武蔵野個別指導塾の特徴

高校生物基礎免疫記憶—初回と二回目の反応をグラフから比較する｜武蔵野個別指導塾

公開 2026.11.12更新 2026.11.12武蔵野個別指導塾の特徴高校の定期テスト生物基礎単元別

抗原ごとに接触歴を並べ、初回と再接触で抗体が増える速さを比べながら、記憶細胞の役割を整理します。

よくあるのは、定期テスト前の高校生が、抗原が違っても2回目に入ったものなら二次応答になると読む場面です。図の右側に大きな山があると、時刻の順番だけを頼りに「2回目」と答えたくなります。しかし免疫記憶を考えるときは、何が先に入り、後から入った抗原がそれと同じかを確かめます。山の高さを見る前に、抗原の名前と、それぞれに対する反応の履歴を整理しましょう。

問いの入口を見分ける

出方の1つは、初めて出会う抗原への一次応答と、同じ抗原に再び出会ったときの二次応答を用語で区別する問題です。「体に入った回数」ではなく「その抗原に出会った履歴」に注目します。別の抗原が後から入った場合は、その抗原に対する初めての応答かどうかを考えます。

もう1つは、抗原を入れた時点を示す矢印と抗体量のグラフを組み合わせる問題です。横軸が時間、縦軸が何に対する抗体量かを読み、矢印と曲線の対応を追います。一般に二次応答では、同じ抗原への一次応答に比べて抗体がより速く、より多くつくられます。グラフが示す比較条件を確認してから、その特徴を答えます。

理由を短く記述する問題では、初回の応答の後に残る記憶細胞と、再び同じ抗原に出会った後の反応をつなぎます。「慣れるから」と書くだけでは、何が残り、何が速くなるのかが伝わりません。予防接種の原理もこのつながりで考えます。接種の制度や効果の数値は扱いません。

同じ抗原を覚える仕組み

抗原は、免疫の反応の対象となる物質です。獲得免疫では、抗原に対応するリンパ球がはたらきます。抗体は特定の抗原に結合するタンパク質で、B細胞から分化した細胞によってつくられます。抗原と抗体は同じものではありません。問題文で「何を入れたか」と「何を測ったか」を分けて読むことが出発点です。

初めてある抗原に出会ったとき、その抗原に対する応答を一次応答といいます。このとき、抗原に対応するリンパ球の一部は記憶細胞として残ります。後に同じ抗原に再び出会うと、記憶細胞が関わり、一次応答よりも速く強い応答が起こります。これが二次応答です。記憶細胞は抗原そのものを保存するものでも、抗体そのものでもありません。

図1のように、初回の反応から記憶細胞が残り、同じ抗原が再び入ると二次応答につながります。矢印は細胞の移り変わりや反応の進行を示す模式図です。別の抗原については、先の抗原に対応する記憶がそのまま二次応答の根拠にはなりません。その別の抗原への履歴を独立に確かめます。

図1の記憶細胞は、初回の抗体量が減っても、再び同じ抗原に出会ったときの反応に関わります。したがって抗体量が減ったという情報だけから、記憶細胞も存在しないとは判断できません。反対に、抗体量の曲線だけで記憶細胞の数まで読み取ることもできません。

予防接種は、病原体そのものやその成分などを利用して、あらかじめ免疫記憶を形成させる原理に基づきます。その後、対応する抗原に出会ったときに速い応答が起こることを利用します。接種した直後から何に対しても同じように反応するという意味ではありません。接種と後の抗原との対応を確認する点は、資料問題でも同じです。

基本例題：2種類の抗原を追う

次は実測値ではなく、考え方を確認するために自作した資料です。ある個体に、はじめに抗原Aを入れました。十分な時間がたった後、同じ個体に抗原Aと、初めての抗原Bを同時に入れました。抗原AとBは互いに異なり、それぞれに対応する抗体を別々に測定したものとします。

図2は、この条件での抗体量の変化を模式的に表したものです。横方向は時間の経過、縦方向はそれぞれの抗原に対する抗体量を表します。上下の図は別の抗体を示し、矢印は抗原を入れた時点を示します。後の時点のAとBへの反応はそれぞれ一次応答と二次応答のどちらですか。また、その判断の理由を記憶細胞という語を使って説明してください。

図2のように、最初の矢印ではAだけが入っています。まずAに対する抗体量が遅れて増え、やがて減る流れを読みます。Aへの初めての応答ですから、ここは一次応答です。この過程でAに対応する記憶細胞が残ると考えます。

次に後の矢印を見ます。ここではAとBが同時に入っていますが、同じ時刻に入ったという共通点だけで反応の種類は決まりません。Aはすでに最初の矢印で入っています。したがってAは同じ抗原との再会です。上段の曲線も、後の矢印から速く立ち上がり、最初より高くなっています。Aに対する後の反応は二次応答です。

Bについては、最初の矢印にBがないことを確かめます。後の矢印で初めてBが入るので、Bに対する後の反応は一次応答です。下段の曲線は、Bを入れてから遅れて増えています。Aに対応する記憶細胞があるという条件は、Bへの二次応答を意味しません。

解答は「Aには二次応答、Bには一次応答が起こる。初回にAに対応する記憶細胞が形成され、再びAが入ると速く強く反応する一方、Bは初めて入る抗原だから」です。答えを条件に戻すと、最初はAのみ、後はAとBという履歴にそれぞれ合います。曲線の大きさだけでなく、抗原ごとの履歴で判断できています。

縦軸の高さを読む際には、両者の目盛りや測定対象も確認します。異なる尺度のグラフを並べただけなら、見かけの高さを直接比較できません。この図は模式図であり、実際の抗体量や反応までの日数を示してはいません。山が高いことを、具体的な効果の数値に置き換えないようにします。矢印の直後に曲線が上がらなくても、測定の時点と反応が始まるまでの時間を区別して読みます。

応用例題：履歴が違う個体を比べる

自作の資料を考えます。個体Pには以前に抗原Cを、個体Qには以前に抗原Dをそれぞれ入れました。CとDは異なる抗原で、両個体はそれ以外にCにもDにも出会っていません。十分な時間の後、両個体に抗原Cを入れ、それぞれのCに対する抗体量を同じ尺度で測りました。

Cを入れた後に、Cへの二次応答が期待されるのはPとQのどちらですか。もう一方の反応の種類も答え、過去に入れた抗原の違いに触れて理由を記述してください。測定前から両個体に抗体が同じ量だけ存在するといった条件は与えられていません。

まず、今回入れた抗原は両方ともCです。次に過去の履歴を個体ごとに照合します。Pは以前にCに出会っているため、Cに対応する記憶細胞が形成されています。今回のCに対して二次応答が期待されます。Qが以前に出会ったのはDであり、Cではありません。今回のCに対する反応は一次応答です。

解答は「PはCへの二次応答、QはCへの一次応答です。Pは以前にCに出会ってCに対応する記憶細胞を形成していますが、Qが以前に出会ったDはCと異なるからです」です。条件に戻すと、Pの過去と今回にはCがあり、Qの過去にはDしかありません。両者とも過去に何かを入れたという共通点だけでは、同じ応答にはなりません。

ここで、もしQにも過去にCを入れたという条件が追加されれば、Qについての判断は変わります。逆に、過去の履歴が示されない場合は、今回の曲線だけから初回か再会かを断定できるとは限りません。比較の分かれ目は個体ごとのCへの履歴です。また、記憶細胞の有無を直接測った結果と、抗体量の変化から説明する内容は区別します。

誤答を直す手順

誤答の例は「後から入ったBも、体に抗原が入るのは2回目なので二次応答」です。原因は、個体が抗原に出会った回数をまとめて数え、抗原ごとの履歴を消してしまったことです。図3のように、後のBを調べるときはBの過去をたどります。前にAが入っただけなら、Bは初めてです。

図3の矢印は判断の順序を表します。まず対象の抗原を決め、次に同じ抗原が過去に入ったかを調べます。初めてなら一次応答、再会なら二次応答を考えます。以前の抗原が別物だった場合は、後の抗原への二次応答の根拠として使えません。

別の誤りは「二次応答では抗原の種類に関係なく、前にできた抗体が何にでも結合する」です。抗体と抗原には対応があるため、抗原の種類を消すと説明が崩れます。修正するときは「どの抗原に対応する抗体か」と「どの抗原に対応する記憶細胞か」を明記します。記憶細胞が抗体と同一だとする誤りも、細胞とタンパク質を別の語として書き分けると見つけられます。

また「後の山が大きいから必ず二次応答」という判定にも注意します。縦軸が抗体量でない場合や、別の個体、別の抗原、異なる尺度を比べている場合には、その形だけで履歴を決められません。資料に必要な条件が欠けていれば、断定せずに不足している履歴を挙げます。

自分で履歴を整理する練習

以下は自作の問題です。問1から問3では、示された接触歴だけを用い、別の記号の抗原は異なるものとして考えます。問4の過去の接触歴については、その設問に書かれた情報だけで判断してください。問題を通して読んでから、下の解答と照合してください。

ある個体に抗原Eを入れ、十分な時間の後にEをもう一度入れました。後のEに対する応答の種類を用語で答え、記憶細胞を使って理由を1文で書いてください。
ある個体に初めて抗原Fを入れ、後に初めて抗原Gを入れました。後のGへの応答の種類を用語で答え、FとGの違いを理由に含めてください。
個体Rは以前に抗原Hに出会い、個体Sは以前に抗原Jに出会いました。後に両個体にHを入れます。Hに対して二次応答が期待される個体を記号で答え、もう一方のHへの応答も用語で答えてください。
ある資料には、抗原Kを入れた後の抗体量が短時間で増えた曲線があります。しかし、その個体のKへの過去の接触は書かれていません。この曲線だけで二次応答と断定できるかを答え、判断に必要な履歴を1文で述べてください。

練習の答えと照合

二次応答です。初回のEへの応答でEに対応する記憶細胞が形成され、再びEが入るとその細胞が関わって速く強い応答が起こるからです。条件に戻すと、先と後に入った抗原はいずれもEです。最初のEによる反応と、後のEによる反応を取り違えていないかも確認します。
一次応答です。FとGは異なり、Gは後の時点で初めて入る抗原だからです。先にFを入れた事実を条件へ戻しても、Gへの先行する接触にはなりません。「2回目に入れた抗原」という言い方と「同じ抗原への2回目の接触」を分ければ、誤答を修正できます。
Rです。SのHへの応答は一次応答です。RにはHに対応する記憶細胞が形成されていますが、Sが以前に出会ったJはHと異なります。両個体の履歴に今回のHを並べ直すと、RはHの再会、SはHとの初回です。個体を取り違えず、測る対象もHへの抗体にそろえて判断します。
断定できません。その個体が以前にKに出会っていたかという履歴が必要です。曲線が速く増えたという条件に答えを戻しても、以前の接触の有無は書かれていません。速い増加は二次応答の特徴と整合しますが、それだけを唯一の根拠にして履歴を作り足すことはできません。