センター試験の過去問を解いていたんですが、解説を読んでも納得いかなかったので質問させて下さい。

問題の概略〕ある水槽にゾウリムシ5個体とその餌となる細菌を入れた。そのとき個体数は、実験期間の初期には加速しながら増えたが、その後増加が次第にゆるやかになり、さらに後には一定の上限値に達した。

 問題〕最初に入れる餌を2倍にしたとき、ゾウリムシの個体数と初期増加量はどうなるか。
 1)初期増加率と上限値がともにほぼ2倍に上昇する。
 2)初期増加率はほぼ2倍に上昇するが、上限値はあまり変わらない。
 3)初期増加率はあまり変わらないが、上限値がほぼ2倍に上昇する。
 4)初期増加率、上限値ともにあまり変わらない。
                         答)3
_____________________________________
 で、上限値に達するのは環境抵抗が理由なことはわかるんですが、“食物不足・生活空間の減少・排泄物の蓄積”の3要素であることを考慮すると、答えに納得がいきません。
 個体数が2倍になれば当然排泄物も2倍蓄積するでしょうし、一定容積の水槽での実験だから生活空間は当然半分になると思います。そう考えれば、選択肢の“ほぼ2倍”という表現にかなりの曖昧さが生じます。排泄物と生活空間の影響で、1,5倍くらいにしかならないかも知れない。あるいはほとんど個体数は変わらないかも知れない。

 この問題を解いたとき、“選択肢の中から選べ”という指示にしたがって、一応正解を得ましたが、やっぱり納得いかないので、どなたか説明できる方解答お願いします。

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A 回答 (2件)

河合塾のHPより探してきました。



問3のことですよね
問題に餌を含む培養液の量を2倍とありますので、
環境も2倍になるわけです。
環境と餌が2倍になるわけですから、
排泄物の濃度も個体数が2倍になっても、もとと変わらないわけです。
もちろん厳密なことを言えば、エアレーションが悪くなるとか
いろいろありますが、少なくともCake0530さんがあげられた要因は
クリアしていると思います。

なおCake0530さんがあげられている
>個体数が2倍になれば当然排泄物も2倍蓄積するでしょうし(以下省略)
はとても大切な考え方です。
一つの条件を変えたときにおこるそれ以外の
要因を常に頭に入れておくことは、とても大事です。
その姿勢を忘れないように。

高校生なのであんまり時間がないと思いますが。

http://village.infoweb.ne.jp/~hispider/biology/e …

になかなか詳しいことがかかれています。
最近の高校生はこんなレベルまでやるのですね。

なお、この問題や、後半の問題(ロトカ・ボルテラの式)は
微分方程式を導入して導かれたものです。
微分方程式はこんなところにも使い道があります。
お時間があれば「ロトカ ボルテラ 」あたりで検索を
してみるとおもしろいかもしれません。

参考URL:http://www.kawai-juku.ac.jp/nyushi/center/00/pro …
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この回答へのお礼

あっ・・・問題文が読めてなかったのか・・・。

 レスありがとうございましたっ!参考URLも時間を見つけて見たいと思います。

お礼日時:2001/11/11 23:55

「食物不足・生活空間の減少・排泄物の蓄積」ですか?


この問題の場合、生活空間の減少と排泄物の蓄積については、無視してしまって良いのではないでしょうか?
その餌だけで一体どのくらいゾウリムシが増加するのかは分かりませんが、微生物が何千匹、何万匹に増えても、水槽と言えるほど容器が大きければほとんど問題無いでしょうし。
センター試験ですから、そこまで厳密に考えなくても良いと思いますよ。

環境について制限が無ければ、あとは最初の個体数で初期増加率が決まり、餌の量で上限値が決まりますから、答えは3)になると思います。
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ゾウリムシなどのプランクトンの観察をしたいのですが,池の水や田んぼの水,下水の水を顕微鏡で観察しても見えないことがおおいです。                プランクトンを繁殖させていつでも観察できる方法を教えてください。

Aベストアンサー

熱帯魚屋さんに行くとブラインシュリンプと云う熱帯魚の幼魚のエサをビンで売っています。粉のような小さな小さな卵ですが塩水で24時間以内で孵化します。
飼い方も書いてあり殖やすこともできます。
一度見てはどうでしよう。
あと、汲み置きしたバケツの中に、わらを少々とキャベツかレタスをいれておくとプランクトンが発生します。これも私達幼魚のエサとしていますが。
観察はスポイドで一滴とり顕微鏡で見ます。

Q進化論で、突然変異で新しい個体が生まれた場合、その個体は何と交尾するのか?前の個体とはDNAが異なるため無駄なはずですが?

こんにちは。

進化論で、DNAの突然変異により、新しい個体が生まれる、わけですが、では、その突然変異によって生まれた固体は、一体何と交尾して子孫をのこすのでしょうか?新しく出来た個体は前の個体とDNA構造が違うため、交尾しても子孫を残すのは不可能ですよね・・・?

たとえば、犬と猫が交尾しても、DNA構造が異なるため、子孫は残せませんし、サルと人間についても同様だと思います。

だとするなら、たとえばですが、サルがDNAの突然変異で人間という新しい子孫を残したと「仮定」します。めでたく人間が生まれたわけですが、その人間は誰と交わり子孫を残すのでしょうか?サルと交わっても無駄なはずです。

しかし、子孫を何らかの形で残さないと、人間は現在存在しないはずなわけで。(進化論を仮定した場合の話ですが。)

ここのところはどのように考えればよいのでしょうか。

Aベストアンサー

例えば馬とロバは種として全く異なりますが、交尾して子を残せます。馬とシマウマもそうです。このように、種を越えて交配することは(近親種に限り、ですが)可能です。何故かと言えば、近親種についてはDNA配列の異なるところよりも同じところの方が圧倒的に多いため、ということになると思います。近親でない他種族については、DNA配列が違いすぎて交配しても子が出来ません。

ただし、このように違う種族同士の子は、繁殖能力を欠くことが多いと言われています。植物で言えばいわゆる「一代雑種」です。犬や猫の「雑種」は、確かに異なる血の父と母を持ちますが、繁殖能力は強く保持しています(孫を作ることが出来る)。異なる血であっても、父と母の遺伝子がある程度以上離れると、子は出来るが孫は出来ず、さらに離れると、子すら出来ない、ということになります。

> たとえばですが、サルがDNAの突然変異で人間という新しい子孫を残したと「仮定」します。めでたく人間が生まれたわけですが、その人間は誰と交わり子孫を残すのでしょうか?

突発的に進化した(一気にDNA配列が大きく変わってしまった)ために、たぶん誰とも子孫を残せず、一代限りで滅びた「一代人類」が、歴史に残ることなく、たくさん居たことでしょう。ただ、繁殖能力を失うまでDNAが突飛な変異をすることなく、他のサルと交尾することで、自分の遺伝子を優性遺伝子として子に伝える能力を兼ね備えた緩やかな突然変異体が、人類の祖先、ということでしょう。そのように少しずつ少しずつ遺伝の階段を小刻みにジャンプすることで、人間という種が形作られた、そう思います。

例えば馬とロバは種として全く異なりますが、交尾して子を残せます。馬とシマウマもそうです。このように、種を越えて交配することは(近親種に限り、ですが)可能です。何故かと言えば、近親種についてはDNA配列の異なるところよりも同じところの方が圧倒的に多いため、ということになると思います。近親でない他種族については、DNA配列が違いすぎて交配しても子が出来ません。

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Qゾウリムシの培養について

ゾウリムシの培養について

メダカ稚魚+ミナミヌマエビを飼ってます。

メダカ稚魚やミナミヌマエビにゾウリムシを餌にするのが良いと、インターネットに書いてありましたので、培養を試みました。

インターネットで良くある、藁を煮てそれをペットボトルに移し水道水を入れて、枯草菌を培養してゾウリムシの餌にする方法をやりましたが、いまいち成功しているのか失敗しているのかがわかりません。(煮汁は捨てました)

手持ちに藁がなかったので、イネ科植物という事で家の近くにはいていたネコジャラシを天日に干して乾燥させた物を使用しました。

ゾウリムシの種はどこからとってきていいか、わからなかったのでとりあえず家のビオの水を使いました。

そして、培養を開始して4日目になるのですが、水が薄く白濁していて水面には白い膜があり、ドブのような強い悪臭を放っています。
肉眼ではゾウリムシは確認できません。

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教えてください。

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ゾウリムシだけを選別して、繁殖させるのは研究室などの設備が必要でメチャクチャ大変です。
幼魚、稚魚、小型エビの飼料としての「イソフゾリア」という意味ですよね。
イソフゾリアならば、ご質問の方法で良いと思います。
・イソフゾリア=ゾウリムシやツリガネムシなどの原生生物

> 培養を開始して4日目になるのですが、水が薄く白濁していて水面には白い膜があり、ドブのような強い悪臭を放っています。
・白い膜や白濁部分に、イソフゾリアが大量発生しています。
水温が25℃位だと、水底に「白いモヤモヤ」状態のイソフゾリアの塊が発生するのですが、高水温時のこの時期は白い膜や白濁になることが多いようです。
なお、水面の白い膜の空気に直接触れている部分はイソフゾリアの死骸です。
死骸の直下にイソフゾリアが繁殖しています。
ゾウリムシなどの原生生物は、あまり高水温に強くありません。
最高水温が30℃をオーバーすると被害が出始めます。

・ドブのような臭いは、ガマンするしかありません。(夏場はキツイけど。。。)

> ゾウリムシの種はどこからとってきていいか、わからなかったのでとりあえず家のビオの水を使いました。
・ビオの水でも大丈夫です。
近くに小川(ドブ川でOK)などがあるようならば、水底の泥と、泥の上を覆う腐りかけた葉を採取されれば、間違いなくイソフゾリアは居ます。

私は、慶応大学で以前教えて貰った、レタスジュース培養液でイソフゾリアを育てて?います。
ご参考:PDF形式のファイルです。
http://www.sci.keio.ac.jp/gp/FE14F344/D0D17539/B2F1EAEE.pdf

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> 培養を開始して4日目になるのですが、水が薄く白濁していて水面には白い膜があり、ドブのような強い悪臭を放っています。
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Q奇形個体と突然変異個体は別物なのでしょうか?

奇形個体と突然変異個体は別物なのでしょうか?

また、突然変異は進化の一因ということですが、逆に、一定の割合での突然変異の発生自体、進化の結果として確立されたシステムでもあるのでしょうか?
(つまり、突然変異を一定の割合で起こす遺伝子は効率的な進化が可能だった為、現在まで存続するに至った)

もし、奇形と突然変異が本質的に同じものなのであり、かつ、突然変異が生物が存続していく為に予定されたシステムなのだとしたら、(外部からの影響なく自然に生まれる)奇形児もまた、必然的かつ必要的に生まれてくる存在なのでしょうか?

Aベストアンサー

 Jagar39です。

>・複数の生物が共通の特徴を持つ場合、それらの生物は(例外のケースを除き)全て共通の祖先を持たなければならない

 ここがまだちょっと理解度というか概念が掴めることができていないところかな、と思います。

 まず、「共通の特徴」というところが違います。
 複数の系統の動物が同じような機能を獲得した場合、当然「特徴」はよく似たものになるわけですが、それは遺伝的な近縁を意味しません。
 例えばオオカミとフクロオオカミ(オーストラリアに生息した絶滅有袋類)は、姿形はよく似ています(片方はフクロがあるにせよ)。でも、彼らは決して近縁(近い共通祖先を持つ)動物ではありません。

 つまりここで重要なのは「特徴」ではなく、「遺伝子」です。
 「同じ特徴」を実現する手段は複数存在するのが普通ですから、「どのように実現したか」というとこまで調べないと近縁かどうかの判断はできません。
(ここで言う「近縁」とは絶対的な遠い近いではないことに注意してください。全生物の共通祖先であれば「遙か遠く」になりますし、ヒトとチンパンジーであればごく近くなります)

 で、DNA合成酵素の話に戻ると、例えば「エラー率10%」というだけではまだ判らないのです。エラー率10%になる構造はいくつもあるでしょうから。
 なので遺伝子の方がこういう話には有用です。「DNA合成酵素をコードする領域に突然変異」というのはそういう意味です。

 それで、その分析で「DNA合成酵素は種を超えてよく保存されている」わけで、これはつまり多くの種が「祖先を共通している」ことを意味しています。
 ただこれは「・・ねばならない」という強いものではなく、「・・・であることが推察される」という程度だと考えてください。

 ちなみに全生物が1つの共通祖先を持つ、というのはDNA合成酵素の分析から得られた知見ではなく、他の証拠によるものです。DNA合成酵素は細菌類等ではけっこうバリエーションがあります。エラー率はともかく、70℃が至適温度という耐熱性細菌もいますし(当然37℃近辺が至適温度である我々のDNA酵素とは構造が異なります)、件の古細菌には100℃以下になると死滅するような好熱性のものもいます。

 ウイルスはいわゆる「生物の系統樹」には入らない特殊な存在なので、しかもDNAではなくRNAを遺伝子に持つモノも多く、DNAでもRNAでも一筋縄ではいかない様々な複製方法を持っています。(ですがウイルスの方が起源が古い、ということは絶対にあり得ない)
 で、ウイルスの「遺伝子複製酵素(DNA→DNAとかRNA→DNAなど種類が多いのでこんな表現に)」のエラー率って、実はかなりウイルス種によって差があります。でも、エラー率が低いウイルスが滅んだり、ということは特にないです。
(ウイルスは生物としてはかなり特殊な存在なので、まあ余談として)

 余談はともかく。

>現存する全生物が持つ複製機能は少なくとも概ね古細菌以前に獲得されたものである、との結論が導かれるのですね

 そのとおりです。

 ただ、今この回答を書いていてふと思いついたのですが、「エラー率」に関しては生物の歴史の初期の頃に、ひょっとしたら生存競争があったのかも、と思います。

 というのは、現在「生命誕生の場所」として1つ候補になっているのが、海底火山の噴出口等のかなり極端な高温下ではなかったか、という話があります。現在も110℃で増殖するような古細菌がいたりします。

 その理由はいくつか挙げられていて、まあそれぞれ「なるほど」と思うようなことなのですが、その1つのに「高温下の方が自己複製機構のエラー率が低い」というのがあります。

 酵素反応は「触媒反応」ですから、根本的に「高温下であるほど特異性が高い」という特性があります。
 なので高熱下ではプリミティブでタコなDNA合成酵素でも、エラー率は十分低かったでしょう。

 ということは、もし仮に最初の生物が「高熱下で増殖する単細胞生物」であったとすれば、自らが生まれた高温環境から低温環境に進出していく際に、オリジナルの酵素群(DNA合成酵素だけでなく他の全ての酵素も)を低温対応に適応させる必要はあつたはずです。
 ただ、DNA合成酵素は単に低温対応しただけではエラー率が高くなりすぎたでしょうから、「エラー率を低くする変異」が起きて、それが自然淘汰により選択された、といったことは起きたかもしれませんね。

 つまり先の回答では私は、「そういうことが起きたとしてもそれは生物以前」と書きましたが、もしかしたら「生物の初期」にそういったことが起きたのかもしれないな、と思いました。

>複製機能(延いてはエラー率)の変異は、一個体以上には広がり得ない程に強い淘汰を受けるということなのですね

 私はここでは、「グループを形成できない」と書いています。
 ちょっと整理すると、

1.もしその変異が「致命的」であれば、その変異は1個体で終わる

 まあ実際は致命的であっても低確率で繁殖年齢まで生きることができれば、その個体は子孫を残せるでしょうから、必ずしも問答無用で1個体で終わる、とは限りません。でも、早々に消えることになるでしょう。

2.致命的ではないが不利な変異の場合も、早期に消える

 私が「グループを形成しない」と書いたのは、グループって複数の種からなる生物種群ですよね。1つの変異が「グループ」を作る、ということは、その変異が長く生き延びて集団に定着し、それが種分化によって複数種に行き渡る、ということです。
 つまりグループを形成するためには、「1つの種を制圧する」つまりその種内でその変異が十分行き渡ることが前提条件になるわけです。
 それができるのなら、「不利な変異」じゃないですよね。

>>質問者さんがイメージしているのとはかなり違いますよね

 これは、質問者さんがイメージしているのが常に50:50の状態から生存競争が始まるかのような書かれ方だったので、発生直後に速やかに消失するような"生存競争"は質問者さんが「生存競争」とイメージしているのとはかなり違うな、という趣旨の文でした。

 進化は先読みをしない、と前の回答に書いたと思います。
 つまりDNA合成系のエラー率が少し高い方が「進化のためには有利」であることがもしあったとしても、現在の生存のために不利なのであれば、それは淘汰されると思います。あくまで自然淘汰は「目先」のことしかみないのです。
 で、現在の生存のために有利な変異率は、「ゼロ」でしょう。極端な話、ゼロだったらガンはなくなるでしょうし(紫外線やウイルスによる外的要因によるものはともかく)。

 実際、DNA複製系のエラー率はほぼゼロです。でも完全にゼロって、高分子である蛋白質の酵素反応ではあり得ないでしょう。
 なのでこのあたりの話は、本質問ではもうあまり考える必要はないように思います。

 Jagar39です。

>・複数の生物が共通の特徴を持つ場合、それらの生物は(例外のケースを除き)全て共通の祖先を持たなければならない

 ここがまだちょっと理解度というか概念が掴めることができていないところかな、と思います。

 まず、「共通の特徴」というところが違います。
 複数の系統の動物が同じような機能を獲得した場合、当然「特徴」はよく似たものになるわけですが、それは遺伝的な近縁を意味しません。
 例えばオオカミとフクロオオカミ(オーストラリアに生息した絶滅有袋類)は、姿形はよ...続きを読む

Qゾウリムシの出現(発生)

ゾウリムシ(原生動物)は、水田のよどんだ水や長い間放置された花瓶の水などに多く見られ,肉眼では紡錘形に近く,体表に無数の繊毛をもち,体を回転して泳ぐ。
そうですが、お墓等の花瓶の中に、いつのまにかゾウリムシが湧く(発生)のはなぜでしょうか?どこから?H2Oから?

Aベストアンサー

生命が自然に発生するわけではないことはご存知ですね。
きれいな水の中に発生するゾウリムシは、外から塵などと一緒に飛び込んでくると考えてよいでしょう。
白鳥の首のような形のガラス瓶を使った「パスツールの実験」が参考になるでしょう。

Q1倍体、2倍体、3倍体の区別

半倍数性のハチでは、2倍体や3倍体の雄が発生することが知られていますが、2倍体や3倍体の雄を区別するときはどのようにしているのでしょうか?いちいちプレパラートを作って染色体数を確かめていたら手間がかかりますよね?
あと、ショウジョウバエなんかでも3倍体の個体がいるそうですが、どのように区別しているのでしょうか?

Aベストアンサー

興味があったものですから,玉川大学に問い合わせてみました。次のような回答をいただきましたので参考にしてください。

『suiran 様
お問い合わせありがとうございます.
ミツバチで倍数体の雄ができることは理論的には知られていますが,巣の中では働き蜂によって幼虫の初期段階までに処理(排除)されてしまいます.倍数体の可能性は,親の性決定遺伝子に同じ対立遺伝子が含まれるかどうかを知るか,女王蜂の卵の2型(女王蜂は雌ですから必ずヘテロ接合)と,貯精嚢中の精子に見られる対立遺伝子とに同じものがあるかどうかで見当は付けられます.ただし特定の個体(卵や孵化直後の幼虫)でそれが倍数体かどうかの確率的な問題は上記の方法でよいとして,実際を確認する方法は殺さないでという条件では難しいでしょう.成虫にさえできれば,生存には必須ではない肢の先端節を切除してDNAを取り出すというようなことは可能です.
マルハナバチでは,働き蜂による排除がなく,近親交配で倍数性の雄(2倍体)を作り出すこと,またこの雄を使って3倍体のマルハナバチを作出することは実験的には可能です.この場合雌雄両性とも3倍体となり,いずれも不妊のようです(不妊であることについては実験数が少ないので確実かどうかは検証できていません.産卵はしますが,産まれた卵は孵化しません).こちらでの研究では染色体観察ですので,生かしたままのというわけにはいきませんが,上記同様に生存に不可欠ではない部分からDNAを採取して,実際に性決定遺伝子の組み合わせがどうであるかを確認することは可能でしょう.』

***********************************
○○○〈回答してくださった方のお名前は伏せます。〉
玉川大学ミツバチ科学研究施設
194-8610 町田市玉川学園6-1-1
電話(FAXとも) 042-739-8685
URL http://www.tamagawa.ac.jp/HSRC/

ショウジョウバエでは,倍数性の卵を生む単為生殖の系統が作出されているようです。これに一般雄を交配しますと,20~30%の確率で3倍体のショウジョウバエが作出出来るようです。しかし,これも簡単に区別する方法は無いようですが…

専門家の回答をお待ちください。

興味があったものですから,玉川大学に問い合わせてみました。次のような回答をいただきましたので参考にしてください。

『suiran 様
お問い合わせありがとうございます.
ミツバチで倍数体の雄ができることは理論的には知られていますが,巣の中では働き蜂によって幼虫の初期段階までに処理(排除)されてしまいます.倍数体の可能性は,親の性決定遺伝子に同じ対立遺伝子が含まれるかどうかを知るか,女王蜂の卵の2型(女王蜂は雌ですから必ずヘテロ接合)と,貯精嚢中の精子に見られる対立遺伝子とに同...続きを読む

Qゾウリムシの核について教えて下さい!

ゾウリムシの核について教えて下さい!
ゾウリムシの観察をしたのですが、大核の形が変化しているように感じ、調べてみましたがそのようなことは見つかりませんでした。これは単純に観察しているうちに他のゾウリムシと間違えて観察していて、核の形が変化したように感じていただけでしょうか?

Aベストアンサー

核は球体なので、少し回転したりして、形が変わったように見えたのかもしれませんよ。

別のを見てしまった可能性もありますけどね(笑

Q自ら繁殖しないで他の個体の子育てを助ける個体(ヘルパー)について

比較行動学に関する文章のなかに、動物の行動に関して以下のようなことが書かれていました。
「およそ3%の鳥類と哺乳類には、自ら繁殖しないで他の個体の子育てを助ける個体(ヘルパー)が存在する。これらのヘルパーは、すべてではないが、多くは彼らが助けている個体と血縁関係にあり、・・・・」
ここに挙げられている鳥類と哺乳類とは、たとえば具体的に、何でしょうか。
ご存知の方、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ほ乳類は、狼、コヨーテ、ジャッカルなどのイヌ科、ゾウ、ライオンなど群が家族が群になっているものに見られるそうです。若いメスの個体がそれをやっていることが多いようです。
鳥類はちょっと自信ないですが、ブッポウソウ、ジサイチョウ、コウテイペンギン、オウサマペンギンあたりがやっていたはずです。

ヘルパーは成熟して繁殖能力を持ったり(メスの場合)、群から独立でき、自分の群を持てれば(オスの場合)ヘルパーではなくなるようです。

Qゾウリムシの収縮砲について

 生物の授業でゾウリムシが収縮砲という兵器を持つことを知ったのですが、どの程度の威力なのでしょうか?

Aベストアンサー

 収縮砲ではありません。収縮胞です。
 ゾウリムシの体内に入り込んでくる余分な水分を集めて体外に排出する仕組みです。
 水分が集まるとふくらみ、水分を排出すると縮むので、そのように名付けられました。
 胞とは、生物で、膜につつまれた小体。「胞子、細胞」(広辞苑)
 

Qゾウリムシ

ゾウリムシの核膜ってどこにありますか?
大核のなか?小核のなか?それとも細胞小器官それぞれに入ってるの?
ここらへんがあやふやなんですけど…(^o^;)

Aベストアンサー

結論:核膜が在れば真核生物、無ければ原核生物

で、原核生物をもう少し詳しく書くと、細胞では核を持たず、DNA 分子が核様体として存在し、核膜も持たず、有糸分裂を行わない。又、細胞小器官も無い。生物進化の初期に出現した原始的な群で、全ての細菌類と藍藻(らんそう)類が含まれます。

当~然、ゾウリムシは真核生物、立派な"核膜"を有し、大核、小核何方(どちら)にも存在、。
核膜は、大核、小核共に【核を包む様に外側全体を覆って】居ます、添付画像で周りの黒い実線部分です。

※添付画像は大核、小核の分裂時の模式図で、分裂の仕方の違いが判ります。


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