平均の速さと瞬間の速さの違い？？
それはズバリ、
速さの計測区間だ。
それじゃあ早速みていくぞ。
平均の速さは、移動した距離をかかった時間で割って求められる速さだ。
次の計算式で求められるぞ。
$$\text{平均の速さ} = \frac{\text{移動距離 (m)}}{\text{かかった時間 (s)}}$$
例えば、ウサイン・ボルトさんが100m を9秒58で走行したとしよう。
このときの平均の速さを計算すると、
$$\text{平均の速さ} = \frac{\text{移動距離 (m)}}{\text{かかった時間 (s)}}$$
$$= \frac{\text{100 (m)}}{\text{9.58 (s)}}$$
$$= 約 10.44 m/s$$
だ。速さの単位を時速に直すと、
約37.6km/h
だな！
瞬間の速さは、
ある瞬間での特定の速さ
を指す。
ウサイン・ボルトさん、100mの全区間同じ速さで走ってるわけではないんだな。
スタート直後からグイグイ加速して100m走りきっているわけさ。
たとえば、こんな感じで疾走スピードが変化しているはずだ。
| 区間（m） | 通過タイム（s） | 区間ごとの速さ（m/s） |
|---|---|---|
| 0–10 m | 1.89 | 5.29 |
| 10–20 m | 2.87 | 10.1 |
| 20–30 m | 3.78 | 11.2 |
| 30–40 m | 4.65 | 11.5 |
| 40–50 m | 5.50 | 11.8 |
| 50–60 m | 6.32 | 12.0 |
| 60–70 m | 7.10 | 12.3 |
| 70–80 m | 7.84 | 12.8 |
| 80–90 m | 8.55 | 13.0 |
| 90–100 m | 9.58 | 13.1 |
それじゃあボルトさんの瞬間の速さはどれくらいなのか？？
50mの地点にキミが立っていて、ボルトさんが通過する時にスピードガンで速さを計測したとする。
キミが得られたスピードこそ、ボルトさんの50m地点における瞬間の速さなんだ。
もちろん、「50mの地点で計測した瞬間の速さ」と「80mの地点で計測した瞬間の速さ」は違うだろうな！
瞬間の速さを求めるには、非常に短い時間内に移動した距離を計算する必要がある。
これは、微分という数学の技術を使って計算できるぞ。
毎日少しずつ理解を深めていこうぜ！
DNA？遺伝子？どっちも似たような言葉に聞こえるけど、実はしっかり違いがあるんだ！
ずばり、DNAってのは
デオキシリボ核酸
の略だ。細胞の中にある物質の一種さ。
えっ、長くて覚えづらい？？
おし、DNAの正式名称の覚え方はこれでどうだ。
デラックスオンデマンドキシリトールロボットを拡散（かくさん）
じゃんじゃん使ってくれよな。
DNAは、遺伝情報を運ぶ車みたいなものさ。
ブロッコリーの花芽からだってDNAを取り出せちゃう。
食塩、台所用洗剤、エタノールを使うと、まるで魔法みたいにな！
遺伝子は、オラたちの体の設計図みたいなもんだ！
この設計図はDNAの中にある情報で、親から子供へと受け継がれていくんだぜ。
つまり、遺伝子は細胞の中にあるDNAに存在するってわけだな。
へっへっへ、ここが一番おもしろぇところだな！
DNAと遺伝子の違いはな、
用語が示す範囲
がちげぇんだ！
DNAは「生命の設計図そのもの」。
遺伝子は、その設計図の中の「1つの情報の単位」なんだ。
つまり、
遺伝子はDNAだけど、DNAは遺伝子ではない
ってこったな。
遺伝子はDNAの一部だけど、DNAはすべて遺伝子ではない
と言ってもいい。
たとえるなら、DNAは『ONE PIECE』の全巻セットみたいなもんだ。
1巻から最新巻まで、ぜ〜んぶ入ってる超大作！
つまり、生命のすべての情報がつまってる「物語全集」だな。
んで、遺伝子は、その中の1冊1冊の巻だ。
たとえば、ゾロが登場する巻、サンジが仲間になる巻、ルフィが新技を覚える巻──
それぞれがこの物語の「特徴（形質）」を決めてるんだ！
優性形質と劣性形質の違い、ズバリいっちまうぞ。
両親から「違う遺伝子」を1つずつもらったとき、その特徴が、
現れるか現れないか！
だ。
優性形質は、親から子に遺伝する特徴のうちはっきりと現れる特徴だ！
たとえば、「黒い目」と「青い目」の遺伝子を1つずつもらったとしよう。
このとき、
子の目が黒かったら、黒い目が優性形質ってことさ。
青い目の遺伝子を1つ持っているはずなのに、青い目は現れなかったんだ。
劣性形質は、ちょっと控えめな特徴だ。
遺伝子の組み合わせにより子に現れないことがある。
さっきの目の色の例でいうと、青い目という特徴が劣性形質だ。
控えめに見えるけど、ちゃんと遺伝子の中で生き続けているんだぞ！
ここで勘違いしちゃいけないのが、優劣の意味さ。
「優性」って言っても、
「優れてる」とか「勝ってる」って意味じゃないってことだ！
たまたま、その遺伝子の働きが目立ちやすいだけ。
青い目の遺伝子だって、ちゃんと存在してて、
同じものが2つそろったときに顔を出すってだけの話さ。
どうだ？ この優性形質と劣性形質の違いはしっくりきたかな。
分離の法則は遺伝の基本中の基本！
この法則がわかると、生物がどうやって特徴を受け継ぐのか理解できるぞ。
ズバリ、
遺伝子はペアになっていて、生殖細胞ができるとわかれる！
という法則さ。
みんな、遺伝って言葉を聞いたことあるか？そう、両親から受け継いだ特徴だ。
生物のからだをつくる細胞の染色体には、遺伝子がペアで存在しているんだ。
この2本の染色体は、それぞれお父さんとお母さんから1本ずつもらうんだぞ。
たとえば、エンドウの種子の形を決める遺伝子を考えてみよう。
丸形の種子は「A」、しわ形の種子は「a」で表現される。
丸形の純系の遺伝子は$AA$、
しわ形の純系の遺伝子は$aa$だ。
でも、このペアはどうやって次の世代に受け継がれるんだ？
ガンガン行くぜ！これが『分離の法則』のなせる技なんだ。
染色体は生殖細胞を作るときに分かれて別々の細胞に入るんだ。
このとき、対になっている遺伝子は互いに別の細胞に分かれる。
おっと、まだ話は終わっちゃいねぇぞ！
受精すると、それぞれの生殖細胞にある遺伝子は、受精卵のなかで再びペアになるんだ。
さぁ、ここまでの内容をしっかり頭に入れよう！
19世紀にオーストリアのメンデルが行った遺伝の規則性を調べるための実験だ。
エンドウの種子の形や色に注目して交配実験を行ったんだ。
メンデルは、エンドウ豆の丸形としわ形の違いに注目した。
これは対立形質と呼ばれるもので、
1つの形質に現れる2つ以上のタイプ
のことだ。
この対立形質のどちらかが1つの種に現れるんだ。
エンドウの形には丸形としわ形があるが、1つの種にはどちらか一方の形質しか現れないのさ。
えっ、対立形質を忘れちまっただって？？
そういう時は「対立形質と純系の違い」で復習してくれよな！
メンデルは、次のような交配実験を行った。
まず、しわ形の種子を作る純系のエンドウの花粉を、丸形の種子を作る純系のエンドウの花に受粉させたんだ。
この交配で生まれた子の世代はすべて丸形になった。
興味深いのは、逆に丸形の純系のエンドウの花粉をしわ形のエンドウの花に受粉させても、結果は同じで、すべて丸形の種子ができたんだ。
ここから、丸形がしわ形を隠してしまうということがわかったんだ。
さて、子の世代の丸形の種子を育てて自家受粉させると、次にどうなったと思う？？
メンデルの観察では、孫の世代の種子には丸形としわ形の両方が現れた。
子の世代には現れなかったしわ形が、孫の世代で再び出現！
この結果は、遺伝の法則性を示しているんだね。
メンデルは、この現象を通じて遺伝のメカニズムを明らかにしていったんだ。
メンデルの実験は、遺伝の基本的な考え方を理解する上で重要なものなんだ。
彼の発見は、現代の遺伝学の基礎を築いたんだよ。
みんなもしっかり覚えて、理科をもっと楽しくしよう！
遺伝の不思議な世界、いよいよ始まるぜ！
遺伝とは、
親の「形や性質（形質）」が、子どもや孫に伝わること
だ！これから遺伝を深く勉強してくんだ。まずは
という遺伝にまつわる2つの用語の違いをマスターしていくぞ！
まずは純系についてだ。
純系とは、
親も子も孫も、何世代にわたっても同じ形質が続いているグループのこと
をいうんだ。
オーストリアのメンデルさんが、エンドウ豆を使ってこの仕組みを調べたぞ。
純系ってのは、ずーっと同じ形だ！
親から子、そして孫に至るまで、形質が変わらない。これを自家受粉で確かめられる。
たとえば、エンドウ豆で自家受粉を繰り返して、何世代にもわたって丸形の種が出続けたら？
そう、この何世代にもわたって丸いエンドウ豆のグループは純系さ。
対立形質とは、
1つの形質に現れる2つ以上のタイプ
だ。
たとえば、エンドウ豆の例をみてみよう。
エンドウ豆を自家受粉で育ててみたところ、丸形としわ形に分かれたとする。
この場合、豆の形という形質であらわれ方が
と、違うことになったな？
豆の形という1つの形質に対してあらわれたこの2つのタイプが、対立形質ってわけよ。
えっ、まだ純系と対立形質の違いがしっくりきてないだって？
オッケー、わかりやすい例え話をしよう。
現代の芸能界では、たまに、
おじいちゃん・お母さん・子ども、三代とも演歌歌手
っていう家系があるよな？
演歌っていうミュージックジャンルだけなく、歌い方や声の特徴まで似ている。
「何世代にもわたって同じ形質が続いている」とも言えなくもねえから、こりゃ「純系」 のたとえだ。
それじゃあ、対立形質はどうなのか？
同じ歌手のジャンルの中でも、
のように、あらわれ方がちがう2つのタイプがあるよな？
これは「1つの形質に2つのタイプがある」という意味で、「対立形質」のたとえだ！
つまり「マイクの持ち方」という1つの形質においてあらわれた、
が対立形質ってわけさ。
どうだ？？ オラの例えでしっくりきたかい？？
発生と胚の違いについて、ズバリ解説するぞ。
発生は、
受精卵から生物として生まれるまでのプロセス全体
を指す。
一方、胚は、
発生のプロセスの中の初期段階における姿
のことだ。まだ生物の体になってない状態ってわけよ。
つまり、発生は「全工程」で、胚は「その一部」と言えるんだ。
これは「家を建てること」に例えるとわかりやすいぞ。
家は自然にポンってできるわけじゃなくて、鉄コン筋クリートなどの材料からみんなで工事して家が完成するよな？
ズバリ、家が完成して住めるようになるまでの工事が「発生」だ。
そして、途中のまだ住めないけど、家の形になりつつあるもの、それが「胚」なんだ。
で、家の部材（鉄筋・コンクリート・木材など）は「受精卵」ってこった。
つまり、
ってこったな。
発生にはいくつかの段階があるんだ。具体的には以下のようなステップがあるぞ。
胚についてもう少し詳しく説明するぞ。
胚は、受精卵から分裂して細胞の塊になった状態。
この状態では、細胞が特定の機能を持つように分化していく途中段階なんだ。
全体の発生プロセスにおける、初期の段階を指しているんだ。
それじゃあ次に、植物と動物における発生と胚の違いを見てみよう！
植物の場合はどうなっているのか、説明するぜ。
植物の胚は、胚珠の中で見られるんだ。
成長すると根や茎、葉といった部位になるぜ。
発生段階では、まずは胚が作られ、その後、適当な条件下で成長し、芽を出したりする。
では、動物の場合を見てみよう。
動物の胚は、受精卵から細胞分裂を経て、多細胞状態に進化していく。
発生段階では、器官や組織が形成されて、最終的に成体として誕生する。
発生と胚についての重要ポイントをまとめてみよう。
減数分裂は細胞分裂の一種さ。
前回は「体細胞分裂」っていう細胞分裂を勉強してきたよな。
で、今日は、もう1つ別の細胞分裂の「減数分裂」が登場ってわけよ。
減数分裂とは、その名の通り、
細胞分裂中に染色体の数が半分になる細胞分裂
だ。
この仕組みは、主に生殖細胞（卵子と精子）を作るときに使われるぞ。
えっ、なぜ減数分裂が必要なのかって？？
染色体半分にしたらもったいないだと？？
その理由はな、受精するときに染色体は半分にする必要があるからなんだ。
受精とは復習すると、
オスとメスの生殖細胞がくっついて新しい命を作ること
だったよな？
ここで、減数分裂が起こらない世界を想像してみよう。
その場合、生まれてくる子の染色体の数が倍になっちまう。
だって、精子と卵子の染色体の数を足したら2倍になっちまうもんね。
だから、生殖細胞は作られるときに半分の染色体に数を減らす必要があるんだな。
例えば、サルの体の細胞には、染色体が42本（＝21ペア） ある。
もし、このままお父さんザル（42本）とお母さんザル（42本）の細胞が合体したら…
42 + 42 = 84本
になってしまうな！
そこで、そうならないようにするために、卵と精子は、あらかじめ21本ずつ（＝半分） に減らしておくんだ。
そして、受精のときにお父さんザルの精子（21本）とお母さんザルの卵（21本）が結びつくと…
21 + 21 = 42本！
元の数（親ザルの細胞と同じ）に戻るってわけよ。
サルでも人間でも、「減数分裂」は染色体の数を半分にする特別な分裂。
そうすることで、受精しても染色体の数が増えすぎないようになっているんだ！
花粉管とは、
被子植物の花粉が受粉後に発芽して伸びる管のこと
だ。
この花粉管が働くことで、受精が進むんだ。
つまり、新しい命が生まれるために重要な役割を果たしているんだぞ！
花粉管の役割って何だろうか？
ズバリ言っちまうと、
花粉の精細胞を胚珠まで運ぶ
って役割を持っているぞ。
花粉管は、花粉が雌しべに降り立った後、花粉自体の中で発芽し、伸び始める。
えっ、なぜ花粉管は伸びるのかって？？
それはな、花粉の精細胞を胚珠まで運ぶ役割があるからなのさ。
精細胞には足がないから卵細胞がある胚珠まで到達できねえだろ？？ その手助けをしてやるのが花粉管の伸びってってわけよ。
花粉がなきゃ、受精ができないから大問題だよな。
じゃあ、花粉管はなぜ伸びることができるのか、気になるよな？？
普通、伸びられねえし。
じつは、花粉管は、
花粉の中の栄養を使って成長するから伸びられるんだ。
さらに、柔らかい細胞壁を持っていることもプラスだ。
柔軟であるがゆえ、方向を変えながら胚珠に向かって行けるんだぞ。
以上が、花粉管についての概要だ。
どうだ、花粉管が伸び伸びの実の能力者じゃないと、被子植物は受精できない、つまり、子孫を増やせないんだぜ。
花粉管があるからこそ、今の植物たちが大繁栄しているんだと思うと、すごくないか！
まず生殖から見ていこうか。
生殖ってのはな、
生物が新しい個体をつくること
なんだ！
前回、生殖には
の2種類があるって勉強してきたよな。忘れちまったら復習しとこう。
そのうちの「有性生殖」では「生殖のための特別な細胞」をつくるんだ。
それが、
生殖細胞
ってやつだ。
有性生殖では、オスとメスの2つの個体がそれぞれが生殖細胞をつくる。
そして、その細胞が一緒になることで新しい命が始まるんだぞ！
生殖細胞は、特別な細胞なんだ。
オスでは精子、メスでは卵子がそれにあたる。
これらの細胞が出会うとき、新しい個体を生み出すんだぜ。
ここで重要なのは、生殖細胞の役割とそのユニークな働きだ。
精子と卵子がどうやって新しい個体を生み出すのか、気になるだろ？
まず、オスの精子だ。
このちっちゃな細胞はメスの体の中の卵子を求めて旅をする。
長い旅の先にあるのは、すばらしい出会いと新しい生命の誕生さ。
受精ってのは、精子と卵子が融合すること。
これが新しい命の第一歩だ！
受精することで、遺伝情報が混ざり合った新しい個体が誕生するんだぞ。
詳しくは「受精と受精卵の違い」を参考にしてくれよな！
生殖細胞は、半分の遺伝情報を持っている。
つまり、精子と卵子が結合すると、親とは違う遺伝子の組み合わせが生まれるってわけだ。
これが生物が多様に存在する理由なんだ！
受精と受精卵の違いについて、わかりやすく説明するぞ。
こいつら1文字違いだけど、一体ぜんたいなにが違うんだろうな。
それぞれの用語を確認していこう。
ズバリ、受精とは、
生殖細胞が結合し、核が合体すること
だ。
動物では卵と精子が合体。
植物で卵細胞と精細胞が合体するぞ。
それぞれが結合して、一つの細胞になるんだ。このプロセスを受精と言うんだな。
オッケー、それじゃあ受精卵ってなんだろう？？
受精卵はズバリ、
受精でできる新しい細胞
だ。
これが、生物の新たな命の始まりと言ってもいい。
受精卵は受精によって、核が合体して一つの細胞になった状態を指すんだ。
オッケー、受精と受精卵の違いはわかったな。
えっ、でも、まだしっくりきてねえだって？？
そういう時はペガサスの力を借りよう。
ペガサスは、
ウマと鳥が合体した神話上の生き物
だったよな。
このペガサスの誕生のプロセスを想像するんだ。
このペガサス誕生のシチュエーションに、受精と受精卵のシチュエーションを重ね合わせてみようぜ。
ウマと鳥が合体することは「受精」だ。
で、ウマと鳥が合体して誕生したペガサスは「受精卵」だ。
どうだ？？
ペガサス様の力を借りれば受精と受精卵の違いもしっくりきたかい？
栄養生殖とは、ズバリ、
植物が体の一部から新しい個体を作る増え方
だぞ。
植物が種ではなく、一部分から芽や根を出して個体を増やすんだ。
例えばジャガイモがそうだ。
見た目はただのイモだ。でもな、地面に植えると新しく芽や根を出すんだぜ。
種子を使わず自分で増えるってわけだな。
他に栄養生殖する植物には、こんなものがあるぞ。
どれも日常で見かけるものだな！
このように、植物が体の一部から新しい個体を作るのを栄養生殖っていうんだ。
えっ、無性生殖と栄養生殖の違いはなんなんだって？？
こいつもズバッと言っちまうと、
「無性生殖」と「栄養生殖」は 用語が範囲（カバーする範囲）が違うんだ。
この関係は前回勉強した「細胞分裂と体細胞分裂の違い」と同じさ。
無性生殖とは、
たった一つの親で個体が生まれる方法
だったよな。
植物でいえば、
種を作らないで増える方法に該当するぞ。
だから、そう、栄養生殖も無性生殖の仲間に入るんだ。
つまり、「栄養生殖」は「無性生殖の一種」だ。
「栄養生殖」は「無性生殖」なんだけど、「無性生殖」は「栄養生殖」じゃねえ。
無性生殖にはたくさん種類があって、栄養生殖の他にも次のような増え方があるぞ。
| 種類 | しくみ | 代表的な生物 | イメージ |
|---|---|---|---|
| ① 分裂（ぶんれつ） | 1つの個体が2つに分かれて増える | アメーバ、ゾウリムシなどの単細胞生物 | 🟣→🟣🟣 |
| ② 出芽（しゅつが） | 親の体の一部がふくらんで、そこから子ができる | ヒドラ、酵母など | 🟢➰🟢（ポコッと出る） |
| ③ 栄養生殖（えいようせいしょく） | 植物の茎・根・葉などから新しい個体ができる | ジャガイモ、サツマイモ、イチゴなど | 🍠🌱 |
| ④ 胞子生殖（ほうしせいしょく） | 胞子（ほうし）という小さな細胞が飛んで、新しい個体になる | カビ、コケ、シダなど | 🍄✨ |
| ⑤ 再生（さいせい） | 体の一部が切れても、新しい個体になる | プラナリア（扁形動物）など | ✂️→🐛🐛 |
そう、この「無性生殖」と「栄養生殖」の関係は、
「服」と「ズボン」の違いに似ているぞ。
服にはズボン・シャツ・帽子とか多くの種類があるけど、ズボンはその中の1つだろ？？
ズボンは服なんだけど、服はズボンじゃねえ。
スカート、ズボン、Tシャツ、ジャケット・・・もう、こいつらを丸々全部を服って言うからな。
つまり、無性生殖は服で、栄養生殖はズボンに相当する。
無性生殖には他にもたくさんの方法があるけれど、今日はまず栄養生殖をしっかり覚えよう！
つまり、
「無性生殖」は“服”という大きなカテゴリーで、「栄養生殖」はその中の“ズボン”にあたる一つのタイプというイメージだ。
まとめると、栄養生殖は植物のユニークな繁殖法で、
種を作らないで増える方法
のことだったな。
