Question

あんり

生物の質問です。
大問5の
問3〜問5の解き方を教えてください。
答えは
問3 6
問4 ウ
問5 (1)2000 (2)1800
です。

4. 脊椎動物の胚の発生では,形成体が重要な働きをするが,形成体の働きは原口背唇だけに
みられるのではない。 神経管が形成されると, 神経管が二次形成体になり, 誘導を起こしてき
らに別の部分が三次形成体になるというように, 誘導が連鎖して, さまざまな組織や器官が形
成される。 眼の形成過程もその例である。
眼胞
問1 次の文章は脊椎動物の眼の形成につ
いて述べており、 図はその過程を模式的
に表したものである。 文中の(1)~(
6)に適語を記入せよ。 <知 ① × 6 >
神経管が発達すると, 前方は膨らんで(1)となり, 後方は ( 2 )となる。(1)の左右から
伸びだした眼胞がやがて(3)になるとともに, ( 4 )に働きかけて( 4 )から(5)を誘
導する。 さらに, ( 5 )の働きかけで( 6 )が誘導される。
問2 眼胞はどの胚葉から発生するか。 <知 ①>
問3 図の①~⑤の部分の名称を記せ。 <知 ① × 5 >
5. 以下の文章を読み, 各設問に答えなさい。
大腸菌のプラスミド由来のベクターを用い, 目的の DNA 断片を増幅することができる。 制
限酵素 NotI で処理をしたA遺伝子の DNA 断片 0.1μg と同じ制限酵素で処理をした 3000 塩基
対からなるベクターDNA 0.02μg を混ぜて ( 1 ) により DNA を連結した。 連結した組
換えプラスミドDNA 0.02μg を,大腸菌に導入し, その1/3の数の大腸菌を抗生物質 X の入っ
また寒天培地で培養した。 ベクターには抗生物質 X を分解する酵素遺伝子が組み込まれており,
抗生物質X入りの培地で培養すると、 その組換えプラスミドをもった大腸菌のみが増殖できる。
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T その結果抗生物質 X入りの寒天培地では80個のコロニーが形成された。 次にその1つのコロ
ニーの大腸菌を, a2mL の抗生物質 X入りの液体培地で培養し, 遠心分離により集めた。 この
大腸菌から種々の工程を経て組換えプラスミドDNAを精製し, 全量を120μLの緩衝溶液に溶
かした。
次に,精製した組換えプラスミドDNA溶液を1μLとり, いくつかの組合せの制限酵素,緩
衝溶液を入れて合計 15μLにし、37℃1時間の反応を行った。 反応液全量に色素など 2μLを加
えて, 17μL 全量を用いてアガロースゲル電気泳動を行い, DNAの泳動パターンを調べた。
問1 空欄( 1 に入る酵素の名前を答えよ。 <思②>
問2 A遺伝子の導入実験で, A遺伝子を連結した組換えプラスミドDNA 1μg あたり計算上
何個のコロニーが形成されるか答えなさい。 <思③>
問3 図1にA遺伝子の DNA 断片を含む組換えプラスミド上の制限酵素 (EcoRI および NotI)
の切断部位を示す。 ベクター部分には EcoRIの切断部位がないことがわかっている。 この組
換えプラスミドDNA を EcoRI によってすべて切断した時, その電気泳動パターンはどのよ
うになるか、 図2のレーン1~7の中から最も適当なものを1つ選び, 番号を答えなさい。
<思③ >
A 遺伝子断片
NE
E
E
SS
I
1 100
1300 1900
E
EN
SS
3700
4600 5000
図1 A 遺伝子断片の制限酵素の切断部位
E=EcoRI, N = Not。 数字は A遺伝子断片の両端の塩基対を
それぞれ1番目と5000番目とした時の制限酵素切断部位の位置
を示す。 ベクター部分 (黒い実線) は途中から省略してある。
5000
4000
3000
2500
2000
1500
1000
750
500
M 1
2
3
4
5
6
7 M
図2 各種 DNA 断片を含むプラスミドDNAのEcoRI 処理後の
電気泳動のパターン
両端のレーン (M) は同じ分子量マーカーで, それぞれのバンド
の長さ (塩基対数) は左端の数字に示すようにわかっている。
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問4 図2のA遺伝子由来 DNA 断片の 600 塩基対の長さのDNAのバンドには DNAが2.4n
g含まれ、下線部 a の培養後の液体培地中の大腸菌数は 4.4×108個/mL とする。この大腸菌
1個あたりに含まれている組換えプラスミドの重量を計算し、 最も近い値をア~カから選び
記号で答えよ。 ただしプラスミドDNAは大腸菌から100%回収できたものとする。 <思③>
ア. 3.6×10-7ng
イ. 7.5×10-7ng
エ.7.8×10-6ng 才. 4.2×10-5ng
ウ. 4.5×10-6ng
力. 6.2×10-5ng
問5 図1のA遺伝子部分のみの DNA 断片(5000 塩基対), 1番目の塩基対側を放射性同位
体で標識したものについて考える(図3 あ)。 このDNA断片を3種の制限酵素 (XhoI, BamH
I, HindIII)でそれぞれ処理をした。 各酵素について切断部位がすべて切断された場合(完全分
解)と,反応時間を短くすることによって切断部位の一部が切断されないような限定的な分解
をした場合(部分分解)に分けて, 電気泳動を行った。 ただし, 部分分解したものの中には, 全
く切断されなかったものから完全に切断されたものまでさまざまな DNA 断片が含まれてい
る。 すべての DNA 断片を染めることのできる色素(臭化エチジウム ; Etbr) で染色したものと、
標識した DNA 断片を放射線で検出したものの電気泳動パターン(図3)を比較すると3種
類の制限酵素の切断部位の位置を決定することができる。 それをもとにA遺伝子の DNA 断
片を (1) XhoI と BamHI を同時に加えて完全分解した場合と, (2) XhoI と HindIII を
同時に加えて完全分解した場合に予想される最も長い DNA 断片の長さ(塩基対数)をそれぞ
れ求め、答えよ。 <思③×2>
図3
18000
(あ)
レシ
1番側
*5'
3'
5000番側
3'
'5'
完全分解
部分分解
Etbr 染色
放射線検出
Etbr 染色
放射線検出
M
X
B H
XB
H
X B H
X B H
5000
5000
5000 5000 5000 5000 5000
4000
3800
4200
14100
4100
3000
3300
3300
2700
2700
3000 2700
3000 2700
2000 2300
2000 2300
2000
1800
1800
1200
1200
1000
900
800
500
800
1200
1200
900
800
800
(あ) 片側のみ放射性同位体で標識 (*) したA遺伝子断片の模式図
(い)各種制限酵素処理後の電気泳動の結果。 それぞれ X=XhoI、B=BamHI、H=HindⅢによる
制限酵素処理を表す。 左端のレーン(M)は、すべてのレーンに共通の分子量マーカーの長さ (塩
基対数) を示し、 各バンドの数字はそれぞれの長さを示している。
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Answer 1

銀木犀

遅くなってすみません！
問4は自分も苦戦してるので一旦3と5だけ解説します
悔しいので4も後々リベンジして解け次第載せます…！

問3
図1ではプラスミドの一部が直線のように書かれているが、実際のプラスミドは、A遺伝子断片(5000塩基対)とベクターDNA(3000塩基対)が繋がって円になっている。図1を参考にプラスミドを図示すると、1枚目の写真の黒字で書いたようになる。そこからEcoRIの切断部分のみに注目して、どんな断片ができるか確かめると、青字で書いた長さの断片ができる。これを図2と照らし合わせていくと、6と一致する。

問5
図3（い）右の部分分解の放射線検出に注目して考える。
まずはXhoⅠのみの場合、BamHⅠのみの場合、HindⅢのみの場合のそれぞれで切断される場所について順番に考える。次にこの3つの場合を重ね合わせる。すると切断箇所は2枚目の写真のような位置関係だとわかる。この図を元に(1)(2)それぞれ必要な切断箇所をピックアップして断片の長さを書き出すと答えがわかる。

今回の問題は図示すると途端にわかりやすくなります…！自分で解く時も図を書いて整理すると解きやすいですよ！

あんり

すみません。長いこと考えていただき感謝しかないです。解説読ませていただきます。