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Biology Senior High

高校生物の問題です。 問1で答えは④なのですが、 選択肢①がどこが違うのかが、分かりません 教えて下さい

第6問 細胞工学に関する次の文章を読み, 下の問いに答えよ。 マウスのES細胞は, マウスの内部細胞塊を培養して得られた細胞であり、内部 細胞塊と同等の分化能をもつと考えられている。このES細胞から, (c) 特定の遺伝 子の機能を完全に欠失させたノックアウトマウスを作製することができる。 次の図2は, ノックアウトマウス作製の流れを示したものである。 まず, 遺伝子組換え操作を用いて ES細胞の特定の遺伝子Aの機能を完全に欠失するような変異を導入する。 その結果,E S細胞の二つの遺伝子Aのうち片方に変異が導入され, 変異した遺伝子Aについてヘテロ 接合体のES細胞が得られる。これを胚盤胞内に注入すると, キメラマウス (注) が誕生す る。 この (d) キメラマウスと野生型マウスの交配により生まれてきた子孫が、 変異した遺伝子 Aをもつかどうかは、それぞれのマウスのゲノムDNAを調べることで確認することがで きる。(e) 変異した遺伝子Aをもつ雄と雌のマウスを選び, これらを交配させることによ 変異した遺伝子Aについてホモ接合体,つまり遺伝子Aの機能が完全に欠失したノッ クアウトマウスを得ることができる。 (注) キメラマウスでは, 野生型の胚盤胞由来の遺伝子をもつ細胞と, 遺伝子Aに変異を 導入したES細胞由来の遺伝子をもつ細胞とが,全身の組織に混在している。 遺伝子組換え 操作を用いて, 目的とする 伝子 Aに変異 を導入したES 細胞 (ヘテロ 接合体) 栄養外胚葉 内部細胞塊 胚盤胞 交配 × → 細いガラス針を用いて, 胚盤胞内にES 細胞を 注入する。 ES細胞を注入し た胚盤胞を代理 母マウスの子宮 の中に移植する。 キメラマウス 野生型マウス 誕生したキメラマウスを野生型 マウスと交配する。 ← 目的とする遺伝子Aの機 能が完全に欠失したマウス (ノックアウトマウス) 交配 × 誕生したマウスのゲノムDNAを調 べ、目的とする遺伝子Aに変異が導 人されている雄と雌のマウスを選び、 交配する。 2

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問2、3がどちらもわかりません。 答えはそれぞれ⑥と②です。 解説お願いします🙇

第6問 細胞工学に関する次の文章を読み, 下の問いに答えよ。 マウスのES細胞は,マウスの内部細胞塊を培養して得られた細胞であり,内部 細胞塊と同等の分化能をもつと考えられている。このES細胞から,(c) 特定の遺伝 子の機能を完全に欠失させたノックアウトマウスを作製することができる。 次の図2は、 ノックアウトマウス作製の流れを示したものである。 まず, 遺伝子組換え操作を用いて、 ES細胞の特定の遺伝子Aの機能を完全に欠失するような変異を導入する。 その結果,E S細胞の二つの遺伝子Aのうち片方に変異が導入され, 変異した遺伝子Aについてヘテロ 接合体のES細胞が得られる。これを胚盤胞内に注入すると, キメラマウス (注) が誕生す る。 この (d) キメラマウスと野生型マウスの交配により生まれてきた子孫が, 変異した遺伝子 Aをもつかどうかは、それぞれのマウスのゲノムDNAを調べることで確認することがで きる。(e) 変異した遺伝子Aをもつ雄と雌のマウスを選び, これらを交配させることによ り 変異した遺伝子Aについてホモ接合体, つまり遺伝子Aの機能が完全に欠失したノッ クアウトマウスを得ることができる。 (注) キメラマウスでは, 野生型の胚盤胞由来の遺伝子をもつ細胞と, 遺伝子Aに変異を 導入したES細胞由来の遺伝子をもつ細胞とが,全身の組織に混在している。 遺伝子組換え 操作を用いて 目的とする 伝子 Aに変異 を導入したES 細胞(ヘテロ 接合体) 待される txt> 栄養外胚葉 内部細胞塊 胚盤胞 交配 → × 細いガラス針を用いて, 胚盤胞内にES 細胞を 注入する。 ES細胞を注入し た胚盤胞を代理 母マウスの子宮 の中に移植する。 キメラマウス 野生型マウス 誕生したキメラマウスを野生型 マウスと交配する。 FIVE ← 目的とする遺伝子Aの機 能が完全に欠失したマウス (ノックアウトマウス) 図 2 交配 × f 誕生したマウスのゲノムDNAを調 べ、 目的とする遺伝子Aに変異が導 入されている雄と雌のマウスを選び、 交配する。

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問4はなぜ全て矛盾しない仮説と言えるのでしょうか。

第8問 次の文章を読み、 以下の各問いに答えよ。 思考・判断・表現 胸部の3 昆虫の発生過程では、 体節が形成された後, ホメオティック遺伝子群からつくられる調節タンパク質の 働きによって,各体節は胚の前後軸に沿った特有の形態を形成していく。 このとき、図のように、 番目の体節(第3体節)で発現するホメオティック遺伝子Xの働きを失ったショウジョウバエの変異体では、 をつくらない第3体節が、翅を つくる第2体節と同様の形態に なる。 その結果, ハエであるの に、あたかもチョウのように2 対の翅をもつ個体になる。 第2体節 第2体節 第3体節 第3体節 野生型のハエ 変異体のハエ 野生型のチョウ 問1 下線部アについて、昆虫が属する節足動物門の動物に共通する形質として最も適当なものを、次の① ⑤ のうちから1つ選べ。 ① 独立栄養である。 ② 原口が肛門になる。 ③外骨格をもつ。 ④ 脊索をもつ。 ⑤ 3対の肢 (付属肢)をもつ。 問2 下線部イに関連して, ショウジョウバエの前後軸の形成には、さまざまな遺伝子の発現を調節するタンパ 質の濃度勾配が関わっている。 たとえば,卵の前端に蓄えられた調節タンパク質YのmRNAは、受精後に 翻訳される。合成された調節タンパク質Yは,しばらくすると後方に向かって下がる濃度勾配をつくる。 このと き,調節タンパク質Yの濃度勾配による前後軸の形成に不可欠な卵や胚の性質として最も適当なものを, 次 の①~⑤のうちから1つ選べ。 ① 卵黄が中央に集まっている。 ③ 前後に細長い形をしている。 ②卵割が卵の表面だけで起こる。 ④受精後しばらくの間は細胞質分裂が起こらない。 ⑤別の調節タンパク質のmRNAが後端に偏って蓄えられている。 問3 下線部ウから考えられる, ショウジョウバエの遺伝子Xの胸部での働きに関する合理的な推論として最も 適当なものを、次の① ~ ④ のうちから1つ選べ。 ①発現している体節の1つ前方の体節が,発現している体節と同じものになることを促進する。 ②発現している体節の1つ前方の体節が,発現している体節と同じものになることを抑制する。 ③発現している体節が、 1つ前方の体節と同じものになることを促進する。 ④発現している体節が, 1つ前方の体節と同じものになることを抑制する。 問4 下線部工に関連して, チョウが2対の翅をもっている理由を説明する次の仮説acのうち、ショウジョウバ での遺伝子Xの働き方とは矛盾しない仮説はどれか。それらを過不足なく含むものを、次の①~⑦のう ちから1つ選べ。 a チョウには遺伝子 Xがない。 b チョウの遺伝子 Xは, 胸部の第3体節では発現しない。 チョウの遺伝子Xは胸部の第3体節で発現するが、遺伝子Xからつくられる調節タンパク質が調節する遺 伝子群の種類が, ショウジョウバエの場合と異なっている。 ①a ② b (3) C ④a, b 5 a, c 6 b, c b, c 以上 理系生物 7

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解説部分の青線引いたところが分からないです。 前方と中央部は元々タンパク質Qが作られないのだから、タンパク質Rのあるなしは関係ないのでは無いですか? 回答よろしくお願いします!

標前 35 母性因子と形態形成(1) ・母性因子/位置情報/ショウジョウバエの前後軸の決定 解答・解説 p.100 生物 初期発生において, 未受精卵の中に存在する母親由来のmRNA が, 受精後にタン パク質に翻訳されて胚の発生を制御することが知られている。このようなタンパク質 は、母性因子と呼ばれている。母性因子の中には、キイロショウジョウバエ胚の前後 軸パターン(頭部,胸部,腹部)形成に関与するものもある。 母性因子PのmRNA は, 卵形成時に卵の前方に偏在しているため、胚の中で合成 されたタンパク質Pも片寄った分布を示す。 図1(a)に, 正常な初期胚におけるタンパク質Pの分布,およびその分布に従って決 定される胚の前後軸パターンを示す。Pをコードする遺伝子Pを欠失した母親から 生まれた胚は,図1(b)のような前後軸パターンとなり、正常に発生できずに死んでし まう。(タンパク質Pを人為的に正常よりも多くしたところ、その胚は図1(c)のよう な前後軸パターンを示した。 (a) (b) 相対度 タンパク質P 相対濃度 -タンパク質P... 相対濃度 (c) タンパク質P 伝子Qと遺伝子 Rを両方とも欠失した母親から生まれてきた胚の腹部形成は正常で あり胚の前後軸パターンに異常は見られなかった。 問1 下線部(ア)について。 図1(b)に示した胚の前後軸パターンから考えられる,タン パク質Pの前後軸パターン形成における役割は何か 次からすべて選べ。 ① 頭部形成を抑制する。 ② 胸部形成を促進する。 ③ 腹部形成を促進する。 ④ 頭部形成と胸部形成に役割をもたない。 ★★ 問2 下線部(イ)について。 タンパク質Pはどのようにして胚の前後軸パターン形成に 与すると考えられるか。 図1(c)の結果に基づいて, 70字程度で述べよ。 ★ 問3 下線部(ウ)について。 RのmRNAの分布とタンパク質Rの分布が異なる理由を 説明した次の①~④について,間違っているものをすべて選べ。 ① タンパク質Rはタンパク質Qを分解する。 ② タンパク質QはRのmRNAの翻訳を阻害する。 人橋 ③ ④ タンパク質QはRのmRNAの転写を抑制する。 タンパク質QはRのmRNAの転写を促進する。 ★ 問4 下線部(エ)について。 この実験から推測されるタンパク質Rの機能を. 35字程度 で述べよ。 ↓ 胸部部 問5 下線部(オ)について。 この結果から,前後軸パターン形成において QとRはそれ ぞれどのような役割を果たしていると推測されるか 110字程度で説明せよ。 Qお よびRについて, 遺伝子, mRNA. タンパク質を明確に区別して記せ。 ↓ 後前 頭部 胸部 後 A 図1 キイロショウジョウバエ初期胚の前後軸に対するタンパク質Pの 分布 (上図)と,そのときの胚の前後軸パターン(下図)。 (a)正常な胚, (b) タンパク質Pをもたない胚, (c) タンパク質P を正常より多くも 72 母性因子QのmRNA は, 図2 (a) のグラフのように,卵形成時に 卵の後方に偏在している。 Qを コードする遺伝子Qを欠失した 母親から生まれた胚は,腹部構造 をもたない。 10 10 QのmRNA タンパク質Q 相対濃度 RのmRNA 相対濃度 相 タンパク質R 前 後 後 前 一方, 母性因子 R のmRNA は,卵形成時に卵全体に均一に存 図2 正常な卵または胚の前後軸に対する, (a) Qおよび RのmRNA分布, (b) タンパク質Q およびタンパク質R の分布。 在しているが,合成されたタンパク質Rは、図2(b)のグラフのように,その分布に片 寄りが見られた。Rをコードする遺伝子Rを欠失した母親から生まれた胚は、正常 な前後軸パターンをもつ。 しかしながら, (エ)タンパク質Rを胚の後方で人為的に増や したところ, 胚は腹部形成できなくなった。 (オ)遺伝子Qを欠失した母親から生まれた胚が腹部形成できないにもかかわらず, 遺 す |東大 第4章 生殖と発生 73

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この問題の解き方がよくわかりません。特に(4)、(5)の出し方がわからないです。

4 端が胚の する。こ 受精の した胚 う数) 阪 阪)でまいて教授と、花芽形成の開始日を すると表のようになった。また、下図は、 アムステルダム,バンコクの3 思考例題 18 2種類の資料を組み合わせて考察する 課題 植物の2つの時間の長さは、花芽形成 種目 花芽形成開始日 品種へ 6月1日 8月1日 7月31日 10 8月10日 品種B 6月1日 9月2日 8月1日 9月2日 アムステルダム 16 大阪 長時間(時間) 14 12 10 [バンコク 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3都市の日長時間の周年変化 (月) 都市における長時間の周年変化 を表す。 ここでは, 日長時間以外 の条件は一定であり、花芽形成に 影響を与えないものとする。 次のア~ウの場合,花芽形成 の開始時期はいつ頃になるか。 下の①~④から選べ。 7.品種Aの種子を、アムステルダムで6月上旬にまいた場合 品種Aの種子を, バンコクで6月上旬にまいた場合PE ウ品種Bの種子を, アムステルダムで6月上旬にまいた場合 ① 6月中旬 ② 7月下旬 ③ 8月下旬 ④ 9月中旬 (近畿大改題) 次の Step 1~3は,課題を解く手順の例である。 空欄を埋めてその手順を確認せよ。 指針 限界暗期を推測し,各都市で暗期の長さが限界暗期を超える時期を読み取る。 Step1 日長を感知してから花芽を形成するまでの日数を推測する 大阪で品種((1)(2)に播種した結果から,この植物の種子が発芽・成長し て日長を感知できるようになってから数日で花芽を形成すると考えられる。 Step 2 限界暗期の長さを推定する まだ限こえてない 大阪で品種Aを6月1日にまくと7月31日に花芽形成したことから,暗期の時間が品 種Aの限界暗期の長さを超えたのは7月の(3)旬で、品種Aの限界暗期は約 (4)時間と考えられる。 品種AとBは限界暗期の長さのみが異なることをふまえて 同様に考えると品種Bの限界暗期は約 (5) 時間と考えられる。 Step 3 ア~ウについて,暗期の長さが限界暗期を超える時期を読み取る 第14章 植物の成長と環境応答 アについて, アムステルダムで限界暗期が ( 4 )時間を下回るのは8月の(6) 旬頃なので,花芽が形成されるのはそこから数日後だと考えられる。 イ,ウについても 同様に考える。 のう 〇桁」 Stepの解答 1. A 課題の解答 ア… ③ 2. 8月1日 3. 下 4.10 5.116…下 ・・・① 147 14. 植物の成長と環境応答 365 分

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