体細胞分裂の図
体細胞分裂の図を作成します。前期から細胞質分裂までを染色体数つきで描いた図、前期・中期・後期・終期だけのシンプルな図、細胞板ができる植物細胞の分裂、減数分裂との比較。生物の授業、プリント、定期テスト対策に。
体細胞分裂の図の例
2n = 4 の細胞で描いた体細胞分裂の図4点：全時期に名前と染色体数を入れた図、前期から終期までのシンプルな図、細胞板ができる植物細胞の分裂、体細胞分裂と減数分裂の比較。クリックするとプロンプトを読み込んで編集できます。
名称入りの体細胞分裂の図を、前期から細胞質分裂まで読む
2n = 4 の動物細胞ひとつの6つの時期。上の段から読みます。赤と青は相同染色体の各ペアの2本を区別する色で、どの細胞にも同じ4本が入っています。
- 1
前期 → 前中期
染色体が凝縮してX字形になり、中心体が離れていきます。続いて核膜がばらばらになり、紡錘糸が動原体をとらえます。
- 2
中期
4本の染色体が1本ずつ赤道面に並び、それぞれの姉妹染色分体は反対側の極を向きます。
- 3
後期
セントロメアで分かれた染色分体が4本ずつ両極へ移動し、一時的に細胞内の染色体は8本になります。
- 4
終期 → 細胞質分裂
4本ずつのまとまりの周りに核膜ができ直し、くびれによって細胞は 2n = 4 の細胞2個に分かれます。
体細胞分裂の各期、植物細胞と動物細胞、そのほかの体細胞分裂の図
下の図はどれも、指定がなければ同じ 2n = 4 の細胞で描きます。ヒトなら 46、タマネギなら 16 と数を伝えれば、その数で描き直します。図の種類とレベルを伝えてください。「体細胞分裂」とだけ書くと、上の名称入りの連続図になります。
名称入りの体細胞分裂の図
入れる名称はレベルで変わります。中学理科なら時期、染色体、紡錘体（紡錘糸）程度。高校生物では中心体、セントロメア、姉妹染色分体、赤道面、くびれまたは細胞板が加わります。大学では前中期、動原体（キネトコア）、核膜の断片、動原体微小管と極微小管まで。レベルを伝えるか、入れたい名称を並べてください。
体細胞分裂の各期の図
中学・高校の教科書では前期・中期・後期・終期の4つ、大学の教科書では前期から前中期を分けて5つです。間期は分裂の前の時期で分裂期には含めず、細胞質分裂は終期と重なって進む別の過程です。「4つの時期」「5つの時期」「間期から細胞質分裂まで」と伝えれば、その並びで描きます。
前期の図
細胞1個の拡大図：クロマチンが凝縮して見える染色体になり、それぞれ2本の姉妹染色分体がセントロメアでつながっています。核小体が消え、2つの中心体が両側へ移動し、その間に紡錘体が伸びていきます。核膜はまだ残っており、核膜が崩れた状態は前中期の図になります。
中期の図
染色体が細胞の中央、赤道面に1列に並び、それぞれ2つの動原体が反対の極からの紡錘糸とつながっています。染色体を数えやすい時期なので、核型分析は中期の細胞で行います。動原体が1つでも紡錘糸につながっていなければ、紡錘体チェックポイントが後期への移行を止めます。
後期の図
姉妹染色分体をつないでいたコヒーシンが切断され、1本ずつ独立した染色体になった染色分体が、セントロメアを先頭に腕を引きずる形で、短くなる紡錘糸に引かれて両極へ移動します。極微小管が両極を押し広げ、細胞は伸びます。このとき染色体数は一時的に倍、2n = 4 の細胞で8本、ヒトで92本です。
終期と細胞質分裂の図
染色体は両極に着いてほどけ、核膜と核小体が2つずつでき直し、紡錘体は消えます。細胞質分裂はたいてい終期のうちに始まるため、多くの図は両方を1つの細胞に描きます。動物細胞ならくびれ、植物細胞ならできかけの細胞板です。授業で別々に問われるなら、2枚の図に分けるよう指定してください。
植物細胞の体細胞分裂の図
硬い細胞壁に囲まれた長方形の細胞で、中心体（中心小体）がなく、紡錘体は幅の広い平らな極からできます。違いが出るのは最後で、ゴルジ体由来の小胞がもとの赤道面に集まって融合し細胞板（隔膜形成体）となり、側面の細胞壁に届くまで広がって、2つの娘細胞の間に新しい細胞壁を残します。
動物細胞の体細胞分裂の図
丸い細胞で、両極に中心体があり、それぞれに中心小体が2個、周りに星状体の微小管が放射状に伸びています。最後にアクチンとミオシンの収縮環が細胞の中央を締めつけ、くびれ（分裂溝）に沿って細胞を2つに分けます。
タマネギの根端の体細胞分裂
実験で顕微鏡をのぞいたときのような視野：根端分裂組織の四角い細胞が並び、ほとんどが間期で、前期・中期・後期・終期の細胞が少しずつ混ざります。タマネギは 2n = 16。各期の細胞に1つずつ名前をつけた図や、分裂指数（分裂中の細胞数 ÷ 数えた全細胞数）を求めるための集計表を指定できます。
体細胞分裂と減数分裂の比較図
同じ 2n = 4 の母細胞を2段に：体細胞分裂では染色体4本の娘細胞が2個、減数分裂では2本の細胞が4個できます。まず中期を見比べます。体細胞分裂では染色体が1本ずつ並び、第一分裂中期では対合した2本ずつ並びます。減数分裂の図のページでは第一・第二分裂を時期ごとに描けます。
体細胞分裂の簡単な描き方
ノートに写せるくらい簡単な版：細胞は円、長い染色体2本と短い染色体2本をX字で、4つの時期と娘細胞2個、時期名だけ。どの円でも染色体数を同じに保つのがポイントで、最後の細胞の染色体が最初より少ない絵は減数分裂を描いてしまっています。
体細胞分裂の各期と、それぞれの染色体数
名称入りの体細胞分裂の図が各期で示すべきことを、2n = 4 の細胞とヒトの細胞で数えました。時期や名称を減らしたいときは、必要なものだけ書けばその分だけ描きます。
| 時期 | 起きること | 染色体（2n = 4 の細胞） | ヒトの細胞 |
|---|---|---|---|
| 間期（分裂の前） | S期にDNAが複製され、以後どの染色体も2本の姉妹染色分体をもつ | 4本（染色分体8本）、まだ見えない | 46本（染色分体92本） |
| 前期 | 染色体が凝縮し、核小体が消え、中心体が離れて紡錘体ができる | X字形の染色体4本 | 46本 |
| 前中期 | 核膜が崩れ、紡錘糸が動原体につく | 4本 | 46本 |
| 中期 | 染色体が1本ずつ赤道面に並ぶ | 4本、1列 | 46本 |
| 後期 | 姉妹染色分体が離れ、反対の極へ引かれる | 8本、各極に4本 | 92本、各極に46本 |
| 終期 | 染色体がほどけ、核膜と核小体が2つずつでき直す | 新しい核それぞれに4本 | それぞれ46本 |
| 細胞質分裂 | 細胞質が分かれる。動物細胞はくびれ（分裂溝）、植物細胞は細胞板 | 4本の細胞が2個 | 46本の細胞が2個 |
染色体は腕ではなくセントロメアの数で数えます。 X字形は2本の染色分体からなる1本の染色体です。後期に染色分体が離れるとそれぞれが1本と数えられるため、本数はここで倍になり、細胞が2つに分かれてもとに戻ります。
体細胞分裂（有糸分裂）とは
体細胞分裂は、真核細胞の核が母細胞と同じ染色体をもつ2つの核に分かれる過程で、前期から前中期・中期を経て後期・終期へと、4つまたは5つの時期で進みます。 続く細胞質分裂で細胞質が分かれ、遺伝的に同じ2つの娘細胞ができます。
要点
- 染色体の数は変わりません。 染色体46本のヒトの体細胞からは46本の細胞が2個、2n = 4 の細胞からは4本の細胞が2個できます。DNAはその前、間期のS期に複製されています。
- 分かれるのは姉妹染色分体です。 各染色体は同じ2本の染色分体をもって分裂に入り、後期でそれが引き離されるので、娘細胞はどの染色体も1本ずつ受け取ります。相同染色体の対合は起こりません。
- 染色体を動かすのは紡錘体です。 微小管は動物細胞では中心体から、植物細胞では幅広い極から伸び、各セントロメアの動原体につきます。動原体が1つでも離れていると、紡錘体チェックポイントが後期を始めさせません。
- 細胞周期のうちの短い時間です。 分裂期（M期）は体細胞分裂と細胞質分裂を合わせても、ヒトの細胞の24時間の周期のうち1時間ほど以下で、残りは間期です。位置づけは細胞周期の図で確認できます。
- 体の成長と修復を支えます。 皮膚や腸の粘膜、血液をつくる細胞を入れ替え、傷をふさぎ、植物では根や茎の先端で成長を生みます。酵母やアメーバなど単細胞の真核生物は、これで増えます。
空欄の体細胞分裂の図と、書き込みで間違えやすい点
同じ6つの細胞で、時期名と構造の名称がすべて空欄になっています。上の段、下の段の順に書き込みます。点を落としやすいのは次の4か所です。
- 1
前期か前中期か
染色体を囲む輪がつながっていれば前期の核膜、点線のように途切れていれば前中期です。
- 2
セントロメアと動原体
セントロメアは染色体のくびれた部分、動原体はその上のタンパク質の構造で、紡錘糸の端がつく場所です。
- 3
後期の本数
分かれた染色分体はそれぞれ1本の染色体として数えます。細胞全体で8本、各極に4本です。
- 4
細胞板ではなくくびれ
これは動物細胞なので、最後の細胞は外側からくびれます。細胞板は植物細胞のときの答えです。
体細胞分裂と減数分裂を、2n = 4 の細胞ひとつで数えて比べる
体細胞分裂は1回の分裂で、母細胞と同じ数の染色体をもつ細胞を2個つくり、減数分裂は2回の分裂で、半分の数の細胞を4個つくります。 同じ 2n = 4 の細胞で追うと、比較図の各細胞の下に入れるべき数は次のとおりです。
| 体細胞分裂 | 減数分裂 | |
|---|---|---|
| DNA複製1回あたりの分裂回数 | 1回 | 2回（第一分裂と第二分裂） |
| 赤道面に並ぶもの | 1本ずつの染色体4本 | 対合した相同染色体2組（第一分裂中期） |
| 最初に分かれるもの | 姉妹染色分体 | 相同染色体（第一分裂後期） |
| 最後にできる細胞 | 2個、それぞれ 2n = 4 | 4個、それぞれ n = 2 |
| ヒトの場合 | 染色体46本の細胞2個 | 染色体23本の細胞4個 |
| 娘細胞 | 母細胞とも互いとも同じ | 乗換えのあと、すべて異なる |
| 起こる場所 | 体細胞、植物では根や茎の先端 | 精巣と卵巣、植物では葯と胚珠 |
まず中期の細胞を見ます。 染色体が1本ずつ1列なら体細胞分裂、2本ずつ対になって並んでいれば減数第一分裂です。減数分裂の図のページでは、乗換えを含む8つの時期をすべて描けます。
体細胞分裂の図についての質問
体細胞分裂の時期はいくつありますか？
中学・高校の教科書では前期・中期・後期・終期の4つ、大学の教科書では前期と中期の間に前中期を入れて5つです。 間期は分裂の前の時期で分裂期には含めず、細胞質の分裂（細胞質分裂）がそのあとに続きます。
時期の順番の覚え方は？
「前・中・後・終」とそのまま覚えるのが基本で、英語圏では PMAT（Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase）と略します。 前に間期、後ろに細胞質分裂をつけて覚える人もいます。
体細胞分裂の時期の順番は？
前期、次に前中期と中期、そのあと後期と終期、最後に細胞質分裂です。 その前の細胞は間期にあり、DNAを複製しています。
名称入りの体細胞分裂の図には何を入れればよいですか？
各時期の名前と、細胞の中の染色体（姉妹染色分体とセントロメア）、中心体と紡錘糸、核膜、赤道面、そしてくびれまたは細胞板です。 大学レベルでは動原体と前中期を加えます。このページの名称入りの図と空欄版はこの一式を含んでいます。
細胞質分裂は体細胞分裂のどこに入りますか？
細胞質分裂は体細胞分裂の時期の1つではなく、そのあとに続く過程です。核を分けるのが核分裂、細胞質を分けるのが細胞質分裂です。 後期の終わりから終期に始まることが多いので、終期の細胞にくびれや細胞板を描く図がよくあります。
体細胞分裂のあと、細胞1個あたりの染色体は何本ですか？
母細胞と同じです。ヒトの娘細胞はそれぞれ46本、2n = 4 の細胞の娘細胞はそれぞれ4本です。 それぞれの染色体はこの時点で染色分体1本からなり、次のS期で再び複製されます。
後期の染色体は何本ですか？
短い間だけ通常の2倍です。ヒトの細胞で92本、2n = 4 の細胞で8本になります。 姉妹染色分体が離れた時点でそれぞれを1本と数えるためで、細胞が分かれれば1個あたり46本に戻ります。
植物細胞と動物細胞で体細胞分裂はどう違いますか？
植物細胞には中心体（中心小体）がなく、中央から外側へ細胞板をつくって分かれます。動物細胞には中心小体があり、くびれによって2つに分かれます。 時期の進み方と染色体の動きは同じです。
体細胞分裂と減数分裂の違いは？
体細胞分裂は細胞を1回分けて、染色体をすべてもつ自分のコピーを2個つくり、減数分裂は2回分けて、半分の染色体をもつ異なる細胞を4個つくります。 上の比較表で、同じ 2n = 4 の細胞での両者を追えます。
間期は体細胞分裂に含まれますか？
含まれません。間期（G1期・S期・G2期）は分裂と分裂の間で、細胞が成長しDNAを複製する時期です。体細胞分裂は前期から始まります。 複製された染色体がどこから来るかを示すため、最初に間期の細胞を描く図はよくあります。
体細胞分裂の図を順に描くには？
X字形の染色体4本（長い2本と短い2本）が入った細胞、次に同じ4本が中央に1列に並んだ細胞、次にXが2つに分かれて両端へ向かう細胞、次に核が2つできた細胞、最後に4本ずつ入った別々の細胞2個を描きます。 どの細胞でも本数と色をそろえるか、ここで作りたい図を説明すればその順で描きます。
参考資料
- The Mitotic Phase, in The Cell Cycle — Biology 2e, 10.2節 — OpenStax
- Phases of mitosis — AP Biology, 細胞周期 — Khan Academy
