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生物 高校生

問4が解説を読んでも、なぜこのような式になるのか分かりません。 解説をよろしくお願いします!

問題 2.遺伝子とその働き 55 計算 伝子に関する計算問題■遺伝子とその働きに関する次の文章を読み,下の各問い に答えよ。 調のアミノ酸からなるタンパク質Kの設計図となる遺伝子Kがある。次に承す塩基 * その遺伝子Kから転写されてつくられた mRNAの一部である。 はアデニン,Gはグアニン、Cはシトシン,Uはウラシルを示す略号である。) mRNA DNA と RNA は構造上どのような相違点や共通点があるか。最も適当なものを、 下のD~6から選べ。 DNA を構成する単位はヌクレオチドだが、RNA はスクレオチドではない。 DNA の構成単位には糖やリン酸が含まれるが、RNA には含まれない。 3 DNA は二重らせん構造をもつが、RNA は環状の1本鎮構造である。 DNA 分子に比べると,RNA 分子はかなり長い。 6 DNA も RNAも,構成単位には4種類のものがある。 間2.上に示した mRNA の領域がすべて翻訳されたとすると、この領域が指定するアミ 解答&解説 章 ノ酸は何個か。 間3.(1) DNA も塩蓋3つでアミノ酸1つを指定している。問題文より, タンパク 質Kを構成するアミノ酸数は189個であり, このアミノ酸を指定する塩基は 189×3=567 となり,塩基対の数もこれと等しいので567塩基対である。 (2X1)より遺伝子Kの DNAの塩基対数は567個なので,この DNA からつくられ る MRNA の塩基の数も同数の567個である。問題文よりこの MRNAに204個の アデニン, 83個のシトシン, 135個のグアニンが含まれているので, 残りはウラシ ルとなりその数は567-(204+83+135)=145 とわかる。 このウラシルは鋳型鎖 DNA のアデニンから写し取られているので, その数は 等しく,鋳型鎖 DNA のアデニンの数は145個となる。また, 鋳型鎮 DNA のグア ニンの数は MRNAのシトシンの数と等しいので, 83個となる。 (3)2本鎖DNA では, 鋳型鎖と対になる鎖の塩基の数も加えなければならない。 まず,鋳型鎖のシトシンの数は MRNA のグアニンの数に等しいので135個である。 鋳型鎖と対になる鎖では,シトシンは鋳型鎖のダアニンと対になっている。鋳型 鎖のグアニンの数は mRNA のシトシンの数 (83個)と等しくなる。したがって2 本鎖 DNAのシトシンの数は, 135+83=218 となる。 問4.(1)ヒトの染色体数は46本であり、ゲノムが2組含まれている。したがって, ゲノム1組は半分の23本(生殖細胞の染色体数)の染色体に存在する。よって1本 の染色体当たりに含まれる2本鎖 DNA の塩基対数は, 30億-23=1億3千万と なる。 (2)この問題はヒトの遺伝子の数が約20000個であることを知っていないと解け ない。間3(1)より,遺伝子Kの塩基対数は567個であるので,これにヒトの遺伝子 数をかけてアミノ酸を指定している領域の塩基対数を計算すると 567×20000-11340000 となる。ゲノムの総塩基対数が30億なので, アミノ酸を指 定している領域の割合は(11340000-30億)×100年0.4(%) となる。 なお,ここでは,およその数値を求めれば答えることができるので,塩基対数。 をおよそ600として計算してもよい。その場合、(600×20000)-30億×100=0.4 (となり, 同じ結果となる。 問3.実際には、上の mRNA の塩基はさらに両側に続いており、アミノ酸を指定してい る範囲に204個のアデニン, 83個のシトシン、135個のグアニンが含まれている。次の(1) ~(3)に答えよ。 (1) 遺伝子Kのうち、アミノ酸を指定している2本鎮 DNA 領域の塩基対は何個か。 (2) 遺伝子Kのうち,アミノ酸を指定している鋳型鎖 DNA 領域のアデニンとグアニン はそれぞれ何個か。なお,鋳型鎖 DNA とは2本鎖DNA のうち,転写の時に mRNA の塩基配列のもとになる鎖である。 (3) 遺伝子Kのうち,アミノ酸を指定している2本鎖 DNA に含まれるシトシンは何個 か。 問4.ヒトの場合.ゲノムには約30億個の塩基対が含まれていることが知られている。こ こでは、ヒトの遺伝子のアミノ酸を指定している領域がすべて遺伝子Kと同じサイズで あると仮定する。次の(1), (2)に答えよ。 (1) ヒトの体細胞において,1本の染色体当たりに含まれる2本鎮DNA は、平均する と何個の塩基対で構成されることになるか。最も適当なものを、下の0~8から選べ。 01千5百万個 2 3千万個 3 4千5百万個 0 6千5百万個 6 1億3千万個6 2億5千万個 の 3億個 8 4億5千万個 (2) 上の仮定にもとづくと,ヒトの2本鎖DNA の全塩基配列のうち,アミノ酸を指定 している領城は何%程度と見積もられるか。 2 0.1% の 4.5% 0 0.01% 3 0.4% 0 1.0% 6 1.5% 6 3% 8) 15% 9 20% 10 30% (16.名古屋学芸大改題) 問4.(2)ヒトの道伝子の数は約20000である。 遺伝子とその働き

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なぜ、このような式になるのですか? 解説を呼んでも分かりませんでした。 回答よろしくお願いします!

遺伝子の本体であることが明らかとなった。ァ核1個当たりの DNA 量は,ヒトの肝臓の 問題 思考判断計算 口49. DNA 量とゲノム■核酸に関する次の文章を読み,下の各問いに答えよ。 核酸はミーシャーによって1から発見され,その後,核酸の一種である DNA。 場合,約6×10gであり,このことからヒトの精子は約2×10-"gの DNA た。 んでいると推察される。また,ヒトの肝臓の DNA に含まれる塩基を調べてみると、約20。 がアデニンであり,このことからグアニン含量は,ヒトの肝臓の DNA では約「3 ヒトの精子の DNA では約口 下のような操作を行った。 まず,ニワトリの肝臓をすりおろし,DNA と混在しているタンパク質を除きやすく+ るためにトリプシンを加えた。次に食塩水を加え,5分間煮沸した。煮沸後の溶液をろ当 した後, 5 4 1%であると推察される。DNA を単離する目的で、 を加え,この操作を何度かくり返して,繊維状の沈殿を得た。 |5に当てはまる最も適切な語句や数値を答えよ。 問1.上の文中の 問2.ヒトのゲノム(染色体数23本)の総塩基対数は,約30億である。ゲノム全体で塩基細 成に違いがないとした場合,1000塩基対分のDNAの重さ(g)はどれくらいになると計算 されるか。下線部アの記述を参考にして,最も適切な数値を答えよ。 解答&解説 v 4A 『の K L/J*Y 14 ノ ル ー Iロ ノ v'o 間2.肝臓を含むヒトの体細胞は46本の染色体を含み, DNA 量はゲノムの2倍と なっている。したがって,ヒトのゲノムに相当する DNA 量は, 6×10-2gの半分 の3×10-2gである。ヒトのゲノムは30億(3×10°)塩基対であることから, 1000(10°)塩基対の DNA 量は,3×10°塩基対:3×10-12g=10°塩基対:xgより, 3×10-12×10° 3×10° =1×10-18 (g)となる。

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問4についてです。 解説を見てもしっくりきません。 「塩基3つで1つのアミノ酸を指定する」といったことには気をつけずに考えて良いのはなぜでしょうか? 回答よろしくお願いします!

問2.大腸菌の遺伝子数から全アミノ酸数を計算し,さらに翻訳領域の塩基対数を求める。 計算 47.塩基の割合と DNA■次の文章を読み,下の各問いに答えよ。 ある細菌のDNA の分子量は2.97×10で,アデニンの割合が31%である。このDNAか ら3000種類のタンパク質が合成される。ただし, 1ヌクレオチド対の平均分子量を660)タ ンパク質中のアミノ酸の平均分子量を110とし,塩基配列のすべてがタンパク質のアミノ 酸情報として使われると考える。また,ヌクレオチド対10個分の DNA の長さを3.4nm とする。(1nm=10-°m)また,ウイルスには, いろいろな核酸を遺伝物質としてもつもの がある。なお,答えは有効数字2桁まで求めよ。(有効数字については,付録3(p.168)を 参照。) 問1.この DNA に含まれるグアニンとチミンの割合をそれぞれ記せ。 問2.この DNA は何個のヌクレオチド対からできているか。 問3.この細菌の DNA の全長はいくらになると考えられるか。 問4.この DNA からつくられる MRNA(伝令 RNA)は,平均何個のヌクレオチドからで きているか。 問5.合成されたタンパク質の平均分子量はいくらか。 問6.表は4種類のウイルスの核酸の塩基組成[モル%]を調べた結果である。以下のア~ エのような核酸をもつウイルスを,①~④からそれぞれ選べ。 ア.2本鎖 DNA イ.1本鎖 DNA ウ.2本鎖 RNA エ.1本鎖RNA 塩基組成(モル%) ウイルス A C G T U 29.6 20.4 20.5 29.5 0.0 2 30.1 15.5 29.0 0.0 25.4 24.4 18.5 24.0 33.1 0.0 4 27.9 22.0 22.1 0.0 28.0 (福岡歯科大改題) ヒント 問5.タンパク質1つ当たりのアミノ酸の数を求め,アミノ酸の平均分子量をかければよい。 問6.2本鎖と1本鎖の構造の違いから考える。

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61.免疫のしくみと病気に関して, 以下の問いに答えよ。 免疫反応では、一般に自己のからだを構成している細胞や成分にはたらくリンパ球 は、死滅したりはたらきが抑えられたりしている。 このようにして自分自身に対する 免疫がはたらかなくなっている状態を7)]という。 一方で, 自分自身のつくる物質 を抗原と認識し、,免疫反応が起こる場合もある。このような病気を)]とよび,関 節リウマチなどが知られている。 (1) 文章中の に適切な語句を記せ。 (2) ワクチンを用いる予防接種では, 自然免疫にはなく,適応免疫だけがもつ2つの重 要な特徴がいかされている。この2つの特徴をそれぞれ 20字以内で答えよ。 (3) HIV によって引き起こされる後天性免疫不全症候群 (AIDS) を発病すると, 免疫機 能が低下し,通常では発病しないような弱い病原体の感染でも発病するようになる。 AIDS を発病するとB細胞が存在するにもかかわらず, 抗体を産生する能力が低下 する。B細胞の抗体産生能力が低下する理由を説明せよ。 (4) 4匹の正常なマウス(①~O)に抗原X, 抗原Yを表のように注射した。1回目の注 射後40日目に2回目の注射を行った。また2回目の注射後20日目に血液を採取し, 抗原XまたはYに対する抗体濃度をそれぞれ測定し, 図のような結果を得た。 表 のマウスD~のは図のマウスa~dのどれに対応するか答えよ。 ただし, 抗原Xと 抗原Yは同程度の応答を引き起こすが, 産生される抗体は全く異なるものとする。 表 マウスに注射した抗原 100 100 マウス 1回目 2回目 10- 10- の X Y の Y X Y Y X X+ Y a 「b cd a b c d 図 マウス a~dの血液中の抗原XまたはYに対する抗体濃度 (15 関西学院大改) Xに対する抗体(相対値)

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60.免疫に関する実験を行い, 次のような結果を得た。 (実験1) W系統のマウスにW系統のマウスの皮膚を移植するとその皮膚は生着した が、W系統のマウスにN系統のマウスの皮膚を移植すると拒絶反応を起こした。 (実験2) W系統のヌードマウスにN系統のマウスの皮膚を移植すると拒絶反応を起 こさなかった。なお, ヌードマウスとは, 遺伝子の変化によって生じた無毛のマウ スである。このマウスは正常なB細胞をもつが胸腺を欠失している。 (実験3) W系統のヌードマウスにW系統のマウスの胸腺を移植した。 その後, N系 統のマウスの皮膚を移植すると拒絶反応を起こした。 この拒絶反応を示したマウス には、W系統のヌードマウスに由来する成熟したT細胞が多く存在した。 (実験4) W系統のヌードマウスに放射線を照射し, 別のW系統のマウスの胸腺を移 植した。その後, N系統のマウスの皮膚を移植するとその皮膚は生着した。なお, マウスに放射線を照射すると, リンパ節や骨髄にあるリンバ球を殺すことができる。 (1)実験1において移植された組織片の拒絶にかかわった免疫機構の名称を答えよ。 (2) 実験1,2から判断して, 移植された組織片に対して拒絶反応を起こした細胞の名 称を答えよ。 (3) 実験3から判断すると, W系統のヌードマウスはB細胞やT細胞をもっているに もかかわらず、実験2では拒絶反応を起こさなかったことになる。その理由を25 字以内で説明せよ。 (4)胸腺について, 実験結果2, 3, 4から導き出せることを40字以内で説明せよ。 [10 同志社大 改)

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58. 血糖濃度の調節と糖尿病について次の文章を読み, 以下の問いに答えよ。 ヒトでは,血糖濃度が上昇する とインスリンが,血糖濃度が低下 するとグルカゴン,アドレナリン, 糖質コルチコイドが分泌される。 ヒトの糖尿病は発症のしくみに よっておもに2つの型に分けら れる。いま,ヒトの糖尿病と同様 に2つの異なる機構で発症する2系統のマウス (Xマウス, Yマウス)と正常マウスに 一定量のグルコースを投与する実験を行い, 図1,2の結果を得た。 (1) インスリンが血糖濃度を低下させる2つのしくみをそれぞれ 40字以内で答えよ。 (2) 糖質コルチコイドが血糖濃度を上昇させるしくみを 40字以内で答えよ。 (3) 下線部について, 図 1,2から類推できる, XマウスおよびYマウスの糖尿病発症の しくみを「インスリン, 標的細胞」の語を用いて 80 字以内で答えよ。ただし, イン スリン自体に異常はなく, インスリン以外のホルモンは考慮しないものとする。 (4) 正常マウスに一定量のインスリンを投与した結果, 図3の 高! ような血糖濃度の変化が観察された。 Xマウス, Yマウス に正常マウスの場合と同様のインスリンを投与したとき, 血糖濃度の変化はおよそどのようになると考えられるか。 下図の(a)~(e)からそれぞれ1つずつ選び, 記号で答えよ。 ただし,下図の(a)~(e)の目盛りは図3と同じである。 250 100 200 80 150 60 100 *正常マウス 50 20 -X マウス →Yマウス 100mL 0 0 0 30 60 90 120 0 30 60 90 120 グルコース投与後の経過時間(分) 図1 グルコース投与後の グルコース投与後の経過時間(分) 図2 グルコース投与後の インスリン濃度の変化 血糖濃度の変化 インスリン投与後の経過時間 図3 インスリン投与後の正常 マウスの血糖濃度の変化 インスリン投与後の経過時間→ (14 岐阜大改) 高←血糖涙度→低 血糖濃度→低 インスDン展越(\) 高十血糖濃度→低 血糖濃度(0 局←血獲濃度→低 高←血糖濃度 →低 高十血雅濃区→低

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