミちゃんそれなら、細胞周期を可能な限りわかりやすく伝えるわ。ただ、前段階として、体細胞分裂がちゃんとわかっていないとだめかも。まずは、体細胞分裂の復習から
「体細胞分裂」は、最初の細胞と分裂後の細胞が同じになる「不変」の分裂です。
ただし、最初と最後が同じになるためには、
あらかじめ分裂の前に染色体を２倍に増やしておく必要があります
「体細胞分裂にかんしてはこちら」で復習もぜひ。
上記のように、分裂前には染色体２本、分裂後には染色体２本の細胞が２つ。
つまり、分裂後には染色体が計４本。
２本を４本に増やさなければなりません。
したがって、分裂より前には「染色体を増やす」という仕事が必要になります。
また、染色体とは「DNA +ヒストン（タンパク質）」なので、
「染色体を増やす」とは「DNAを合成する」ということにもなります。
（ヒストンは核内に十分な量が存在しています）
「合成」してから「分裂」する
このように、「DNAを合成する」の次に、「分裂を行う」がきます。
ココケロくんなんか、当たり前だなあ。
そうですね。そう思えたらしめたものです。
ただし、「DNAを合成する」も「分裂を行う」も、
細胞からしたら非常に重要な大仕事です。
ミスをすることが許されません。
ですので、この２つを行う前には・・・
ココケロくんあ、「なんとか準備期」ってのはもしかして・・そう、準備が必要なのです。
DNA合成の前には「DNA合成準備」
分裂の前には「分裂準備」が必要です。
そして準備が終わったら、分裂をし、
また次の分裂のためのDNA合成準備をします。
したがって、この流れを１度きりで終わるのではなく、
ぐるぐると何度も繰り返し起こります。
これが「細胞周期」です。
分裂から次の分裂までの流れを示しています。
各段階には名前がつけられており、
「DNA合成準備期」
「DNA合成期」
「分裂準備期」
「分裂期」
です。
ココケロくんあれ？なんかあの、英語のやつは？それは各期の英名の頭文字です。
「DNA合成準備期」→「G1期」（Gap1期）
「DNA合成期」→「S期」（Synthesis期）
「分裂準備期」→「G2期」（Gap2期）
「分裂期」→「M期」（Mitosis期）
となっています。
ココケロくんこれは覚えるの・・・？英名を覚える必要はありませんが、頭文字と日本語は覚える必要があります。
Mitosisは覚える必要がないですが、
「分裂期」を「M期」というは覚えていないといけません。
ただ、このなかで「Gap」だけは覚えておくと得をします。
Gapは「隔たり」という意味を持つ単語であり、
Gap1は１つめの隔たり
つまり「合成を行う前の時間的な隔たり」を意味します。
Gap2は２つめの隔たり
これは「分裂を行う前の時間的な隔たり」です。
合成→分裂という流れを頭にいれておけば、どっちがG1でどっちがG2かもわかるのではないでしょうか。
細胞周期の考え方
以上から、細胞周期は以下のように表現されます。
実際に細胞周期のなかで「分裂」をおこなっているのは「分裂期」のみであり、
それ以外の「DNA合成準備期（G1期）」「DNA合成期（S期）」
「分裂準備期（G2期）」は分裂を行なっていないため「間期」といいます。
ココケロくんあ、細胞周期の４つのうち、ほとんどは間期なんだ。そうです。したがって、間期は分裂期よりも時間的にも長いです。
また、分裂期はこちらで学んだように、
「前期・中期・後期・終期」とわけることができますね。
細胞周期のグラフ
続いて、皆さんもよく見たことがあるであろう、こちらのグラフを紹介します。
縦軸は「細胞１個あたりのDNA量（相対値）」
横軸に「各期」をとります。
ココケロくん相対値って？「実際の値ではなく、比べてどうかという値」という意味です。
もしこれが相対値でなければ、実際のDNA量を、例えば「何g」とか書かないといけません。
しかし、相対値であれば、
比べて「２倍」とか、比べて「半分」とかで処理できます。
グラフはこのようにDNA量が変動しますが、
着目すべきは３つです。
まずはここ、S期（DNA合成期）です。
名前の通り、DNAが２倍に合成される時期なので、
S期（DNA合成期）の始まりと終わりを比べると、
DNAの量は２倍となります。
ココケロくんS期にDNAがじわじわと合成されていってるってことだね。そうです。
続いて、G1期（DNA合成準備期）とG2期（分裂準備期）です。
ともに準備期であり実際にDNAを合成したり分裂したりはしていません。
したがって、ここにDNA量の変動は起きません。
最後にM期（分裂期）の中でも終期の終わりです。
ここでいきなりDNA量が落ちますね。
ココケロくんなんでS期みたいに斜めの線にならないの？それは縦軸が細胞１個あたりだからなんです。
終期が終わるまで、細胞の中には２倍の染色体（２個ぶんの核）が存在しています。
終期になり、動物細胞であればくびれて、ちぎれた瞬間２つの細胞になり、
細胞１個に核１個の状況がうまれます。
したがって終期の最後（２つの細胞になるとき）に、
がくんと細胞１個あたりのDNA量は半減します。
「細胞周期の各期」の時間の計算
こちらをご覧ください。
ココケロくん長いからたくさんいるってこと？あ、渋滞に引っかかってるてきな？ ココミちゃんまあ、そんな感じかなあ。あとは、ディズニーランドで時間のかかるアトラクションには人がたくさん並ぶ、みたいな。 ココケロくんなるほど！時間がかかる場所には細胞がたくさんいる！ ココミちゃん逆に言うと「細胞がたくさんいるところは時間がかかる」ともいえるわ。そういうことです。
したがって、細胞数の割合と時間の割合は等しいものとして計算します。
［問題］
分裂組織にみられる、様々な段階の細胞数を以下に示す。
すべての細胞の細胞周期が等しく２０時間だとすると、間期の長さは何時間か求めよ。
間期：３２４個
分裂前期：２２個
分裂中期：４個
分裂後期：３個
分裂終期：７個
以上。よく出題される細胞周期の問題ですが、
体細胞分裂からしっかり理解しましょう。
