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Biology Senior High

この問4番の2代目は0:2:0がそれぞれ2で割られて0:1:0になり、4代目も同じく6:2:0が2で割られてこうなっているという認識で合っていますか? 初歩的な質問でお恥ずかしいのですが、よろしくお願いいたします🙇🏻‍♀️

31419 必修 8. 遺伝子の本体と働き 基礎問 生物基礎 生物 ウ 構造をとることが提 1953年, ア とによりDNAが 案され,世界中の注目を集めた。 この構造を導き出すにあたっては,①DNA 中の塩基であるシトシンと オ の比率がい I の比率, アデニンと ウ 複製であるという仮説を提唱し と である。彼らは、 を含む培地で14世代 つも1対1であるという実験的な成果も参考にされた。さらに,彼らは 構造から, DNAの複製が②カ た。 1958年,これを見事に証明したのが 大腸菌を窒素の同位体である 15Nで標識したケ にわたって培養し,全 DNAのコ中に 15N を組み込んだ。その後,こ の大腸菌を通常の窒素である 14N のみを含む培地で数世代にわたり培養し た。その間、世代ごとに大腸菌からDNAを抽出した。 そして, 塩化セシウ ム溶液中で遠心分離することでサ に勾配を作り,抽出したDNA を, 14N のみを含む DNA (14N+14N), 14N と 15N を両方含む DNA (14N+15N), 15N のみを含む DNA (15N+15N) に分離し, その比率を比較した。 その結果, ③ DNAは カ に複製され, ④ 保存的複製および非保存的複製ではない ことを明らかにした。 この発見は、偶然にも大腸菌のDNA がそろって複製 するという幸運によって導き出された。 -ti 間 1 上の文中の空欄に適語を入れよ。 AT 問2 下線部①に記した特徴は, 2本のDNA鎖が結合していることを示す データの1つになった。 2本のDNA鎖の結合とその塩基配列の特徴につ いて100字以内で答えよ。 DABARY 問3 下線部 ② について, その複製様式を100字以内で答えよ。 14 DNAの構造と複製 4 下線部③について, 親のDNAを1代目として2代目と4代目の 14N + 14N : 14N + 15N : 15N+15N の分離比率を答えよ。 NE 問5 親のDNAがそのまま残り、新しい2本の鎖からなる DNA ができる 複製様式を保存的複製 (下線部④) という。 DNAの複製が保存的複製なら ば、1+1N 1N+15N : 165N + 15N の分離比率はどうなるか。親の DNA を1代目として2代目と4代目の分離比率を答えよ。 TPA (岩手大) 64

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(2)番の解説お願いします🙏🙏

[台] 基本例題 3 DNAの複製 重い窒素 (15N) を窒素源とする培地で 大腸菌を何代にもわたって培養すると, 大腸菌のDNAに含まれる窒素はほとん ど 15N となる。この菌を軽い窒素(14N) を窒素源とする培地で増殖させ, 分裂 MAS するたびに一部の菌から DNA を抽出し て塩化セシウム溶液の中で遠心分離す (99) ると,図のように DNAの密度によって、DNAの浮かぶ位置が異なる。 (1) 1回目の分裂で生じた大腸菌の DNAは、A~Cのどの位置に浮かぶか。 (2) 2回目およびn回目の分裂で生じた大腸菌のDNA は、A~Cのどの位置にど れだけの割合で現れるか、簡単な整数比で示せ。 なお, n回目の分裂につい てはnを用いて示せ。 大腸菌 指針(1)半保存的複製を行うので、1回目の分裂で できた DNA はすべて, '5N からなるヌクレ オチド鎖1本と 14N からなるヌクレオチド 鎖1本とからなる。 (2) 4回目までの分裂でできたDNAは右図のよ うになる。 n回目には, 2"本の DNA がで き そのうち15N からなるヌクレオチド鎖 を一方に含む DNA (B の位置) は常に2本。 残り (2″ - 2) 本はすべて 'N からなる (Aの 位置)。 15N のみからなる DNAはできない。 よって, A:B:C=(2"-2):20。 解答 (1) すべてBの位置に浮かぶ。 (2) 2回目...A:B:C=1:1:0 n回目・・ A:B:C=(2"-1):1:0 15Nを窒素源 とする培地 DNAを 抽出 14Nを窒素源 とする培地 POI 15N からなる ヌクレオチド鎖 A C のみ からなる 14日と15Nの ヌクレオチ ドからなる T OE FOS - 14N からなる- ヌクレオチド鎖 15のみ からなる STREE 1回目の分裂 - DNA の本数 2回目 AAAA 11 11 11 11 I 11 | 11 || 11 11 11 11 11 11 11 11 III 11 11 11 11 I 11 11 111111 11 11 11 111111111111 11 11 11 11 11111 11 11 1111111111 11 11 11 11 11 11 I 11 I 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 I 11 11 11 11 11 11 11 "1 11 [4] 2回目 16 (2) (3) 指

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これ,解いてくれる方いませんか?? わからなくて困ってます,,,

★第13問 大腸菌における遺伝子発現の調節に関する次の文章(A・B) を読み, 下 の問い(問1~4) に答えよ。 〔解答番号 1 5 ( 配点 18 ) A 大腸菌を、グルコースとラクトースが含まれる培地で培養すると, 栄養源とし てグルコースが利用できるうちはラクトースを利用しないが, グルコースがなく なるとラクトースを利用するようになる。 ラクトースを栄養源として利用する場 合には、ラクトース分解酵素を始めとして, グルコースの利用には必要ない3種 類の酵素が必要となる。 これらの酵素の遺伝子は、培地にグルコースがある場合 には発現が抑制され, ラクトースはあるがグルコースがない場合には発現が促 進されるようひとまとめに調節されておりラクトースオペロンとよばれている。 ラクトースオペロンでは、3種類の酵素の遺伝子の上流に, 図1に示すように, RNAポリメラーゼが結合する部域と, 遺伝子発現の調節にはたらく2種類のタ ンパク質(X・Yとする) が結合する部域xy がある。 (a) 部域xにタンパク質 Xが結合すると, DNA への RNAポリメラーゼの結合が促され, また、部城y にタンパク質Yが結合すると, DNAへのRNAポリメラーゼの結合が妨げられる。 タンパク質Yのようなはたらきをもったタンパク質は ア とよばれ,また, このタンパク質が結合する部域yは イ とよばれている。 タンバ ク質 X 11 部城 RNA ポリメラーゼ タンパ ク質 Y A 部城y RNAポリメラーゼ が結合する部域 酵素1 ラクトースの利用に必要な 酵素群の遺伝子 図1 ラクトースオペロン 85 - 酵素2 酵素 3 遺伝子の発現 第2章 問1 下線部(a)に関して考えられることとして最も適当なものを、次の①~⑤ のうちから一つ選べ。 1 ① タンパク質Xは,グルコースがあると部域xに結合し, タンパク質Yは, グルコースがないと部域yに結合する。 ② タンパク質Xは, グルコースがないと部域xに結合し, タンパク質Yは, グルコースがあると部域yに結合する ③ タンパク質Xは, ラクトースがないと部域ェに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがあると部域yに結合する。 ④ タンパク質Xは, グルコースがあると部域xに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがあると部域yに結合する。 ⑤ タンパク質Xは, グルコースがないと部域xに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがないと部域y に結合する。 イ 問2 上の文章中の ア を次の①~6のうちから一つ選べ。 ① ② 4 [⑤ 6 ア オペレーター オペレーター 基本転写因子 基本転写因子 リプレッサー リプレッサー に入る語の組合せとして最も適当なもの 2 イ プロモーター リプレッサー オペレーター リプレッサー オペレーター プロモーター 86

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★★ 第15問 遺伝子操作に関する次の文章を読み、下の問い (問1~5)に答えよ。 5 〕(配点 15) [解答番号 1 遺伝子の組換えには,DNAを切断する「はさみ」として制限酵素, DNA 断片を つなぎ合わせる 「のり」としてDNA ア が用いられる。 制限酵素は, DNA を 特定の塩基配列の部位で切断する酵素で、このなかには図1のEco RV のように二 本の鎖をそろって切断する酵素もあるが, Bam H のように、片方の鎖がヌクレオ チド数個分だけ長い断面(これを付着末端とよぶ) をつくるように切断する酵素もあ る。後者のような酵素で切断したDNA 断片では,塩基配列が相補的な付着末端を もった断片どうしを適切な条件下におけば結合するため, DNA アを利用し て容易につなぎ合わせることができる。 Eco RV 5′-G-A-T+A-T-C-3' [切断 3-C-T-A+T-A-G-5' Bam HI 5′-G+G-A-T-C-C-3 3-C-C-T-A-G+G-5 切断 5'-G-A-T A-T-C-3' 3-C-T-A T-A-G-5' 5'-G + 3'-C-C-T-A-G -92- + G-A-T-C-C-3' G-5' 図 1 組換えた遺伝子 DNA は, 大腸菌などに導入し, 複製や発現を行わせることがで きる。 大腸菌に特定の遺伝子を導入する場合, イ とよばれる 「運び屋」 が利用 される。 この代表例はプラスミドとよばれる小形の環状DNA で,細菌などに感染 すると, 宿主によって複製され,またプラスミドにある遺伝子が発現する。 遺伝子 操作に用いられるプラスミドは、人工的に改変されたもので, プラスミドが導入さ れた大腸菌を容易に選別できるよう抗生物質耐性 (図では, X耐性・耐性として 示している)などの遺伝子が含まれており, また複数種の制限酵素で切断できる部 位がある。 以下の手順で、図2に示すプラスミドを用い, 図3に示す DNA 断片を大腸菌に 導入する実験を行った。 なお, 用いたプラスミドは全長約4.4kbp (1kbp は 1000 ヌクレオチド対) の DNAからなり, そのなかに2種の抗生物質(XとYとする)に 対する耐性遺伝子を含んでいる。 通常の大腸菌は抗生物質存在下では生育できない が、抗生物質耐性遺伝子は、抗生物質存在下での生育を可能にするはたらきがある。 i) プラスミドに組み込む DNA 断片の準備 (a) 図3のDNAから, Bam HIともう一種類の制限酵素を用いて目標の 断片を切り出した。 ii) プラスミドを切り開く 図2のプラスミドを Bam H で処理し、特定部位を切り開いた。 道) DNA 断片とプラスミドの接合 ……… i で得たDNA 断片 (全長1.4kbp) と iiのプラスミドを混合した後, DNA アで処理し, つなぎ合わせた。 iv) 大腸菌への導入 2kbp 道の処理を行った多数のプラスミドと大腸菌を適切な塩類溶液中におく ことで, 大腸菌にプラスミドの取り込みを促した。 v) 大腸菌の選択 ivの処理を行った大腸菌を通常の培地および抗生物質XまたはYを (b) [-] 添加した培地で培養し, 遺伝子の導入が成功した大腸菌だけを選択して 培養し,増殖させた。 酵素2切断部位 X耐性 0.8 kbp Y耐性 Bam HI 切断部位 図2 プラスミド 1.6kbp 酵素 Z切断部位 DNA -93- Bam HI 切断部位 酵素Z 切断部位 1.2kbp 導入したい部域 1.4 kbp 図 3 遺伝子の発現

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★第14問 PCRによるDNAの増幅に関する次の文章を読み、下の問い (問1~5) に答えよ。 [解答番号 1 5 (配点 16) DNAの増幅は、遺伝子操作の基本的な技術である。 PCR は, (a)DNAポリメラー を含む反応液に増幅したい DNAの断片を加え, 試験管内でDNAを増幅する方 法である。この際、反応液にはDNA合成の材料となるヌクレオチドだけでなく, とよばれる, 短いヌクレオチド鎖を加える必要がある。 これは, DNA ポ リメラーゼがヌクレオチド鎖を合成する際に, 起点となるもので、 下の図1に点線 の枠で示す DNAの領域を増幅したい場合, の部分と同じ塩基配列をもっ たヌクレオチド鎖を用意する必要がある。 ウ にして増幅する DNAを一本鎖 必要な物質をすべて含む反応液を まず にし、 次に、温度を I にしてこの一本鎖にプライマーを結合させた後,温 度を オ にしてDNAポリメラーゼをはたらかせることで新しい鎖を合成させ る。 という(L) サイクルを反復することで, 対象のDNAを増幅することができる。 PCR は, 1 分子の DNA を何万倍にも増幅することが可能なため、 犯罪捜査などさ まざまな目的に応用されている。 試料となる DNA 3' 5' ca : b 増幅する領域 図 1 20 d: 5' 3' 遺伝子の発現 第2章 間 1 PCRに用いられる下線部(a)についての記述として最も適当なものを、次の ①~④のうちから一つ選べ。 1 ① 大量に培養できる大腸菌の酵素が利用されている。 ② 一本鎖DNA の, 特定の塩基配列の部位に結合する。 ③ ヌクレオチドを脱水重合することで鎖を伸長させる。 ④ ヌクレオチド鎖どうしをつなぐことはできない。 問2 上の文章中の ちから一つ選べ。 問3 上の文章中の ① 岡崎フラグメント ④ プロモーター ① aとb ア 問4 上の文章中の 2 ① ② ③ 4 ⑤ 6 イ ①~④のうちから一つ選べ。 3 に入る語として最も適当なものを、次の①~⑤のう ドメイン ⑤ リーディング鎮 約 60℃ 約 60℃ 約70℃ 約70℃ #95°C 約 95℃ に入る記号の組合せとして最も適当なものを、次の ② ad を次の①~6のうちから一つ選べ。 4 ③ b と c I 約70℃ 約 95℃ 約 60℃ 約 95℃ 約 60℃ #70°C ③ プライマー オに入る温度の組合せとして最も適当なもの オ 約 95℃ 約70℃ [約 95℃ 約 60℃ #70°C 約 60℃ 4 ct d

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★第13問 大腸菌における遺伝子発現の調節に関する次の文章(A・B) を読み, 下 の問い(問1~4) に答えよ。 〔解答番号 1 5 ( 配点 18 ) A 大腸菌を、グルコースとラクトースが含まれる培地で培養すると, 栄養源とし てグルコースが利用できるうちはラクトースを利用しないが, グルコースがなく なるとラクトースを利用するようになる。 ラクトースを栄養源として利用する場 合には、ラクトース分解酵素を始めとして, グルコースの利用には必要ない3種 類の酵素が必要となる。 これらの酵素の遺伝子は、培地にグルコースがある場合 には発現が抑制され, ラクトースはあるがグルコースがない場合には発現が促 進されるようひとまとめに調節されておりラクトースオペロンとよばれている。 ラクトースオペロンでは、3種類の酵素の遺伝子の上流に, 図1に示すように, RNAポリメラーゼが結合する部域と, 遺伝子発現の調節にはたらく2種類のタ ンパク質(X・Yとする) が結合する部域xy がある。 (a) 部域xにタンパク質 Xが結合すると, DNA への RNAポリメラーゼの結合が促され, また、部城y にタンパク質Yが結合すると, DNAへのRNAポリメラーゼの結合が妨げられる。 タンパク質Yのようなはたらきをもったタンパク質は ア とよばれ,また, このタンパク質が結合する部域yは イ とよばれている。 タンバ ク質 X 11 部城 RNA ポリメラーゼ タンパ ク質 Y A 部城y RNAポリメラーゼ が結合する部域 酵素1 ラクトースの利用に必要な 酵素群の遺伝子 図1 ラクトースオペロン 85 - 酵素2 酵素 3 遺伝子の発現 第2章 問1 下線部(a)に関して考えられることとして最も適当なものを、次の①~⑤ のうちから一つ選べ。 1 ① タンパク質Xは,グルコースがあると部域xに結合し, タンパク質Yは, グルコースがないと部域yに結合する。 ② タンパク質Xは, グルコースがないと部域xに結合し, タンパク質Yは, グルコースがあると部域yに結合する ③ タンパク質Xは, ラクトースがないと部域ェに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがあると部域yに結合する。 ④ タンパク質Xは, グルコースがあると部域xに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがあると部域yに結合する。 ⑤ タンパク質Xは, グルコースがないと部域xに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがないと部域y に結合する。 イ 問2 上の文章中の ア を次の①~6のうちから一つ選べ。 ① ② 4 [⑤ 6 ア オペレーター オペレーター 基本転写因子 基本転写因子 リプレッサー リプレッサー に入る語の組合せとして最も適当なもの 2 イ プロモーター リプレッサー オペレーター リプレッサー オペレーター プロモーター 86

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