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Biology Senior High

問6~9が分かりません。 答えは問6が「g」、問7が「c」、問い8が「e」、問い9が「い、お、か、き」です。 問題は2015年の京大のものです。

【2】 <R750B11> 2015 京都大学 (B) ヒトでは、女性はX染色体を2本, 男性はX染色体とY染色体を1本ずつもつ。 女性の2本 のX染色体はそれぞれ父親と母親由来であるが,一方が不活性化,もう一方は活性化され、不活性 化されているX染色体上の遺伝子が発現しなくなることが知られている。2本のX染色体のどち らが不活性化されるかは細胞により異なり、父親由来のX染色体が不活性化している細胞と母親 由来のX染色体が不活性化している細胞の割合は、組織によっても、個人によっても異なる。 DN Aは4つの塩基(A: アデニン, G: グアニン, C: シトシン, T: チミン)からなる。 Cはメチル(C Ha)基をもつCm と, もたないCに区別することができる。 X染色体上に存在する遺伝子 44 塩基配列 CCGG は, 不活性化したX染色体上においてはC Cm GGに変化している。 制限酵素 Msp 1 と Hpa ⅡIは, ともに CCGGを認識部位とするが、 Msp 1 は CCGG と CCm GG の両者を切断するのに対して, ImaⅡ は CCGG のみを切断し、 CCmGG を切 断できない。 図1に示すように、 PCR プライマーに挟まれた領域が制限酵素で切断されたDNAは PCR 法で増幅されない。 また, 遺伝子4は3塩基の繰り返し配列(CAGCAG・・・)をもち,その 長さは対立遺伝子により異なるため、対立遺伝子の由来した親を特定することができる。よって, DNA を Hpa Ⅱで処理した後に PCR 法で増幅することで, 女性における2本のX染色体の不活性 化状態を解析できる。 いま、 父親および母親の末梢血液の細胞より抽出したDNAを制限酵素処理せずに用いて,図1 のように遺伝子 A にプライマーを設計し PCR法により増幅した。 父親と母親由来のPCR産物を 電気泳動したところ、図2の左から1番目と2番目に示すようなバンドパターンが得られた。 XX Qory ACCGG A CCGG A CAG CAG J MSPI 問6 母親のDNAを制限酵素 Msp I で処理した後、図1に示すように PCR 法で増幅した。 予想さ れる電気泳動の結果を図2に示されているバンドパターン (a)~(g)から選んで解答欄に記せ。 X染色体上に存在する遺伝子の変異が原因である疾患の多くは男性が発症するが, 女性の場合、こ の変異遺伝子をもつX染色体が活性化している細胞の割合により, 様々な程度で発症する。 いま,X染色体上に存在する遺伝子の変異によりタンパク質Bの酵素活性を失う疾患にかかっ ている患者をもつある家系を検討する。 このタンパク質Bは、末梢血液の細胞でのみ発現し、 末梢血 液の細胞を用いた酵素活性を測定することで解析可能である。 図2に,この家系 (両親と兄,姉, 妹, および, 母の弟の6人)におけるタンパク質Bの酵素活性と 遺伝子 A の PCR法の解析結果を示す。 PCR法には、末梢血液の細胞より抽出したDNAを制限酵素 処理しなかったもの, および, 処理したもの (男性は処理しないもののみ)を用いている。 電気泳動の 各レーン間のバンドの太さの違いは考慮しない。 なお、この遺伝子 / は活性化されているX染色体でのみ発現する。 また, 遺伝子Bは遺伝子の 近傍に位置し, 組換えは起こらないものとする 問7 母親のDNAを制限酵素 Ena ⅡIで処理した後、図1に示すようにPCR 法で増幅した。予想さ れる電気泳動の結果を図2に示されているバンドパターン (a)~(g)から選んで解答欄に記せ。 問8 姉のDNA を制限酵素 Hpa Ⅱ で処理した後、図1に示すように PCR 法で増幅した。予想され る電気泳動の結果を図2に示されているバンドパターン (a)~(g)から選んで解答欄に記せ。 HMI 問9 妹のDNAを図1に示すように、制限酵素 EaⅡで処理せずにPCR 法で増幅した場合と、制 限酵素 IIa ⅡIで処理した後に PCR法で増幅した場合、電気泳動のバンドパターンの組み合わせは、 複数の可能性が考えられる。 次の選択肢(あ)~ (L)が示す組み合わせのうち、可能性のあるものを すべて選び解答欄に記せ。 VX 0 【活性化したX 染色体 ] PCR プライマール (4) 制限酵素 タンパク質B この酵素活性 【不活性化したX染色体】 PCR プライマーA 00 分子量 6 (%) 量は B 遺伝子 A 制限酵素 Hpa Ⅱで切断される 父 032 C CGG 100 X C:CmGG (CAGCAG・・・CAG) 遺伝子A 制限酵素 Hpa Ⅱで切断されない 16 × 1 母 親 50 二十 O O Msp | Hpa D 問6 問7 いうえおかきくけこさし (CAGCAG 選択肢 (あ) (7)>) ( (17) (L) of (CAG) の繰り返し配列 CAG) 母の弟 X (CAG) の繰り返し配列 0 100 兄 I × B -b -B←全細胞で 活性 ↓ カット (dl) PCR プライマー X (kas PCR プライマー 図 1 (a) (a) (a) (a) (b) (b) (b) (b) 0 O × Hpa 0 (注) 制限酵素処理 ×は「しなかった場合」は「した場合」を示す 図2 (注)図では二本鎖DNA の一方の鎖の 配列を模式的に示している 妹 100 しなかった場合 og Hpa 問8 間 9 PRODA 発現している CCGG (b)(= (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) 図2のバンドパターンの組み合わせ DNA の Hoa ⅡIⅠ 酵素処理 遺伝子 B 発現していない Cic GG C-CH (a) (d) (b) (1) した場合 (d) (1) 遺伝子 B 解答用の バンドパターン 母 - 674 +B4 -B - BA バンドなし -64-6 -B4-B 活性化されているものによって場合分け 07 - B -BE 134 <-) € ・カット f to 1--1e

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Biology Senior High

(2)(3)が分からないので教えて欲しいです (2)はなぜその式になるかという理由も教えて欲しいです

ース 3 103 遺伝暗号 DNAを構成する塩基は4種類, タンパク質を構成するアミノ 酸は20種類である。 遺伝暗号として, 塩基3つの配列 (トリプレット) が1つ (1) のアミノ酸に対応しているものと考えれば, アミノ酸の種類数に十分対応で きるDNAのトリプレットはmRNAに転写され,このmRNAをもとにタ ンパク質が合成される。mRNAのトリプレットをコドンという。 合成されたタンパク質はさまざまな機能を果たし,生物の形質を決定する。 ある昆虫の眼の色は通常では茶色である。この茶色眼遺伝子のmRNA の鋳 型となる DNAの塩基配列を調べたところ、その始まりの27塩基の配列は次 (2) (3) の通りであった。 AGGGCCGTCGCGTACTGTCGCTTTAGC 10 20 また、この茶色眼遺伝子のmRNAは、開始コドン AUGから終止コドン UGA までを含めた長さが2343 塩基であった。 (1) 上の文中のDNAを鋳型として合成されるmRNAの塩基配列は,次のよ うになる。 1①~⑤に適する塩基をアルファベットで記入し,配列を完成 させ @ccco AGC6回 GACAGCCAAA⑤CG) (2) この茶色眼遺伝子のmRNAをもとに合成されるタンパク質は,何個の アミノ酸からなるか。 (3) タンパク質の合成は,必ずメチオニンから開始される。 (1) の mRNA の 塩基配列をもとに合成されるタンパク質のアミノ酸配列は,どのようにな ⑦に適するアミノ酸 るか。下の遺伝暗号表を参照して,次の ⑥ の名称を記入し、 配列を完成させよ。 なお、 この遺伝暗号表は, mRNA の コドンと対応するアミノ酸を示している。 (メチオニン) ⑥- (アラニン) ⑦ 2番目の塩基 1番目の塩基 U C A G U UUU フェニル UUC アラニン UUA UUG CUU CCU CUC CCC CUA CCA CCG CUG AUU ACU AUC イソロイシン ACC AUA ACA AUG メチオニン (開始) ACG GUU GCU GUC GCC GUA GCA ロイシン ロイシン バリン UCU UCC UCA UCG C セリン CCG プロリン トレオニン アラニン UAU UAC UAA UAG CAU CAC CAA CAG AAU AAC AAA AAG GAU GAC GAA GAG A (セリン) チロシン 終止 ヒスチジン グルタミン アスパラギン リシン アスパラギン酸 G グルタミン酸 システイン Ⓒ セリン C 4 °CTU ⑤ UGU UGC C UGA 終止 A UGG トリプトファン G CGU U CGC CGA CGG AGU AGC AGA AGG GGU GGC GGA GGG PDU アルギニン 第2章 遺伝子とその働き U 3:280: トレオニン 1132 ヒント (2) 終止コドンはア ミノ酸を指定しない。 6 グリシン アルギニン U A A 3番目の塩基 G U C A G ( 14 大阪府立大改)

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問2の22がなぜその3段階のグラフになるのかわからないので教えて下さい…!! 24の解説もお願いします!!!

ZBERK1-Z2F5-01 第6問 次の文章 (A・B) を読み、 下の問い (問1~4) に答えよ。 (配点24) A 1個の細胞内に存在するタンパク質は数百~数千種類におよび, 細胞の生命活動を担っている。 であり、(a) DNAの塩基配列がRNAの塩基配列に転写される。 そして, RNA のうち mRNA これらのタンパク質は全て、 遺伝子の塩基配列情報をもとに合成される。 遺伝子の本体はDNA 細胞内に存在する多様なタンパク質のなかには, 多量に存在するものもあれば、少量のみ存在 の塩基配列がポリペプチドのアミノ酸配列に翻訳される。 するものもある。(細胞内におけるタンパク質の存在量を決める要因の一つは、翻訳速度であり、 もう一つの要因はタンパク質の分解速度である。 翻訳速度は (c) mRNA の存在量で決まり、 mRNA の存在量が多ければ速く、少なければ遅い。 またmRNAの存在量は, 合成速度(転写速 (b). 度)と分解速度によって決まる。 問1 下線部(a)に関する記述として下線を引いた部分に誤りを含むものを、次の①~⑤のうちか ら一つ選べ。 21 ⑩ DNA 上の特定の塩基配列を認識してRNAポリメラーゼが結合し、 一方の鎖を鋳型 して RNA を合成する。 ② 真核細胞のRNAポリメラーゼがDNA に結合する際には、 基本転写因子とともには らく必要がある。 ③ 原核細胞のRNAポリメラーゼは,2本鎖DNAがほどけていない状態で, プロモータ ーを認識して結合できる。 ⑥ 真核細胞のRNAポリメラーゼは,2本鎖DNAがほどけていない状態で,プロモータ を認識して結合できる。 ⑤鋳型となる鎖が5'-ATGC-3′という塩基配列である場合,つくられる RNAの塩基 配列は5'-AUGC-3である。 ス培地とする)で増殖している大腸菌を考える。 ラクトースオペロンから発現する mRNA 問2 下線部(b) と (c) に関連して, ラクトースが存在せず, グルコースが存在する培地 ( グルコー ースオペロン由来のmRNA (lac mRNA とする) は存在しないと考えられる。 また、このオ は非常にすみやかに分解されるため, グルコース培地で増殖している大腸菌内には、ラクト ペロンに含まれる遺伝子 lacZ からつくられるラクトース分解酵素は分解されにくく長く は無視できるほど少ないと考えられる。 グルコース培地で増殖していた大腸菌を,グルコー スが存在せず, ラクトースが存在する培地 (ラクトース培地とする)に移すと, ラクトースオ ペロンが発現する。 ラクトース培地に移された大腸菌内で, lac mRNAの分解速度はグル 細胞内に残るが, グルコース培地で増殖している大腸菌内でのラクトース分解酵素の存在量 コース培地で増殖していたときと同じまま, lac mRNA の細胞内での存在量が図1のよう に変化したものとすると, ラクトースオペロンの転写速度, lac mRNAを利用した翻訳の 速度 ラクトース分解酵素の存在量は、それぞれどのように変化したと推測できるか。それ ぞれの変化を示すグラフとして最も適当なものを、次の①~③のうちから一つずつ選べ。な お、同じ番号を繰り返し選んでもよい。また、①~⑨の縦軸は,転写速度・翻訳速度・酵素 の存在量のいずれか相対値を示し,横軸は時間〔分] である。図中の点線は図1のmRNA 量の変化を示すものとする。 転写速度 22 翻訳速度 23 ・酵素の存在量 24 4 4 mRNA 3 量 (相対値) 2 1 5 10 $ 時間 〔分〕 図 1 15 ZBERK1-Z2F5-02

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