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医学部、難関大学受験対策としての生物の個別指導


このコンテンツでは、当塾がネット塾WEB個別指導として行っている科目・質問数無制限の説明指導・回答指導・添削指導について、当塾が誇る東大理二「首席」合格講師(東大医学部医学科)、都立トップ高校「首席」合格⇒東大理二合格講師陣の実際の生物の回答を特別公開していきます。これが医学部難関大学に驚異的合格率を誇る当塾の充実指導の証拠です。

「受験生として実際に具体的に何を指導から得ることが出来るか、指導側がどの次元・レベルで実際何を与えているか」 このことは事実と異なるものを安易に語る人間がいる指導実績・合格実績や口先だけの仮装の実力や指導内容と異なり、決して操作することが出来ない事実、ごまかすことが出来ない事実です。

以下が受講生の実力が圧倒的に伸びる合格の天使の指導の秘密の一部であり、徹底した責任指導・個別指導であるがゆえに少数受講生でありながら国公立医学部医学科・旧帝大・難関大へ驚異的合格率を叩き出している事実と証拠です。

以下に掲載するものはごくごく一部の質問と回答であり、1人の受講生がたった1回の質問回答で得られるものよりもはるかに少ない量です。当塾の受講生はここに掲載している回答を生物に限らず全教科、 1回に~10問程度、フリーコースの受講生は週に30~100問という量で得ていっているのです。これで実力が伸びないはずがないことはお分かりいただけると思います。

受講の有無にかかわらず、生物を効率的にマスターするために問題集や参考書にどう取り組んでいくべきなのか、何を得ていくべきなのかを具体例からしっかりと学んでください。 医学部や難関大学理系に合格するためには生物を含め理科科目でできるだけ高得点を獲得することが重要になります。

過去にブログに掲載したものを整理して掲載するとともに、どんどん新しい生物の質問回答について追加していきます。ちょくちょく覗きに来てください。

実際に受講生からいただくご質問には教科書、問題集、参考書、過去問集の該当の問題の全文の画像がありますが、ここでは割愛させていただきます。

ここに掲載する回答は、毎日受講生から頂く多くのご質問に対するごくごく一部をご紹介するものです。すなわち、1人の受講生が1日に数問~10問程度、受講生トータルで1日に数百問、1か月で数千~数万問、1年で数万~数十万問という膨大な数の質問回答の中からランダムに取り上げて掲載するものです。

生物の個別指導ネット塾の実際の質問と回答 目次

ネット塾・WEB個別指導の生物の質問回答

1. DNAの塩基配列とアミノ酸配列

2.生体防御と免疫の違い

3.適応免疫の関係性

4.ホルモンの数

5.血糖濃度とインスリン

6.血糖濃度の調節 交感神経と副交感神経

※過去にブログに掲載したものを整理して掲載するとともに、 今後新たな質問回答を公開していきます。毎週更新予定です。覗きに来てください。

生物も含め全教科質の高い個別指導が受けられる圧倒的実力指導

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2.難関大学受験塾:個別質問対応/勉強法講義

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4.フラッグシップネット塾:医学部受験のネット塾+映像講義配信

5.高校1,2年生のためのリアル塾:医学部・難関大学合格への礎を築く

6.高校1,2年生のためのネット塾:医学部・難関大学合格への礎を築く





生物に関するネット塾・WEB個別指導の質問回答


受講生の生物に関する実際の質問と当塾講師陣の実際の回答を以下に掲載します。これらの質問と回答については実際に当塾のネット塾WEB個別指導の受講生に掲載の許可をすべていただいています。

全国の受験生の皆さんのために提供を快く承諾してくださる当塾受講生の皆さんに、この場を借りてお礼を申し上げます。みなさんも大事なものを得てください。

DNAの塩基配列とアミノ酸配列


【DNAの塩基配列とアミノ酸配列に関するネット塾・WEB個別指導受講生の実際の質問】

コドンが3塩基である理由がよくわかりません。どうして20アミノ酸だと3塩基必要なのですか?

【東大理二「首席」合格(東大医学部医学科)講師 大久保の回答】

少し分かりにくいところです。

生物は、DNAの塩基配列でアミノ酸配列を指定しています。 この時、塩基いくつで一つのアミノ酸に対応しているか、という話です。もちろん知識として塩基3つでアミノ酸を1つ指定するというのは勉強したと思いますので、答えは分かっています。

ここでは、仮に塩基1つや2つでアミノ酸を指定しようとした場合、うまくいくでしょうか?という検討しています。

DNAの塩基はATGCの4種類があります。よって、塩基1文字でアミノ酸1つに対応する場合、A、T、G、Cそれぞれに1つのアミノ酸が対応するという意味になります。この場合、4つのアミノ酸しか指定できません。

もし塩基2文字で1つのアミノ酸を指定したとしたらどうでしょう。A,T,G,Cの4種類の塩基でできる2文字の配列はAA,AG,AT,AC,GA,GG,…つまり4×4=16種類ですね。よって、2文字で指定できるアミノ酸は16種類しかありません。

現実にはアミノ酸は20種類ありますので、4種類しか指定できない1文字配列や、16種類しか指定できない2文字配列では全てのアミノ酸を指定できないのです。3文字配列にすれば最大4^3=64種類のアミノ酸が指定できますので、20種類のアミノ酸全てをカバーできます。これが、アミノ酸を3文字の塩基配列で指定する合理性だ、ということです。

生体防御と免疫の違い


【生体防御と免疫の違いに関するネット塾・WEB個別指導受講生の実際の質問】

生体防御と免疫の違いがわかりません。

【東大理二「首席」合格(東大医学部医学科)講師 大久保の回答】

生体防御というのは外部から侵入してくる異物から身体を守る反応であり、免疫というのがその具体的な仕組みのうちの1つ、と考えてください。

生体防御には免疫以外にもいくつかの仕組みがあります。例えば、皮膚は生体防御のうちの一つです。外部からの異物が体内に入らないように物理的にシャットアウトするから身体を異物の侵入から守っています。しかし、これを免疫と呼ぶ事は少ないように思います。免疫は免疫細胞による異物に対する反応であり、皮膚は反応ではなく単純に最初からある物理的なバリアだからです。

よって、生体防御の方が広い概念で、その中に免疫や皮膚による物理的バリアなどの仕組みがいくつかある、と理解するのがいいと思います。

適応免疫の関係性


【適応免疫の関係性に関するネット塾・WEB個別指導受講生の実際の質問】

適応免疫のところで、一つ一つの工程は理解できるのですが、それぞれの関係性がなかなかつかめません。適応免疫の流れを説明して下さると有難いです。

【東大理二「首席」合格(東大医学部医学科)講師 大久保の回答】

適応免疫は細胞性と体液性があると習いますが、これだけでは理解しにくいです。自然免疫・細胞性免疫・体液性免疫の3つがこの流れの中に組み込まれています(自然免疫も適応免疫の流れに入っていますので独立して理解するというよりはこの流れの中で理解した方がよいです)。

そして、どの病原体に対してどの免疫反応が駆動されるかが決まっています。 相手が細菌ならば、自然免疫→体液性免疫の順で駆動されます。 体液性免疫は抗体の届く場所にいる病原体にしか働けません。細菌は基本的に抗体の届く場所にいます。

相手がウイルスなら、自然免疫→細胞性免疫の順で駆動されます。 ウイルスは、感染すると人の細胞の中に隠れてしまいますから、抗体が届きません。ですので体液性免疫では排除できないのです。ウイルスが感染した細胞ごと破壊するという別の戦略が必要になります。

必ず反応は自然免疫から始まり、そのあとに続く適応免疫の種類が細胞性と体液性どっちになるかが、病原体の種類で変わってくる、ということです。

【細菌に対する防御反応】

さて、まず細菌に対する防御についてお伝えします。これは流れですから、個々の具体的な反応でどういうことが起こっているかは省略します。また、ここは高校生物の範囲じゃないよ!って単語を見たらスルーしてください。少し細かいですが、このくらいの方が流れは理解しやすいと思います。

1. 細菌が体内に侵入
2. まず細菌のところに到着する免疫細胞たちは好中球、マクロファージ、樹状細胞といった「相手が何であってもとりあえず食べる細胞たち」
3. こいつらが細菌を食べる

ここまでのことを自然免疫といいます。ここからが体液性免疫です。

4. 上記のうち、マクロファージ、樹状細胞は抗原提示細胞であるから、リンパ節などに戻って、抗原を提示する。
5. 提示された抗原に反応できる(=入ってきた抗原に対する特異的な)ヘルパーT細胞が反応し、刺激される
6. ヘルパーT細胞が体液性免疫を誘導する物質を出す
7. 上記の特異的なヘルパーT細胞と反応できるB細胞(突然登場します)がいて、B細胞はヘルパーTと反応するとたくさん増える
8. 増えたB細胞は形質細胞に分化する
9. 形質細胞は細菌に対する抗体を放出する
10. 抗体は細菌にくっつく
11. (ここからがあまり高校ではやらないところなんですが、ここからが無いとなぜ体液性免疫で細菌が排除できるのかがわからないのに!といつも思います)
・抗体のくっついた細菌は、好中球という食細胞に食われやすくなります(いわゆる「ふりかけ」です。抗体というふりかけがかかると食べられやすくなる)ので、効率的に排除される もしくは、
・抗体がくっつくことで細菌は病原性が発揮できなくなる

以上です。

【ウイルスに対する防御反応】

続いてウイルスに対する防御反応いきます。

1. ウイルスが体内に侵入
2. まずウイルスのところに到着する免疫細胞たちは(好中球)、マクロファージ、樹状細胞といった「相手が何であってもとりあえず食べる細胞たち」
3. こいつらがウイルスを食べる

ここまでのことを自然免疫といいます。ここまではさっきと一緒です。
ここからが細胞性免疫です。

4. 上記のうち、マクロファージ、樹状細胞は抗原提示細胞であるから、リンパ節などに戻って、抗原を提示する。
5. 提示された抗原に反応できる(=入ってきた抗原に対する特異的な)ヘルパーT細胞が反応し、刺激される
6. ヘルパーT細胞は細胞性免疫を誘導する物質を出す
7. 上の物質が出ると、それに反応してキラーT細胞が増える/分化する
8. キラーT細胞がウイルスの潜んでいる細胞のところに行って、その細胞ごと破壊する

他にもいろいろありますがひとまず細胞性免疫はこの程度で大丈夫です。

以上のような流れです。相互関係や、流れが分かっていただければ幸いです。

ホルモンの数


【ホルモンの数に関するネット塾・WEB個別指導受講生の実際の質問】

副腎とすい臓に3つも血統量の増加をさせるホルモン(糖質コルチコイド・アドレナリン・グルカゴン)があるのに減少させるホルモンが1つしかない理由がわかりません。

【東大理二「首席」合格(東大医学部医学科)講師 大久保の回答】

いろいろな説がありますが、一番一般的に教わるのは「昔は飽食であるよりも飢餓である確率の方が高かったので、飢餓の際に対応できるように血糖を上昇させる系を複数持っておく一方、血糖を下げるホルモンはそれに比較して重要性が少なかったため1系統しか残らなかった」という説明です。ひとまずこれを押さえておくといいと思います。

現代では逆に飽食の時代ですから、人間が進化の過程で獲得したこの血糖調節系の想定していない事態なのだと捉えることができるでしょう。だからこそ糖尿病が問題になり、相対的にインスリンが不足している人が増えています。

血糖濃度とインスリン


【血糖濃度とインスリンに関するネット塾・WEB個別指導受講生の実際の質問】

健康な人の血糖濃度は、グルコース溶液を飲んだのち、2時間で正常に戻るが、糖尿病患者はすぐには下がらない理由がわかりません。

【東大理二「首席」合格(東大医学部医学科)講師 大久保の回答】

健康な人では血糖が上がると視床下部および膵臓自体において血糖の上昇が感知され、インスリンが分泌されます。インスリンの分泌により速やかに糖が血液から細胞内に取り込まれるため、血糖値が2時間で下がります。

一方、糖尿病患者では膵臓β細胞の機能が廃絶しているためインスリンが分泌出来ない、もしくはインスリンが全身の細胞に効きづらくインスリンが出ても血糖値が下がりにくい体になってしまっているため、血糖値が下がりません。

ここから先は余談なので全く無視していただいても構わないのですが、補足です。 この「膵臓β細胞の機能が廃絶しているためインスリンが分泌出来ない」疾患を1型糖尿病、「インスリンが全身の細胞に効きづらくインスリンが出ても血糖値が下がりにくい体になってしまう」疾患を2型糖尿病といいます。

また、このグルコースを飲んで2時間後の血糖値を図る試験のことを75gOGTT(oral glucose tolerance test)と言い、2時間後の血糖値が200mg/dLを超えていることが糖尿病の診断基準の一つになっています。

血糖濃度の調節 交感神経と副交感神経


【血糖濃度の調節 交感神経と副交感神経に関するネット塾・WEB個別指導受講生の実際の質問】

血糖濃度の調節のところで、糖質コルチコイド分泌までの流れは放出ホルモンと副腎皮質刺激ホルモンの分泌があるから分かりやすいのですが、アドレナリンやグルカゴン、インスリン分泌は交感神経と副交感神経でいまいち何が起きているのかわかりません。

【東大理二「首席」合格(東大医学部医学科)講師 大久保の回答】

気持ちは非常によくわかります。副腎皮質ホルモンは前のホルモンに順に刺激を受けて次が出る、というホルモンだけの流れなのでわかりやすいですが、交感神経と副交感神経が混ざってくると難しい、という事ですね。しかし、こればかりは覚えるしかないです。

まずアドレナリンの説明をします。 血糖が下がると、視床下部で血糖値の低下を感知します。視床下部というのは脳にありますよね。ここからホルモンを出して、血中に乗って副腎の髄質を刺激しようと思ったら、少し時間がかかってしまうわけです。血糖値の低下は命に関わりますから、すぐに上げたいのです。 そこで、視床下部から神経を伸ばして、直接副腎の髄質までつなぎ、副腎髄質を神経を介して刺激しよう、というのがこのアイデアです。

習ったかもしれませんが、神経の伝導速度は非常に速いですから、一瞬で副腎髄質を刺激することができます。よって、迅速に血糖値が上がります。 これが、神経による調節の概要です。

まとめると、 視床下部で低血糖の感知→交感神経の刺激→副腎髄質まで交感神経が伸びている→副腎髄質が交感神経により刺激される→副腎髄質からアドレナリンが出される(速い)

グルカゴンとインスリンも同じです。

視床下部で低血糖の感知→交感神経の刺激→膵臓α細胞まで交感神経が伸びている→膵臓α細胞が交感神経により刺激される→膵臓α細胞からグルカゴンが出される(速い)

視床下部で高血糖の感知→副交感神経の刺激→膵臓β細胞まで副交感神経が伸びている→膵臓β細胞が副交感神経により刺激される→膵臓β細胞からインスリンが出される(速い)

ちなみに膵臓は交感神経・副交感神経を介した視床下部からの刺激以外にも、自分自身でも血糖値を感知してそのままホルモンを出すこともできます。

次回以降へ続く・・・・・

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