問一の問題で、一回目が四で二回目、三回目が六名理由がわかりません。解説お願いします。

準 16. 遺伝情報の複製 5分 密度勾配遠心分離法を用いた実験を行った。大腸菌を15Nのみを窒素源とする培養液で何代も培養し, DNA の複製のしくみを明らかにするために、メセルソンとスタールは, 14N からなる軽い DNA (14N-DNA) を重い DNA (15N-DNA)に完全に置換した。 14N-DNAと15N-DNAは, 塩化セシウム溶液に加えて遠心分離すると,別々のバンドとして区別することができる。この原理を利 用して,14N のみを含む培養液でさらに1~3回分裂させた大腸菌からDNAを抽出して,密度勾配遠 心分離を行った。 バンドの位置を記録し,それぞれのバンドから得られたDNAの量を測定した。 問114Nのみを含む培養液で大 遠心力の方向 a 14N b C acの中間 15N 腸菌を1回分裂させたとき 2 回分裂させたとき, 3回分裂さ せたとき,それぞれの大腸菌か ら得られた DNA を密度勾配遠 心分離した結果として最も適当 なものを,図の①~⑦のうち から一つずつ選べ。 なお、 同じ ものをくり返し選んでもよい。 問2 14Nのみを含む培養液で大腸菌を3回分裂させたとき, 図のa, b, c の位置にあるバンドから得 られた DNA量の比 (a:b:c) はいくらか。 最も適当なものを、次の①~ ⑨ のうちから一つ選べ。 ③ 1:3:1 ④ 1:7:1 ⑤3:1:0 ⑥3:1:3 ■DNA分子の位置 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ べられ ① 0:1:3 ② 0:1:7 ⑦ 3:7:3 ⑧ 7:1:0 ⑨ 7:1:7 [21 東邦大 改]

2番はどうして答えは4番になるのでしょうか。解説お願いします。

必 15. DNA 中の塩基の割合 59 遺伝子の本体である DNA は通常,二重らせん構造をとっている。しかし, 生物 問1 解析した生物材料ア~コの中に, 1本鎖の DNA をもつものが一つ含まれている。 最も適当なものを 次の①~⑩のうちから一つ選べ。 例外的に1本鎖の構造をもつDNAも存在する。表は,材料 いろいろな生物材料のDNAを解析し, A, G, C, T の4種類の塩基数の割合(%) と核1個当たりの平均の DNA量を比較したものである。 割合(%) DNA中の各塩基の数の 核1個当たりの 平均のDNA量 3 必 17.1 A 26.6 23.1 G C T (×10-12 g) るまで ア イ 27.3 22.7 ウ 28.9 21.0 21.1 エ 28.7 22.1 オ 32.8 カ 29.7 22.9 27.4 95.1 問1 22.8 27.2 34.7 ① 29.0 6.4 22.0 27.2 3.3 17.7 17.3 32.2 20.4 29.1 20.8 1.8 ④ ① ア ②イ ③ウ ④ ⑤ オ ⑥力 AVA ⑦キ ⑧ ク ⑨ケコク キ 31.3 17.3 18.5 32.9 明日 問2 生物材料ア~オの中に, 同じ生物の肝臓と精子 に由来したものがそれぞれ一つずつ含まれている。 24.7 26.0 25.7 23.6 15.1 34.9 35.4 14.6 この生物の精子に由来したものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。 ① ア ②③ウ ④ エ ⑤ オ クケコ 24.4 24.7 18.4 32.5 問 KBAthrit

ジデオキシヌクレオチドとジデオキシリボースはどう違うのでしょうか？ 下の画像ではジデオキシヌクレオチドでは3’がHとなっているとありますが、ジデオキシリボースの構造を調べると3’の部分があるOHとなっていました。この2つは別物なのでしょうか？ お願いいたします🙏

1970年代中頃, DNAの塩基配列を解析する方法が開発された。 そのうちの1つは, ジデオキシヌクレオチドと呼ばれる特殊なヌクレオチドを用いる方法で,次のような 手順で行われる(図6)。 800 1 ①下図のような混合液を準備する。 ※解析したい鎖 5 3' 解析する DNA 3' ②解析したい DNAの相補鎖にプライマーを結合させ, DNA の複製を行う。 この過程でジデオキシヌクレオ チドが結合すると,そこで伸長が停止する。これに より,さまざまな場所で伸長が停止した長さの異な るヌクレオチド鎖が得られる。 5' 伸長停止 DNAポリメラーゼ プライマー 35 5' TT DNA合成の材料となる 混合液 35 ジデオキシヌクレオチド (塩基の種類ごとに異なる 蛍光色素で標識) 35 3' 3' 5' 15' ジデオキシヌクレオチドの構造と特徴 5' 塩基 PPP-O-CH2 O 1、 ③ 合成されたさまざまな長さのDNA断片を電気泳動 法で分離し、長さの順に並べる。 4種類の蛍光色素 を連続的に識別することによって, 塩基配列を読み 取る。 5' 3' 4K 3 H デオキシリボースでは3にOH が結合し ているが,ジデオキシヌクレオチドではH となっているため、 隣のヌクレオナドのリ ン酸と結合できない。 ジデオキシヌクレオチドが取り込まれると, ヌクレオチド鎖の伸長は停止する。 図6 塩基配列の解析法 MOVIE DNAの塩基配列は,シーケンサーと呼ばれる装置で,それぞれの塩基に対応する 4種類の蛍光色素を識別することで解析される。現在では,これとは異なる原理で膨 sequencer 大な量のDNAの塩基配列を高速に解析する装置(次世代シーケンサー)の開発が進み、 利用されている。

生物基礎の問2についてです。問1ではゲノムを2組で考えていたのに、問2ではゲノムを1組で考えているのはなぜですか？解答お願いします🥲🙏🏻

知識 計算 36 ゲノムとDNA DNAの二重らせん構造は, 10塩基対でらせんが1回転する。 また, 10塩基対分の長さは, 3.4nm である(図1)。 ヒトのゲノムが30億塩基対であるとして,下 の各問いに答えよ。 問1. ヒトの体細胞中の染色体に含まれる全 DNAの長さとして 最も適当なものを,次の①~⑧ から選べ。 ① 2.0mm ② 10mm ③ 15mm ④ 20mm ⑤ 100mm ⑥200mm ⑦ 1.0m ⑧ 2.0m 8 問2. ヒトのタンパク質の平均アミノ酸数として最も適当なもの を次の①~⑨から選べ。 なお, 翻訳される塩基配列はゲノム 全体の1%, 遺伝子数は20000個とする。 また, それぞれの遺伝 子がもつ塩基配列はすべて翻訳されるものとする。 3.4nm ( 10 塩基対 ) ① 100 ② 200 3 300 ④ 400 5 500 ⑥ 600 ⑦ 700 (8) ⑧ 800 9 900 図 1

同じ種類の制限酵素で切断とありますが、同じ制限酵素で切断できるということは同じ塩基配列が存在しているということでしょうか？ そうであれば、なぜ同じ塩基配列が存在しているのでしょうか？🙏 お願いいたします！

ませ,そのDNA断片を増幅させる操作を行うことが多い。 まず, DNAを制限酵素 遺伝子を操作する際には, 特定のDNA断片をベクターに結合して微生物に取り込 A で切断して目的の遺伝子を含むDNA断片を切り出す。 次に,このDNA断片を じ種類の制限酵素で切断したプラスミドなどのベクターにDNAリガーゼを用いて組 み込み、これを微生物に取り込ませる。 プラスミドを取り込んだ微生物が増殖する。 る。このように, 目的の遺伝子断片を単離して増幅させることをクローニングという ともにプラスミドも微生物内で増殖するため、目的の遺伝子を増幅させることができ (図2)。 DNA S -制限酵素 目的の遺伝子を 含む部分 cloning 目的の遺伝子を含むDNA断片 GAATTC GAATTC CTTAA G CTTAA G DNAリガーゼで結合 GAATTC CTTAAG DNAリガーゼで結合 同じ種類の制限酵素で切断 ( ベクター (プラスミド) プラスミドは微生物内で 増殖する。 増殖 図2 ベクターを利用した遺伝子のクローニング DNAリガーゼ MOVIE 微生物に取り 込ませる。

PCR法の問題です。 3サイクル目に入ると、700とか900とかの塩基が出てくる気がするんですが、なぜnサイクル目には1000塩基より小さい塩基がないのでしょうか？ いろいろ調べたのですがわかりません。よろしくお願いします。

第1章 B 18 PCR法 その2 ** 下図の左側に示すような1,400 塩基対のDNA分子の中に存在するある遺伝子を, 長さ20塩基のプライマーFと長さ21 塩基のプライマー R を用いて PCR法にて増 幅することにした。プライマーFの5′末端は鋳型DNAの300塩基内側に,プライマー Rの5 末端は鋳型 DNA の 100 塩基内側に結合する。下図の右側には第1サイク ルの途中までの様子が示してある。PCR 反応開始時の反応チュープ中には,1,400 塩基対の鋳型の2本鎖DNA が1分子,耐熱性の DNAポリメラーゼ,それぞれの プライマー,4種類のヌクレオチドが,増幅に最適化された反応液に入っていると する。反応中に,2種類のプライマーと4種類のヌクレオチドは枯渇せず,DNA ポ しっかつ リメラーゼは失活しないとする。 PCR反応は以下のサイクルで行い, 理想的な条件 下で行われるとする。 サイクル 95℃に加熱し1分間保温する。 を用 55℃に冷やし1分間保温する。 72℃に加熱し2分間保温する。 5' 13 1,400塩基 1,400塩基 15' 35 のじ ■3'′ → 5′ 13' ↑300塩基 プライマー F- プライマー R 100塩基 3' 15' 3'D 問1 第1サイクル終了後,どのような長さのDNAが何分子,反応液中にあ るか,以下の例にならって答えよ。 ただし,対象とするDNAは,長さが 100 塩基以上のものとし,1本鎖DNA として何分子あるかを答えよ。 例:1,400 塩基の DNA が 10 分子,1,500 塩基のDNAが2分子 問2 第2サイクル終了後は,どのような長さのDNA が何分子,反応液中に あるか。 問1の答え方にならって答えよ。 問3 □サイクル終了後は,どのような長さのDNA が何分子,反応液中にあ るか。 問1の答え方にならって答えよ。 問4 耐熱性のDNAポリメラーゼは、どのような生物に由来する酵素か。 側内 [兵庫医大〕

DNA解析をするときに蛍光色素で標識したジデオキシヌクレオチドを使いますが、そのジデオキシヌクレオチドの塩基の種類はどうやって判別して蛍光色素をつけるのですか？🙏

どちらの鎖が読み取られるかは、どうやって判断するのですか❓

[ 演習 〕 DNAの二本鎖 (A 鎖 B 鎖)のうちいずれか一方が読み取られ、 ポリペプチド鎖が 合成された。 空欄に適当な塩基またはアミノ酸を入れなさい。 また、 A鎖、 B 鎖のう ちのどちらの鎖が読み取られているか。 読み取られている方の鎖に○をつけなさい。 A鎖 (ATG) (CGG ) ( GGT) (CAT) (GAT) GAC DNA」 ・B 鎖 m-RNA コドン t-RNA (TAC) (GCC) (CCA) (GTA) (CTA) ↓転写 CTG AUG ) ( CGG)(GGV)(CAU ) (GAU GAC ) GCC')(CCA) (GUA) (CUA) 水素 (UAC) )(GCC アンチコドン アミノ酸 CUG (メチオニン) (アルギニン)(グリシン) (ヒスチジン) (アスパラ [28][2]を読んだら リードムにもある!! ギン酸)

（2）でもしこれがAとBの最も近い共通祖先が分岐したのは何か月前かという問題だったらどうなりますか？

例題 解説動画 発展例題2 ウイルスの分子系統樹 発展問題 32 ウイルスも生物と同様に,共通の祖先から分かれた後にさまざまな突然変異が起こ っている。このような塩基配列やアミノ酸配列の変化は一定の速度で進むことから, その変化の速度は ( 1 ) と呼ばれ, 進化の過程で枝分かれした時期を探るための目 安となる。 ウイルスの免疫からの回避もこの突然変異で説明される。 もともと、感染 者の個体内でウイルスに多様性が存在していて、そのなかで環境に適したものが生き 残ることがある。 これが ( 2 )説の考え方である。 一方で変異により生存に対して 有利不利がみられないことも多く、 このような変異は遺伝的( 3 )によって集団全 体に拡がったり消失したりすることがある。 これが ( 4)説の考え方である。 問1.文中の( 1 )~(4)に最も適切な語を入れよ。 問2. アミノ酸や塩基の配列から分子系統樹を作成する方法がある。 図1はウイルス の遺伝子配列が異なる株A~Dの塩基配列の一部を示し、 図2はこれらの株の塩基 配列をもとに作成した系統樹である。 図1に示す以外の塩基配列は各株間で同一で あった 株A AAAGGUAUAUCCCUUCCCAGGUAACAAACCAACCAACU 株B: AAAAGUAUUUCCCAUCCCAAAUAACAAACCAACCAACU 株C: AAAAGUAUUUCCCUUCCCAAGUAACAAACCAACAAACU 株D: AAAAGUAUUUACCAUCCCAAGUAACAAACCAACAAACU 図1 株A~Dの遺伝子配列 (太字の箇所以外は、株間で同一) (1) 図2の系統樹の①~③に入る株名を, A, B, Dからそれぞれ1つ選べ。 (2) ウイルスの進化速度が一定であるとして, 株Cと株 ② D 株C 図2 21. 熊本大改題) Dの最も近い共通祖先が4か月前に分岐したとすると, 株Aと株Cの最も近い共通祖先が分岐したのは何か月 前か。 なお,この系統樹の線の長さは塩基置換数の違 いを正確には反映していない。 解答 問1.1.分子時計 2.自然選択 3… 浮動 4･･･中立 問2 (1)①･･･株A ②･･･株D ③･･･株B (2)10か月 ■解説 かわってかわってる かのうせいあるから 金のく合わせ 問2 (1) 系統樹に示されている株Cを基準として, 株A, B, Dは塩基がいくつ異なる 図3から読み取る。 結果, 株Dは2個, 株Bは3個, 株Aは4個異なっており, この順に類縁関係が近いと判断できる。 (2)株Cと株Dが共通の祖先から分岐した後, 塩基はそれぞれ2÷2=1個ずつ置換して いるので、1個の置換にかかる期間は4か月。 株Aと株B, C, Dの塩基の違いは, それぞれ546なので, 平均して (5+4+6) ÷3=5個である。 したがって, 塩基が 5÷2=2.5個ずつ置換していることになるので, 2.5×4か月=10か月となる。 48 1編 生物の進化と系統 037

この場合、mRNAは(ア)を鋳型鎖とするんですか？

塩 した塩基3個の DNA AIGCCI TGG(7) る。 TACGGAA C... (1) MRNA AUGE VOCL・・・(ウ)