単細胞生物と多細胞生物・細胞の呼吸とは？見分け方と「養分＋酸素 → 二酸化炭素＋水」を基礎から解説

※ この記事は上の授業動画の内容をテキストで整理したものです。

この記事でわかること

• ある生物が単細胞生物か多細胞生物かを見分ける方法（大きさではなく、体の細胞の数で決めます）
• 多細胞生物の体のなりたち「細胞 → 組織 → 器官 → 個体」と、組織・器官の意味
• 細胞の呼吸とは何か。言葉の式「養分＋酸素 → 二酸化炭素＋水」と、どの細胞が細胞の呼吸をしているのか

この回でできるようになること

この回でできるようになることは、2 つあります。

1. ある生物の体が 1 つの細胞でできているのか、たくさんの細胞でできているのかを見分ける。
2. 細胞が生きるためにしていることを、言葉の式で言えるようになる。

問題は 4 問あります。どの問題も、すぐ下に答えと解き方を載せています。読む前に少しだけ自分で考えてみると、頭に残りやすくなります。ページの下にはプリントもあるので、紙やノートに書きながら読むのもおすすめです。

まず思い出そう：生物の体は細胞でできている

前の回では、細胞のつくりを学びました。

• 細胞の中には、核という丸いものがあります。
• 細胞質のいちばん外側にある膜を細胞膜といいます。細胞膜とその内側の、核以外の部分を細胞質といいます。
• 核・細胞膜・細胞質は、植物の細胞にも動物の細胞にもあるつくりです。
• それに対して、細胞壁・葉緑体・大きな液胞は、植物の細胞に特徴的なつくりです。
• 植物の細胞でも、タマネギの表皮の細胞には葉緑体がありません。

下の図は、左が植物の細胞、右がヒトのほおの内側の細胞です。

名前がたくさん出てきたので、もうあいまいになっていても大丈夫です。前の回にはいつでも戻れます。

ここで大事なのは、生物の体は細胞でできているということです。では、1 つの生物の体は、細胞がいくつ集まってできているのでしょうか。

単細胞生物：体が 1 つの細胞でできている生物

池の水を顕微鏡で見ると、小さな生き物がたくさん動いています。ぱっと見ると、どれも同じようなものに見えるかもしれません。でも実は、体のつくりで大きく 2 つに分けられます。

ゾウリムシ

ゾウリムシは、ぞうりのような形をした小さな生物です。この体全体が、たった 1 つの細胞です。

• 中には核があります。
• 体のまわりには細かい毛がたくさん生えています。この毛をせん毛といい、せん毛を動かして泳ぎます。
• 食べ物は、体のくぼみからとりこみます。

1 つの細胞だけで、泳ぐことも食べることもこなしているのです。

【決まり】単細胞生物：体が 1 つの細胞でできている生物

ほかの単細胞生物

ミドリムシも単細胞生物です。体は細長く、中に緑の粒、つまり葉緑体をもっています。長い毛を 1 本動かして泳ぎます。この毛をべん毛といいます。

アメーバ（形が決まっていない生物）とミカヅキモ（三日月の形をした緑色の生物）も、単細胞生物の仲間です。

【覚える】単細胞生物の例
ゾウリムシ・ミドリムシ・アメーバ・ミカヅキモ

多細胞生物：体がたくさんの細胞でできている生物

これに対して、体がたくさんの細胞でできている生物もいます。

【決まり】多細胞生物：体がたくさんの細胞でできている生物

私たちヒトも多細胞生物です。ヒトの体の細胞は、なんと数十兆個あります。2013 年には、約 37 兆個という推定が発表されています。

見分け方：大きさではなく、細胞の数で決める

単細胞か多細胞かは、どうやって見分ければよいのでしょうか。

「小さいから単細胞」と考えた人もいるかもしれません。見た目で判断しようとするのは自然な考え方です。でも、大きさで決まるわけではありません。決め手は、体がいくつの細胞でできているかです。

【注意】大きさでは決めない
– 目やあしは、たくさんの細胞が集まってできた部分です。目やあしがある生物は、多細胞生物です。
– ゾウリムシのせん毛やミドリムシのべん毛は、1 つの細胞の一部です。毛があるからといって、多細胞生物とは限りません。体が 1 つの細胞なら、単細胞生物です。

問1：単細胞生物と多細胞生物に分けよう

下の図では、7 種類の生物をどれも同じくらいの大きさにそろえて描いています。大きさでは決めずに、体のつくりを見て考えましょう。ミジンコには目とあしが、ミドリムシには緑の粒と長い毛 1 本が描いてあります。

解き方

ここで多くの人が引っかかるのはミジンコです。ミジンコは池にいるとても小さな生き物なので、単細胞生物に入れたくなるのは自然なことです。

でも、ミジンコには目とあしがあります。目やあしは、たくさんの細胞が集まってできています。だから、ミジンコは多細胞生物です。

反対に、ミドリムシは緑の粒（葉緑体）をもっていますが、体全体が 1 つの細胞の生物です。だから単細胞生物です。ミドリムシは、この先の回でもまた出てくるので、覚えておきましょう。

オオカナダモは、前の回で葉の細胞を観察した植物です。角ばった細胞が、すき間なくたくさん並んでいました。だから多細胞生物です。

決め手は大きさではなく、体がいくつの細胞でできているかです。

多細胞生物の体のなりたち：細胞 → 組織 → 器官 → 個体

ヒトの体には、心臓や胃があります。でも、37 兆個もの細胞が、いきなり心臓になっているわけではありません。細胞と体のあいだには、2 つの段階があります。

1. 組織：まず、形やはたらきが同じ細胞が集まります。これを組織といいます。たとえば心臓には、ちぢんだりゆるんだりする細胞が集まった組織があります。
2. 器官：次に、いくつかの種類の組織が集まって、特定のはたらきをするものになります。これを器官といいます。心臓は、いくつかの種類の組織が集まって、血液を送り出すはたらきをしている器官です。植物の根も、いくつかの種類の組織が集まって、水を吸うはたらきをしている器官です。
3. 個体：そして、いくつかの器官が集まってできた 1 つの生物の体を、個体といいます。

【決まり】
– 組織：形やはたらきが同じ細胞が集まったもの
– 器官：いくつかの種類の組織が集まって、特定のはたらきをするもの
– 個体：いくつかの器官が集まってできた、1 つの生物の体

【覚える】小さい方から
細胞 → 組織 → 器官 → 個体
頭の文字をとって「さ・そ・き・こ」

一度、声に出して「さ・そ・き・こ」と言ってみましょう。

はたらきの分担

多細胞生物では、細胞ごとに受け持つはたらきがちがいます。これをはたらきの分担といいます。チームで役割を分けているようなイメージです。

一方、単細胞生物は、1 つの細胞で、生きるためのはたらきを全部行っています。ゾウリムシが 1 つの細胞で泳ぐことも食べることもしていたのを思い出しましょう。

• 多細胞生物：細胞がはたらきを分担している
• 単細胞生物：1 つの細胞で、生きるためのはたらきを全部行う

問2：組織・器官と、はたらきの分担

(3) では、下の図を使います。左はゾウリムシで、同じ 1 つの細胞から「とりこむ」「泳ぐ」の 2 本の矢印が出ています。右はヒトの小腸のかべの一部で、内側に並ぶ細胞に「吸収」、その外側の細胞に「動かす」と書いてあります。

(1) の解き方

小さい方から、細胞 → 組織 → 器官 → 個体。「さ・そ・き・こ」です。

組織と器官は名前の響きが似ていて、この回でいちばん入れかわりやすいところです。逆にしてしまった人は、名前ではなく意味で覚え直しましょう。

• 組織は、同じ形・同じはたらきの細胞の集まり。
• 器官は、いくつかの種類の組織が集まって、特定のはたらきをするもの。

種類のちがう組織を集めた器官の方が大きいのです。

(2) の解き方

胃も葉も器官です。

• 胃は、食べ物をこなすはたらきをするために、いくつかの種類の組織が集まっています。
• 葉も、表面の組織や中の組織が集まってできています。

「胃は組織」と答えた人は、胃をひとまとまりのものとして見たのだと思います。その見方も自然です。ただ、胃は 1 種類の細胞だけでできているわけではありません。いくつかの種類の組織が集まっているので、器官です。

【注意】
組織：同じ形・同じはたらきの細胞の集まり
器官：いくつかの種類の組織の集まり → 胃は組織ではなく器官

(3) の解き方

2 つの図を見比べます。

• ゾウリムシは、1 つの細胞から「とりこむ」と「泳ぐ」の両方の矢印が出ています。1 つの細胞が、両方の仕事をしています。
• 小腸では、養分を吸収する細胞と、腸を動かす細胞が別々です。

このように、細胞ごとに受け持つ仕事がちがうことを分担といいます。答えには「分担」という言葉を入れて書きましょう。

細胞の呼吸とは

「呼吸」には 2 つの意味がある

「呼吸」と聞くと、息を吸ってはくこと、と思う人が多いでしょう。ここから学ぶのは、それとは少しちがう、細胞の中で起きている「呼吸」の話です。

同じ「呼吸」という言葉が 2 つの意味で使われるので、ここはまぎらわしいところです。今どちらの話をしているのか、意識しながら読んでください。

細胞はエネルギーをどこから取り出している？

細胞は、生きていくのにエネルギーが要ります。ゾウリムシなら泳ぐため、ヒトの細胞なら体を動かしたり、体をつくったりするためです。では、細胞はそのエネルギーをどこから取り出しているのでしょうか。

手がかり 1：中 1 で学んだ燃焼

中 1 では、ろうそくのような有機物が燃えるようすを調べました。

有機物＋酸素 → 二酸化炭素＋水（熱や光が出る）

ふたをした集気びんの中でろうそくを燃やすと、びんの内側に水滴がつきます（水ができた）。そのびんに石灰水を入れて振ると、白くにごります（二酸化炭素ができた）。

ここで、食べ物の養分を思い出してください。デンプンなどの養分も、炭素をふくむ有機物です。つまり、ろうそくと同じ有機物なのです。

そこで、「細胞も、燃焼と同じ形で、養分（有機物）と酸素からエネルギーを取り出しているのではないか」と考えてみます。もしそうなら、私たちのはく息は、吸う空気とくらべて、酸素が減り、二酸化炭素がふえているはずです。

手がかり 2：小 6 で学んだ、はく息

これは小 6 で調べました。

• はく息に石灰水を入れて振ると、白くにごりました。吸う空気の方はにごりません。ここから、はく息には二酸化炭素が多いことが分かります。
• 酸素の量を別の方法で調べると、はく息は吸う空気より酸素が少なくなっていました。

石灰水で分かるのは二酸化炭素だけです。なので、この 2 つは別々に確かめた事実です。どちらも、さきほどの予想と合っています。

細胞の呼吸の決まり

細胞は、酸素を使って養分を分解し、生きるためのエネルギーを取り出しています。このとき、二酸化炭素と水ができます。これを細胞の呼吸といいます。

【決まり】細胞の呼吸
細胞が酸素を使って養分を分解し、生きるためのエネルギーを取り出すはたらき
養分＋酸素 → 二酸化炭素＋水
（このとき、エネルギーが取り出される）

エネルギーが要るのは、生きている細胞すべてです。だから細胞の呼吸は、肺の細胞だけがしているわけではありません。

【注意】
細胞の呼吸は、肺の細胞だけがするのではない。
生きている細胞のひとつひとつが行う。

問3：細胞の呼吸で出入りするもの

下の図には、細胞が 1 つ描かれています。左から「養分」と「\(\displaystyle X\)」の矢印が細胞に入り、右へ「\(\displaystyle Y\)」と「水」の矢印が細胞から出ていきます。細胞の中には「\(\displaystyle Z\) を取り出す」と書いてあります。

解き方

\(\displaystyle X\) は酸素、\(\displaystyle Y\) は二酸化炭素、\(\displaystyle Z\) は生きるためのエネルギーです。このはたらきを細胞の呼吸といいます。

言葉の式で書くと、養分＋酸素 → 二酸化炭素＋水。このとき、生きるためのエネルギーが取り出されます。

\(\displaystyle X\) と \(\displaystyle Y\) を逆にしてしまった人へ
どちらも気体なので、迷いやすいところです。そんなときは、ろうそくが燃えるようすを思い出しましょう。使われるのは酸素、できるのは二酸化炭素と水でした。細胞の呼吸も同じ形です。「燃えるのと同じで、酸素が入って二酸化炭素が出る」とつなげておくと、逆にしなくなります。

\(\displaystyle Z\) について
\(\displaystyle Z\) は物質ではありません。矢印で出入りするものではなく、細胞が中で取り出して、生きるために使うもの。それがエネルギーです。

【注意】
燃焼と同じ形：酸素が入り、二酸化炭素と水ができる
エネルギーは物質ではない → 細胞の中で取り出すもの

問4：ゾウリムシや植物は呼吸をしている？

下の図は、左がゾウリムシ、右がオオカナダモ（葉のついた茎）です。

解き方

答えは「正しくない」です。

「呼吸」という言葉には、2 つの意味があります。

「呼吸」の 2 つの意味
① 息を吸ったりはいたりすること
② 細胞の呼吸：細胞が酸素を使って養分からエネルギーを取り出すこと

この人は、①の意味だけで考えてしまったのです。ふだん「呼吸」といえば①の意味なので、そう考えるのは自然なことです。

でも、細胞の呼吸は、細胞が生きるためのエネルギーを取り出すはたらきでした。エネルギーが要るのは、生きている細胞すべてです。だから、生きている細胞なら、どれも細胞の呼吸をしています。

• ゾウリムシは、息をしません。でも、生きている 1 つの細胞です。その細胞が、細胞の呼吸をしています。
• オオカナダモの細胞も、生きている細胞なので、細胞の呼吸をしています。

「植物は呼吸をしない」は、テストでよく見るまちがいなので、気をつけましょう。

では、ヒトが息をするのは何のため？

息で取り入れた酸素は、小 6 で習ったとおり、血液が体じゅうの細胞に運びます。細胞は、その酸素を使って細胞の呼吸をしているのです。

息で取り入れた酸素 → 血液が体じゅうの細胞へ運ぶ → 細胞の呼吸に使う

息をすることは、細胞の呼吸に使う酸素を取り入れるためのはたらき。そうつなげておきましょう。

まとめ：今日の決まり

自分の言葉で言えるかどうか、確かめてみましょう。

• 単細胞か多細胞か → 体の細胞の数で決める（大きさでは決めない）
• 多細胞生物の体は、小さい方から 細胞 → 組織 → 器官 → 個体（さ・そ・き・こ）
• 多細胞生物では細胞がはたらきを分担し、単細胞生物は1 つの細胞で全部を行う
• 細胞の呼吸：養分＋酸素 → 二酸化炭素＋水（このとき、生きるためのエネルギーを取り出す）
• 細胞の呼吸は、生きている細胞すべてが行っている（植物の細胞もゾウリムシも）

ページの下の宿題で、組織と器官の意味と、細胞の呼吸の言葉の式を確かめてください。あやしいところがあったら、この記事の該当する所に戻って読み直してみましょう。

よくある質問

Q. 組織と器官、どちらが大きいのか、すぐ忘れてしまいます。
A. 名前ではなく意味で覚えるのがおすすめです。組織は「同じ形・同じはたらきの細胞の集まり」、器官は「いくつかの種類の組織が集まって、特定のはたらきをするもの」です。組織が集まって器官になるので、器官の方が大きくなります。順番は「さ・そ・き・こ（細胞 → 組織 → 器官 → 個体）」と声に出して覚えましょう。

Q. 小さい生き物は、みんな単細胞生物ではないのですか？
A. ちがいます。単細胞か多細胞かは、大きさではなく、体がいくつの細胞でできているかで決まります。たとえばミジンコはとても小さいですが、目やあしがあります。目やあしはたくさんの細胞が集まってできた部分なので、ミジンコは多細胞生物です。

Q. 植物は息をしないのに、呼吸をしているのですか？
A. はい、細胞の呼吸をしています。「呼吸」には、息を吸ったりはいたりすることと、細胞の呼吸の 2 つの意味があります。細胞の呼吸は、細胞が酸素を使って養分から生きるためのエネルギーを取り出すはたらきです。生きている細胞はどれもエネルギーが要るので、オオカナダモのような植物の細胞も、息をしないゾウリムシも、細胞の呼吸をしています。

このシリーズについて

この記事は、シリーズの「基礎」の回です。このシリーズには「基礎」「入試基礎」「入試応用」の 3 段があります。続きの回も、順番に公開していきます。

この単元の授業

• STEP 1-1（準備中）
• STEP 1-2（この記事）
• STEP 2（準備中）
• STEP 3（準備中）

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