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Biology Senior High

メセルソンとスタールの半保存的複製の問題です。 図とかで解くのかなと思いつつ確信がなく、どのように考えれば良いのか分かりません。 問1、問2良ければ解説をよろしくお願い致します

塩化セシウムなどの DNAの密度差で分離する手法 窒素の同位体を用いて新しくできたDN 16. 遺伝情報の複製 5分 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, 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、 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1 14Nのみを含む培養液で大 腸菌を1回分裂させたとき 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。 遠心力の方向 a 14N aとの中間 b C 15N Of bab ab b ab ab bab bab ab x b DNA分子の位置 ① ④ ② ③ ⑤ ⑥ ⑦ bb: ab= 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。 ① 0:1:3 ② 0:1:7 ③ 1:3:1 ④ 1:7:1 ⑤3:1:0 3:7:3 ⑧ 7:1:0 ⑨ 7:1:7 ⑥ 3:1:3 [21 東邦大 改]

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Biology Senior High

問4️⃣ (b)(c) 計算の時になぜ分母に2を掛けているのですか?

問1) 二酸化炭素 (1) 核 ( 細胞小器官) 問2 白血球: 体内に侵入した異物の排除 (ヘモグロビン 血小板 : 血液凝固 3 (a) aaẞBaaßßs, aaßsẞs 存在比 1:2:1 (b) 遺伝子型が AS の人は、 変異型 β 鎖のみで構成されているヘモグロ ビンだけでなく、正常型 β 鎖のみで構成されるヘモグロビンや, 正 常型と変異型のβ鎖で構成されるヘモグロビンももつ。 よって遺伝 子型SSの人と比べると鎌状赤血球は少なく、日常生活を送る場合 は問題ないと考えられる。 問4 a) p = 0.7g = 0.3 (b) g' ≒ 0.24 (c) g" = 0.23 解説 問3 赤血球は造血幹細胞からつくられ, 脱核するまでにヘモグロビンが生成される。 モグロビンは2本のα鎖と2本のβ鎖から形成されるので, β鎖の遺伝子としてAと の両方をもつ場合, 表のように, αα ββ aa Baßs: aaβss = 1:2:1となる。 細胞内で対立遺伝子であるAとSが等しく発 BA Bs 現するという注釈はないが, 「理論上の存在 「比」が問われているため,そのように解釈して 答える。 BA (aa) BABA (aa)BABs Bs (aa) BABS (aa) Bsbs 問4 (a) ハーディ・ワインベルグの法則から,遺伝子型の比は AA:AS:SS= p2 : 2pg:q2 となる。(p+g=1) 生まれた直後、遺伝子型 SS の子どもの割合が9%なので, q = 0.09 よって g = 0.3 p=1-0.3= 0.7 (b) 生まれた直後の遺伝子型の存在比は AA:AS:SS = p2:2pg:g2=0.49:0.42:0.09 となる。 この存在比の子どものうち, 遺伝子型 SSの子どもが成人するまでに全員死亡し、遺 伝子型 AA の子どものうち10%がマラリアで死亡する。 この場合, 成人の存在比は AA: AS: SS = 0.441(=0.49 0.049):0.42:0 となる。 よって成人に達したときの遺伝子Sの頻度は 5 0.42 g' = * × (0.441 + 0.42) = 0.243... ≒ 0.24 (C) 遺伝子型 SS の子どもは成人するまでに全員死亡するが, 遺伝子型 AAの子どもが特 効薬により死亡しなくなった場合, 成人の存在比は AA: AS: SS = 0.49:04:0 となる。 よって成人における遺伝子Sの頻度は 0.42 q" = 2 X ( 0.49 +0.42) = 0.230.≒ 0.23 この問題における正常な遺伝子Aと変異遺伝子Sには自然選択がはたらいているので、 ハーディ・ワインベルグの法則が成り立つ条件を厳密には満たしていない。ただし、法 則が成り立たなくても, マラリアが流行する地域においては時間経過とともに遺伝子頻 度が平衡に達していると考えられ, 問題文中に 「この集団ではハーディ・ワインベルグ の法則が成立し」との注釈がついているので, 法則にしたがった計算をすることになる。 解説

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