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181月
思考
191.花芽形成と日長ある長日植物を材料として,長日条件でも花芽形成が促進されな
い変異体 x を得て, 野生型との比較からその原因遺伝子を特定した。 野生型では,この
遺伝子XのmRNAは直ちにタンパク質Xに翻訳され,このタンパク質Xが存在すると花
芽形成が促進されることが示された。しかし,変異体 x では遺伝子XのmRNAは検出さ
れなかった。タンパク質Xがどのように日長に応答して花芽形成を調節するのかを調べる
ため、以下の実験を行った。 その結果をもとに, 問1と問に答えなさい。
【実験】 野生型, 変異体 x とも,それぞれ短日条件 (8時間明期, 16時間暗期) 長日条件
(16時間明期,8時間暗期) で育
てた。野生型について, 遺伝子
XのmRNA量を測定した結果,
短日条件, 長日条件どちらにお
いても右図の破線で示すような
24時間周期の変動を示した。
方, タンパク質Xの蓄積を明期
開始から15時間後に調べた結果,
長日条件ではタンパク質Xの蓄
積が確認されたが,短日条件で
はタンパク質Xは検出されなか
短日条件
明期 8時間
長日条件
明期 16 時間
1-
mRNA量
(相対値)
(i)
(ii)
暗期 16 時間
1
暗期 8時間
7
(!!!)
0
4
8
12
16
20
24
明期開始からの経過時間(時間)
(i), (ii), (ii) は変異株xにおいて人為的に遺伝子XのmRNAを
発現させた時間帯を示す。
問1. このタンパク質Xの性質として最も適していると考えられるものを次の①~④のな
かから1つ選び、番号で答えよ。
① タンパク質 Xは明所では不安定で直ちに分解されるが暗所では安定で分解されない。
② タンパク質Xは明所では安定で分解されないが暗所では不安定で直ちに分解される。
③ タンパク質Xは明所でも暗所でも安定で分解されない。
④ タンパク質Xは明所でも暗所でも不安定で分解される。
問2.変異体 x において,図の(i), (ii), (ii)で示す時間帯に遺伝子 X を人為的に発現させた。
遺伝子Xの mRNA は発現させた時間帯にのみ存在し,その間のmRNA量は図の相対
値1に相当するものとする。 次の①~⑥について, 花芽形成が促進されると期待される
ものに○を、そうでないものに×を記入せよ。
① 短日条件下で(i) の時間帯に遺伝子 X を発現させた場合
② 短日条件下で(ii)の時間帯に遺伝子 X を発現させた場合
(3) 短日条件下で (iii) の時間帯に遺伝子 Xを発現させた場合
4 長日条件下で(i)の時間帯に遺伝子Xを発現させた場合
(5 長日条件下で (ii)の時間帯に遺伝子 Xを発現させた場合
⑥長日条件下で(ii)の時間帯に遺伝子 X を発現させた場合
ヒント
(21. 東京都立大改題)
問1. 短日条件下で,遺伝子X のmRNA が存在するがタンパク質Xが存在しないのはなぜかを考える。
250 4編 生物の環境応答
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