ヒトの体内細胞数と腸内細菌の計算方法を解説！生物基礎の宿題解法ガイド

生物基礎の宿題でよくある計算問題。ヒトの体内に存在する細胞数や、腸内細菌の数を求める問題を解くためには、基本的な計算方法を理解することが大切です。この記事では、ヒトの体内細胞数の計算と腸内の大腸菌の数を求める方法について、分かりやすく解説します。

問題(1) ヒトの体内細胞数を求める

まずはヒトの体内に存在する細胞数を計算してみましょう。与えられた情報は、ヒトの体重が60kg、細胞の大きさが一辺10μmの立方体、細胞の密度が1g/㎤です。

細胞の体積を計算し、全体の体積に対する細胞の数を求める方法について順を追って解説します。

細胞が立方体であると仮定するため、細胞の体積は一辺の長さの3乗で求めることができます。一辺が10μmの場合、体積は10μm × 10μm × 10μm = 1000μm³です。

これを㎤（立方センチメートル）に変換すると、1μm³ = 1×10⁻¹²㎤なので、1000μm³ = 1×10⁻⁹㎤になります。

ヒトの体重が60kgであるとき、ヒトの体積は、密度1g/㎤で計算できます。したがって、体積は60kg（＝60000g）になります。

密度が1g/㎤であれば、体積は60000㎤になります。

ヒトの体積が60000㎤で、1つの細胞の体積が1×10⁻⁹㎤であることが分かりました。これを使って細胞の数を求めるためには、ヒトの体積を細胞の体積で割ります。

したがって、細胞の数は60000 ÷ 1×10⁻⁹ = 6×10¹³個となります。

次に、腸内の大腸菌の数を求める方法を解説します。与えられた情報は、大腸菌のサイズが一辺1μmの立方体で、腸内には2kgの大腸菌が存在するというものです。

大腸菌が一辺1μmの立方体であるため、体積は1μm × 1μm × 1μm = 1μm³です。これを㎤に変換すると、1×10⁻¹²㎤となります。

大腸菌の密度が1g/㎤だと仮定すると、1μm³の大腸菌の質量は1×10⁻¹²gです。

腸内の大腸菌が2kg（＝2×10³g）存在しているとき、1個の大腸菌の質量は1×10⁻¹²gなので、腸内の大腸菌の総数は、2×10³ ÷ 1×10⁻¹² = 2×10¹⁵個となります。

ヒトの体内細胞数と腸内の大腸菌の数の計算は、与えられた情報を基にして、体積や質量を計算することが重要です。この記事では、細胞の体積を求め、その後細胞の数を計算する方法、そして腸内細菌の数を求めるための計算手順を詳しく解説しました。

これらの計算方法を理解しておけば、生物基礎の宿題だけでなく、さまざまな科学的な問題に役立つ計算力を身につけることができます。