生物
高校生
解決済み
複製の問題で、問5の考え方が解説を読んでもよくわかりません。教えてください😣
101>次の文章を読み、下の問いに答えよ。ふさ開
大腸菌に感染して増殖する T。 ファージ(以下
ファージという)は, 約2.4×10 ヌクレオチド対
からなる DNA がタンパク質の殻に包まれた簡単な
構造をしている。ファージと大腸菌を混合すると、
ファージはまず大腸菌の表面に吸着し, 混合してか
ら約5分後に大腸菌内でファージの DNA 合成が始
まる。20~30分後には大腸菌が溶かされて, 多数
の子ファージが放出される。 この様子を詳しく調べ
るために次の実験を行った。
実験 放射性同位元素のリン (°P) と硫黄 (35S)を加
えた培地で培養した大腸菌にファージを感染させ、
3Pと 3S で標識した(目印をつけた) ファージを
集めた。次に,このファージと標識していない大
腸菌を混合し(この時間を0分とする), 放射性同
位元素を含まない培地で培養を続けた。 この間、定期的に培養液の一定量を取り、大
腸菌細胞内で合成されるファージ DNA 量を, 時間を追って測定した(上図)。
問1 実験結果から, DNA が指数的に合成されている期間では,ファージ DNAが1
製するのに要する時間は何分か。次の①~⑦から一つ選べ。
100
50
5
20
10
10
5
2
5
5
10
15
培養時間(分]8
00.1分
20.2分
30.5分
の1分
52分
65分 の11分
問2 この間の DNA 合成速度はファージ DNA 1分子あたり毎秒およそ何ヌクレオチ
ドか。次のD~⑥から一つ選べ。
の4×10
22×10
31×10
の8×10°
64×10°
62×10°
問3 標識した放射性同位元素について大腸菌細胞内に含まれるものは何か。 次の①~
3から一つ選べ。
0 Pと35S
2 P 3 35S
問4 放射性同位元素で標識されていないファージ DNA 分子(二本鎖 DNA)が出現す
るのは約何分後か。次の①~8から一つ選べ。
D1分
22分
33分
の4分
65分
66分
の7分
88分
問511分の時点において, 全ファージ DNAのうち放射性同位元素で標識されている
ファージ DNA の割合はおよそどれくらいか。 次の①~⑦から一つ選べ。
1
5)
16
6
32
1
7)
64
01
4
8
(東京理科大改)
菌体内ファージDNA量(相対量)
101 間10
問2の
世会合
問32
問4の
009(
問56
問1縦軸が対数目盛である点に注意してグラフを読み取る。 菌体内のファージ DNA 量は,
5分後に1,6分後に2,7分後に4, 8分後に8という具合に増加しているので, 1分ごとに
2倍になっていることになる。
問2 ファージDNA の2.4×10° ヌクレオチド対が1分間で複製を終え, 2倍になるのだから,
ヌクレオチド対に対して2倍し、毎秒なので 60で割る。すなわち, 2.4×10°×2=60=8×
10° となる。
問3P(リン)は DNA の構成元素, S(硫黄)はタンパク質の構成元素である。ファージが大腸
菌に感染すると,ファージのDNA のみが大腸菌内に入り増殖する。ハーシーとチェイスは
大腸菌体内にPが入るがSは入らないことから,Pを構成元素とする DNA が遺伝子本体で
あると結論付けた。
問41回目の複製では, 二本鎖 DNA のうちー方の鎖のみが未標識となり,2回目の複製か
ら二本鎖とも未標識の DNA が出現する。2回目の複製後には, ファージの DNA 量が4倍に
なるので、縦軸が4となったときの培養時間(横軸)を読む。
問5間1より,ファージがDNAを1回複製するのに要する時間は1分である。5分後に
DNA の複製を開始し, 11分後には6世代目となる。したがって,1本の DNA が「2°=64」
倍になる。一方,0世代目の二本鎖とも放射性同位元素を含む DNAは,1世代目に一方の鎖
のみに放射性同位元素を含む二本鎖 DNA (DNA 量としては0世代の2倍)になる。この二本
鎖 DNA が複製すると, 3世代目は放射性同位元素をまったくもたない二本鎖 DNA と一方の
鎖のみに放射性同位元素を含む二本鎖 DNA になる。以後,何度複製を繰り返しても一方の
ー る
AMG
鎖のみに放射性同位元素を含む二本鎖 DNA の量は変わらず, 0世代の DNA 量の2倍のキキ
である。全体が0世代の 64倍,ー方の鎖のみに放射性同位元素を含む二本鎖DNAが0冊件
ことなる。数式に示せば,1世代目の DNA の割合を1, 世代を
1
2
の2倍となるので、
64
32
1
としたとき、
2-Tで求められる。
基本事項●
*P(リン)は DNA の構成元素であるが,タンパク質の構成元素ではない。
*S(硫黄)はタンパク質の構成元素であるが, DNAの構成元素ではない。
エクセル n世代後の1世代目の DNA の割合は。-T
1
コーで求められる。
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ありがとうございます！理解できました🙇♂️