動物細胞のモデルを作る方法

共著者 : Bess Ruff, MA

細胞は生物の重要な基礎的要素の1つです。学校で生物を習うと、細胞の機能への理解を深めるため、動物細胞のモデルを作る課題が出されるかもしれません。また、自由研究として細胞のモデルを作ろうと思う人もいるでしょう。動物細胞は身近な材料で作ることができ、自分自身の知識を深めたり、他の人に説明したりするのに役立ちます。

方法 1

方法 1 の 4:
準備をする

1
課題を理解します。自由研究や宿題で動物細胞を作る場合、決まりや要件を理解する必要があります。動物細胞のモデルには色々な物がありますが、できるだけ良いものを作る姿勢が必要です。まず、求められている要件をしっかり理解しましょう。主な確認事項は以下のとおりです。
- 自分自身でデザインした動物細胞を作るべきか、先生の見本に従うべきか。
- 食べられる物を作るべきか、食べられない物を作るべきか。
- 動物細胞の構造体のうち、どれを含めるべきか。
- 大きさの規定はあるか。
- 提出締め切りはいつか。
- 立体で作る必要があるか。
2
動物細胞の構造体を理解します。動物細胞のモデルを作るうえで最も重要な事項の1つが、各構造体を正しく表現することです。動物細胞と植物細胞の見た目は大きく異なり、含まれる構造体も異なります。動物細胞は植物細胞ほど左右対称ではありません。^{[1]
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出典文献}まず、細胞の各構造体の機能、配置、見た目を理解します。これらを理解することで、モデルの正確性が上がります。動物細胞の構造体には以下のようなものがあります。
- 核。核は細胞の中心にあります。核の中にはDNAがあり、タンパク質合成も核内で起こります。^{[2]
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  出典文献}
- 核小体。核小体ではRNAが生成されます。核小体は核の中にあります。^{[3]
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  出典文献} 通常、核よりも少し暗い色をしています。^{[4]
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- 核膜。これは核を覆う薄い膜です。^{[5]
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- 中心体。中心体は微小管を生成し、核のすぐ外にあります。^{[6]
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- 細胞膜。細胞膜は細胞を覆う薄い膜で、タンパク質と脂質でできています。^{[7]
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  出典文献}特定の物質のみを通過させ、その他の有機物は安全に細胞内に留めます。^{[8]
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- 細胞質。細胞膜の内側で、核の外の部分を満たす物質です。細胞の機能を左右する他の小器官を含み、ゼリーのような粘度があります。^{[9]
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- リソソーム。この小器官は栄養を消化し、丸い形をしています。 ^{[10]
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- リボソーム。リボソームは非常に小さく、粒のような見た目をしています。タンパク質合成を助ける役割があります。^{[11]
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- ゴルジ体。これは円盤が重なったような見た目をしています。そして、他の小器官が膜組織を作るのを助けます。^{[12]
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- 液胞。これは左右非対称の袋で、中には液体が入っていて、膜で覆われています。不要物を溜める役割があります。 ^{[13]
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- 小胞体。これは細胞内にある、繋がって折りたたまれた管で、細胞内での物質の移動に使われます。リボソームで覆われたものは「粗面小胞体」、リボソームで覆われていないものは「滑面小胞体」といいます。滑面小胞体は、粗面小胞体から分岐してできます。
- ミトコンドリア。ミトコンドリアはグルコースを細胞のエネルギーに変えます。^{[14]
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  出典文献} 丸や棒状の形をしています。^{[15]
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3
動物細胞の図を描きます。細胞の構造が描かれた参考資料が無い場合、自分で作る必要があります。完全な動物細胞全体の図が必要です。それがあれば、モデルを作るための計画、デザイン、作業で役立ちます。各構造体の名称をはっきり正確に書くため、図は大きめに描きましょう。この図解は常に手元に置いておき、自分が作成した細胞モデルが正しいか確認するために使いましょう。
4
早めに着手しましょう。作るモデルの種類によっては、モデルを作って組み立てるのに多くの時間を要します。例えば、粘土やゼラチンは固まるのに時間がかかります。また、足りない材料を買いに行く時間も考慮しなければいけません。計画を練ってできるだけ完成度の高いモデルを作るため、十分な時間を確保しましょう。

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方法 2

方法 2 の 4:
ゼラチンで食べられる動物細胞のモデルを作る

1
食料品店で材料を買います。食べられる動物細胞のモデルは、スーパーや食料品店で手に入る、身近で安価な材料で作れます。各構造体として使う材料は、柔軟に選んで構いません。しかし通常は薄い色のゼラチンで細胞質の土台を作り、ビニール袋を細胞膜にします。そして、飴、果物、ナッツなど、色々な食材で小器官などの構造体を作ります。以下がよく使われる材料の例です。^{[16]
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出典文献}
- レモン味のジェロ―など、薄い色のゼラチンミックス。透明または薄い色のフルーツジュース（レモネードやライムエード）と味の付いていないゼラチンを購入しても構いません。これが細胞質になります。他の構造体が目立つよう、薄い色を選ぶのが重要です。
- 中心に種がある大きなサイズの果物で核（実）と核小体（種）を表します。モデルの大きさに合わせ、プラム、桃、アプリコット、さくらんぼなどを使いましょう。
- 小さくて丸い飴または果物。これらはリソソームとして使います。例えば、M＆M、スキットルズ、ガムボール、ブドウなどがリソソームに適しています。^{[17]
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  出典文献}
- 卵型または棒型の飴または果物。これらがミトコンドリアになります。レーズン、クレイズン、マイク＆アイク、ドライアプリコットなど、モデルの大きさに合わせて選びましょう。
- 少し大きめの、形が不均等な飴または果物。これらが液胞になります。小さく切ったバナナ、大きい飴、グミリングなどは良い選択肢です。 ^{[18]
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  出典文献}
- とても小さい、粒上の飴。これらはリボソームとして使うので、他の構造体よりもかなり小さい必要があります。良い例として、Tic-Tacs、ナーズ、極小のジェリービーンズなどがあります。 ^{[19]
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  出典文献}
- 丸くて不透明な飴。これが中心体になります。ガムドロップやガッシャーズなどが中心体に向いています。^{[20]
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  出典文献}
- 長いひも状の飴。これは小胞体になります。正確性を高めたい場合、砂糖でコーティングされたもの（粗面小胞体用）と表面が滑らかなもの（滑面小胞体用）を用意しましょう。芋虫型のグミやリコリス菓子などが適しています。^{[21]
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  出典文献}
- 長くて平らな飴、またはフルーツロールアップ。長くて平らな飴やフルーツのお菓子を重ねると、ゴルジ体の模型になります。バブルガムテープやフルーツロールアップ、その他のフルーツレザーでこの小器官を作りましょう。^{[22]
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  出典文献}
2
ボウルか大きなカップにビニール袋を被せます。多くの場合、透明なビニール袋で細胞膜を作ります。中の細胞のモデルがしっかり見えるよう、透明なものを使うことが重要です。中サイズのボウルか、容量が4リットルくらいの容器など、大きなカップを用意し、透明なビニール袋で覆います。これがゼラチンを入れる型となり、細胞のモデルの外側となります。^{[23]
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出典文献}
3
ゼラチンを用意します。ジェロ―も普通のゼラチン製品も、ゼラチンからゼリーを作る方法が、分かりやすく書かれています。1点を除き、その説明書きに従いましょう。説明の指示よりも少し水分の量を減らします。そうすると、ゼリーがより崩れにくく、硬くなり、細胞のモデルが壊れにくくなります。^{[24]
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出典文献} ゼラチンでゼリーを作る通常の方法は以下のとおりです。
- 耐熱性容器でお湯を沸騰させ、よくかき混ぜながらゼラチンを溶かします。 ^{[25]
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  出典文献}
- 沸騰したお湯と同量の冷水を加えます。^{[26]
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  出典文献}
- ゼラチンを少し冷まします。
- 袋を被せたボウルに注意深く注ぎます。^{[27]
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- 袋の口を閉じ、固まりきらない程度の時間（45分～1時間）、冷蔵庫に入れます。^{[28]
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  出典文献}
- 構造体が沈まず、かつ果物や飴を奥深くまで押し込める程度の硬さにゼラチンがなったら、袋を冷蔵庫から出します。
4
図のとおりに構造体を加えます。ゼラチンが固まってきたら、細胞小器官として選んだ果物、ナッツ、飴を加えましょう。スプーン、ストロー、指などでこれらの構造体をゼラチンの細胞質の中に押し込みます。常に元の図を参照し、全てを正しく配置しましょう。
5
ゼラチンの細胞に解説を付けます。作ったモデルを学校で提出する場合、見た人が各成分を見分けられるように解説を付けましょう。どの飴が細胞のどの構造体に当たるかが分かるようにします。^{[29]
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出典文献}
- モデルを長い距離持ち運ばなければいけない場合、モデルが熱で溶けないよう、クーラーボックスを使うのが賢明です。
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方法 3

方法 3 の 4:
食べられる動物細胞のモデルをケーキで作る

1
材料を揃えます。ケーキで立体の細胞モデルを作るには、細胞本体となる部分（ケーキ）、細胞質用の材料（薄い色の砂糖衣またはゼリー）、そして各構造体用の材料（ナッツ、果物、飴、成型したフォンダンなど）が必要です。ケーキのデザインや細胞の構成要素として使う材料は柔軟に選べます。ただし、よく使われるのは以下の材料です。^{[30]
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出典文献}
- 2層の丸いケーキの生地。好きな味付けのケーキを焼きましょう。色味も問いません。 2層を異なる色にしても構いません。これが細胞の本体になります。
- カップケーキの飾り、大きく切った果物、または丸いクッキー型でケーキの中心に核を作ります。
- 2色以上の砂糖衣。2種類の味（レモンとラスベリー等）にしても、薄い色の砂糖衣に着色料を加えて色を変えても構いません。ケーキの上部には細胞質として薄い色の砂糖衣を使い、濃い色の砂糖衣は細胞膜としてケーキの側面に使いましょう。^{[31]
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  出典文献}
- フォンダンと着色料。細胞の構造体をフォンダンで作る場合、フォンダンと一緒に色々な着色料も購入して小器官を区別させましょう。また、自分自身でフォンダンを作ることもできます。構造体を自分で作るのが面倒であれば、代わりに適した形の果物、飴、ナッツなどを使っても構いません。
- 小さくて丸い飴や果物。これらはリソソームに適しています。例えば、M＆M、スキットルズ、ガムボール、ブドウなどがリソソームに向いています。^{[32]
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  出典文献}
- 卵型または棒型の飴、ナッツまたは果物。これらがミトコンドリアになります。レーズン、クレイズン、マイク＆アイク、ドライアプリコットなど、モデルの大きさに合わせて選びましょう。
- 少し大きめで不規則な形の飴、ナッツ、または果物。これらが液胞になります。小さく切ったバナナ、大きい飴、ブラジルナッツ、グミリングなどは良い選択肢です。^{[33]
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  出典文献}
- とても小さい、粒上の飴やスプリンクル。これらはリボソームとして使うので、他の構造体よりもかなり小さい必要があります。良い例として、Tic-Tacs、ナーズ、極小のジェリービーンズなどがあります。 ^{[34]
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  出典文献}
- 丸くて不透明な飴。これが中心体になります。ガムドロップやガッシャーズなどが中心体に向いています。 ^{[35]
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  出典文献}
- 長いひも状の飴。これは小胞体になります。正確性を高めたい場合、砂糖でコーティングされたもの（粗面小胞体用）と表面が滑らかなもの（滑面小胞体用）を用意しましょう。芋虫型のグミやリコリス菓子などが適しています。 ^{[36]
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  出典文献}
- 長くて平らな飴、またはフルーツロールアップ。長くて平らな飴やフルーツのお菓子を重ねると、ゴルジ体の模型になります。バブルガムテープやフルーツロールアップ、その他のフルーツレザーでこの小器官を作りましょう。^{[37]
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  出典文献}
2
ケーキを焼きます。丸いケーキ型で、レシピに従ってケーキを焼きます。ホットケーキミックスを使っても、一から作っても構いませんが、2層のケーキを作るのに十分な大きさで焼きましょう。
3
冷めたらケーキを飾り付けします。ケーキが焼き上がり、冷めたら、飾り付けをしましょう。下の段のケーキの上部に、好きな色のアイシングを薄く塗ります。そして、その上に上の段のケーキを乗せます。横がずれないように気をつけましょう。さらに、薄い色のアイシングをケーキの上に塗ります。これが細胞質になります。ケーキの側面には暗めの色のアイシングを塗りましょう。これが細胞膜になります。^{[38]
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4
核をどう作るか決めます。ケーキで作った細胞に核を加える方法はいくつかあります。まず、カップケーキの上の部分を切り落とし、作ったケーキの中心に置く方法があります。アプリコットやプラムといった丸い果物を半分に切って使っても構いません。上の段のケーキをクッキー程の大きさ分切り出し、下の段のケーキが見えるようにする方法もあります。いずれの方法を用いても素晴らしい核ができます。丸い形の物を選び、ケーキの中心に配置するようにしましょう。
5
フォンダンに色を付けて形を整えます。フォンダンは多くのケーキ職人が滑らかで複雑な形の装飾を作るために使う、食べられて、削って形を整えられる物です。細胞の構造体をフォンダンで作る場合、まずフォンダンを7つ以上の塊に分けます。着色料で、分けた塊ごとに異なる色を付けます。手で以下の構造体の形を作ります。
- 小さくて丸いリソソーム
- 細かい粒状のリボソーム
- 長くて細い小胞体
- 丸くて不透明な中心体
- 平らで円形の層状のゴルジ体
- 棒状のミトコンドリア
- 左右非対称で中空の液胞
6
小器官と構造体の部品をケーキの上に乗せます。これで、フォンダンで作ったもの、あるいは市販の飴やナッツなど、全ての構造体が揃いました。それらを描いた図と同様に、ケーキの上に乗せていきます。うまくできたら自分を褒めてあげましょう。
7
必要に応じて細胞の各部分の名称を記します。細胞構造体の名称を記すように求められている場合、小さな紙の旗に各部分の名称を書いて爪楊枝に貼り付け、ケーキの正しい位置に刺しましょう。そうすれば、見る人たちが、どの飴（またはフォンダンの形）がどの細胞構造体を表しているかが分かります。

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方法 4

方法 4 の 4:
家にある材料で食べられない動物細胞を作る

1
材料を買います。一般的な高くない材料で動物細胞を作る方法は色々あります。既に家にある物で使えそうな物を考えます。通常必要となる材料は次のようなものがあります。
- 色とりどりの手工用粘土または子供用粘土
- 色々な大きさの発泡スチロールボール
- 何色かの絵具
- 糊
- 爪楊枝
- ハサミ、鋭いナイフ
- パイプ掃除具
- 厚いパルプ紙
- ボタン、乾麺、ビーズ、段ボール、フォームボード、ラメ入り装飾品、色紙、プラスチック破片など、小さくて丸い物
2
細胞の土台として球状の固体を使います。大きな発泡スチロールのボールが恐らく最も適しています。しかし、柔らかい粘土で作った大きなボールなど、中が空洞でなく、ナイフやハサミで切れる球体であれば利用できます。^{[39]
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出典文献}
- まだボールに色がついていない場合、好きな色で外面を塗りましょう。また、淡色の子供用の粘土または手工用粘土でボールを覆う方法もあります。^{[40]
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3
ボールの1/4を切り落とします。尖ったナイフでボールの1/4を切りましょう。まず鉛筆でボールの頂点に印を付け、そこから切り始めていき、ボールの中心まで切ったところでナイフを外します。そして、ボールを90°回転させ、ボールの中心まで再度切っていきます。そうすればボールを直角に切り出せます。すると断面が露になるので、細胞内部の構造を見せることができます。
4
ボールの断面を異なる色で着色します。ボールの内側は異なる色で染めましょう。これが細胞質となります。細胞質は好きな色にして構いませんが、薄い色の方が細胞構造体がより映えます。
5
図に従い、細胞構造体を糊または爪楊枝で取りつけます。身近な物で細胞構造体として使えるものが無いか、発想力を高めて考えましょう。小器官として使える物が見つからない場合、子供用粘土や手工用粘土で自分で作ることもできます。これらの細胞構造体を、細胞の素材に合わせて糊か爪楊枝で細胞の断面に取りつけます。発泡スチロールや粘土のように柔らかい素材であれば、爪楊枝で付けます。プラスチックのように硬くてつるつるした素材の場合、糊で付けましょう。必ず元の図を見て全て正しい位置に配置しているか確認しましょう。モデルに使える材料の例を以下に挙げます。
- 核：粘土の小さなボール、小さめの発泡スチロールボール（半分に切る）、卓球ボール（半分に切る）、大きな牛乳瓶のプラスチックの蓋、プラスチックの卵
- 小胞体：糸、麻糸、パイプ掃除具、ゴムひも、バンジーコード
- ゴルジ体：小さい円形の段ボールを重ねて糊付けしたもの、リボンを重ねたもの
- リボソーム：色紙、ラメ入り装飾品、米
- リソソーム：ボタン、小さなプラスチックの円、小さな紙または段ボールの円、小さな粘土のボール
- ミトコンドリア：乾燥マカロニ、卵型のボタンまたはトグル、アーモンド形のビーズ、乾燥した豆
- 液胞：原料ガラス、中が空洞のゴムボールを半分にしたもの、瓶の蓋、小さく切ったビニール袋
6
細胞構造体の名称を爪楊枝の旗で表示します。各細胞構造体（核、リソソーム、ミトコンドリア等）用に、爪楊枝で旗を作ります。小さな三角形の厚いパルプ紙を爪楊枝に糊付けしましょう。各細胞構造体の名称をはっきり正しく表記しましょう。そして、これらの爪楊枝を細胞モデルの断面に刺します。そうすれば、先生やクラスメイトが細胞モデルの各部分を見分けられるようになります。

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ポイント

時間に余裕をもって取り組みましょう。食べられるモデル作りは、最初は失敗するかもしれません（ゼラチンが固まらなかったり、ケーキが焦げたりする可能性があります）。その他の方法も、1回でうまくいくとは限りません。失敗した場合にやり直せるだけの時間の余裕を持ちましょう。
初めてこのような科学の課題に取り組む場合、最初はうまくいかなくても問題ありません。失敗と諦めない気持ちが成功の鍵です。失敗から学べるよう、早めに取り組みましょう。
細胞の全ての構造をモデルで表せているかどうか確認します。また、モデルを構成している各部分が実際の細胞の構造に対応していることを確認します。
異なる材料で試し、最も良い選択肢を選びましょう。できた細胞のモデルに気に入らない部分があれば、別の材料と交換して、見た目的にも構造的にも納得いくものを作りましょう。
慌てずに作業しましょう。

注意事項

ケーキを焼く際や熱湯を扱う際は火傷をしないように気をつけます。鍋つかみや断熱の調理器具を使って事故の危険性を下げましょう。
尖ったナイフやハサミを使う際は特に気をつけます。年齢が小さい場合、切るのが複雑な部分は親や年上の兄弟に手伝ってもらいましょう。
食べられる細胞モデルを自分や他の人が食べる場合、使った材料に対するアレルギーが無いか確認しましょう。^{[41]
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動物細胞のモデルを作る方法

ステップ

方法 1

方法 1 の 4:
準備をする

方法 2

方法 2 の 4:
ゼラチンで食べられる動物細胞のモデルを作る

方法 3

方法 3 の 4:
食べられる動物細胞のモデルをケーキで作る

方法 4

方法 4 の 4:
家にある材料で食べられない動物細胞を作る

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