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右ページの赤下線についてわかりやすく教えて欲しいです

6 が育たなくなった。図 コイが光量に与える影響は環境形成作用 性免疫 the Death 12 (77117) できている。 実践例題 7自然浄化 湖や沼では、植物プランクトンや各種の水生植物が生産者として、動物プランクトンや魚類な どの動物が消費者として、それぞれ生活している。これらの生物は、食物や生活場所などについ て相互に深い関わりがある。また、光の強さ 水温・酸素や二酸化炭素の量・無機塩類などの (1)との間に作用・環境形成作用の働き合いがみられ、湖沼生態系としてまとまっている。 河川や湖に流れ込む有機物は、その量が少ないときは希釈されたり、微生物の働きによって無 機物に分解されたりする。この働きは(2)と呼ばれる。(2)の範囲を超える量の産業排 水や生活排水が川、湖、 海に流入すると、 水中に有機物が蓄積し、水質が悪化することになる。 湖や海において、ア などの無機物が蓄積して濃度が高くなる現象は(3)と呼ばれ る。淡水や海水で(3)が進行すると、水面の近くで生活する植物プランクトンが異常に増殖 し、表面が青緑色などに変色するアオコや、 赤褐色になる赤潮が発生する。 物質の量 少 ▼汚水流入が続く 図 上流において汚水が流入する河川の水質の変化 → 下流側 9 のうちから1つずつ選べ。 )~(3)に入る最も適当なものを次の①~ 汚濁物質 下流では、汚水の流入による影響はみられなくなる。 上流側 問1 文中の( 1 ①自然再生 ⑥ 遷移 問2 ① 硫黄、 カリウム ② 硫黄、リン ③硫黄、窒素 問3 ④ 生物濃縮 ③生物的環境 ⑨ 富栄養化 ⑧ 栄養化 ⑤食物連鎖 ②自然浄化 ⑦非生物的環境 文中の ア ■ に入る最も適当なものを次の①~⑥のうちから1つ選べ。 ④ 窒素、カリウム ⑤ 窒素、リン ⑥リン、カリウム 図中のイ~ エ □に入る語の組み合わせとして、最も適当なものを次の①~ ⑥のうちから1つ選べ。ただし、 ①~⑥の語はイ、ウ、エの順に並んでいるものとする。 *BOD・・・ 生物学的酸素要求量の略称。 ① アンモニウムイオン、酸素 BOD ③ 酸素、アンモニウムイオン、 BOD S ② アンモニウムイオン、 BOD、 酸素 ④ 酸素 BOD アンモニウムイオン ⑤ BOD、 アンモニウムイオン、 酸素 ⑥ BOD 酸素、 アンモニウムイオン 問4 下線部に関する記述として、誤っているものを次の①~④のうちから1つ選べ。 ① 赤潮が発生した水域では、赤潮の原因となるプランクトンが毒素を出したり、 それらのプ ランクトンが魚介類のえらをふさいで呼吸を妨げたりする。 ②水界の環境やそこに生息する種の構成、個体数に著しい変化が起こり、 生態系の平衡に影 響を与える可能性がある。 ③ 農地に散布された肥料のうち作物に吸収されないものは、地下水や水路を通って湖や海に 流入し、アオコや赤潮の発生を引き起こす。 ④ アオコや赤潮の発生によって、 魚介類の個体数は大幅に増加する。 (13. 東京農業大改題) [解法] 解答 1-0 問1 2-2 3-9 (5) BBB 「光の強さ・水温・酸素や二酸化炭素の量・無機塩類など」は生物を取り巻く環 境である。 これを⑦非生物的環境という。 2川や海に流れ込んだ汚濁物質は、泥や岩などへの吸着や、沈殿、希釈、微生物 による分解などによって減少する。 このような作用を②自然浄化という。 3一空欄の前には「無機物が蓄積して濃度が高くなる現象」、後には「植物プランク ベトンが異常に増殖」とある。すなわち、植物プランクトンの異常発生の原因と なる、無機物の濃度が高くなる現象であるから、 ⑨ 富栄養化である。 問2 富栄養化の原因となる物質は窒素(N)とリン(P)である。窒素はタンパク質などを、 リンは DNA などを構成する元素であり、植物プランクトンの栄養分となる。 そのため、 川や海に窒素やリンが過剰に蓄積すると、植物プランクトンが大量発生する。 なお、カリウムも植物プランクトンの成長にとって重要な元素であるが、もともと水 中に十分含まれているので、 富栄養化の主な原因物質とはならない。 問3 汚水には多量の有機物が含まれている。この有機物は細菌によって分解され、この とき水中の酸素が消費される。 細菌による分解で有機物は減少してく。 有機物が減少す ると、細菌によって消費される酸素量も減少する。 また、 タンパク質などの分解産物と してアンモニウムイオン(NH4+)が生じる。 アンモニウムイオンは、硝化菌の働きによ って亜硝酸イオン(NO2-)、 硝酸イオン (NO3-) になり、 藻類の栄養分となる。これに よって藻類が増殖し、 藻類の光合成によって水中の酸素が増加する。 イ BOD (生物学的酸素要求量) は、 微生物が水中の有機物を分解するときに消費され る酸素量であり、この値が大きいほど有機物が多く、水が汚染されていることになる。 イは、汚水が流入した上流側で多く、下流になるほど減少している。このことから、 イはBOD であることがわかる。 ウウは、汚水が流入した上流側で大きく減少し、下流において増加している。このこ とから、汚水流入時に細菌による有機物の分解に伴って減少し、その後藻類の増殖に 伴って増加する酸素であることがわかる。 エエは、 汚水が流入した上流側で増加し、その後下流において減少している。 このこ とから、細菌による有機物の分解に伴って増加し、その後硝化菌の働きによって亜硝 酸イオン、 硝酸イオンになるアンモニウムイオンであることがわかる。 物質の量 ▼汚水流入が続く 多 アンモニウム イオン 第Ⅲ編 実践演習 酸素 BOD 汚濁物質 下流では、汚水の流入による影響はみられなくなる。 ⇒ 下流側 上流側 問4 ④ 誤 アオコや赤潮が発生すると、増殖したプランクトンが魚介類のえらをふさ いで呼吸を妨げたり、 毒素を出したりする。 また、 異常発生したプランクト ンの遺骸の分解に多量の酸素が消費されるため、水中の酸素濃度が減少する。 これらのことから、アオコや赤潮の発生によって魚介類の個体数は減少する と考えられるため、 誤りである。 成。 亜胞(作 -T C

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ジデオキシヌクレオチドとジデオキシリボースはどう違うのでしょうか? 下の画像ではジデオキシヌクレオチドでは3’がHとなっているとありますが、ジデオキシリボースの構造を調べると3’の部分があるOHとなっていました。この2つは別物なのでしょうか? お願いいたします🙏

1970年代中頃, DNAの塩基配列を解析する方法が開発された。 そのうちの1つは, ジデオキシヌクレオチドと呼ばれる特殊なヌクレオチドを用いる方法で,次のような 手順で行われる(図6)。 800 1 ①下図のような混合液を準備する。 ※解析したい鎖 5 3' 解析する DNA 3' ②解析したい DNAの相補鎖にプライマーを結合させ, DNA の複製を行う。 この過程でジデオキシヌクレオ チドが結合すると,そこで伸長が停止する。これに より,さまざまな場所で伸長が停止した長さの異な るヌクレオチド鎖が得られる。 5' 伸長停止 DNAポリメラーゼ プライマー 35 5' TT DNA合成の材料となる 混合液 35 ジデオキシヌクレオチド (塩基の種類ごとに異なる 蛍光色素で標識) 35 3' 3' 5' 15' ジデオキシヌクレオチドの構造と特徴 5' 塩基 PPP-O-CH2 O 1、 ③ 合成されたさまざまな長さのDNA断片を電気泳動 法で分離し、長さの順に並べる。 4種類の蛍光色素 を連続的に識別することによって, 塩基配列を読み 取る。 5' 3' 4K 3 H デオキシリボースでは3にOH が結合し ているが,ジデオキシヌクレオチドではH となっているため、 隣のヌクレオナドのリ ン酸と結合できない。 ジデオキシヌクレオチドが取り込まれると, ヌクレオチド鎖の伸長は停止する。 図6 塩基配列の解析法 MOVIE DNAの塩基配列は,シーケンサーと呼ばれる装置で,それぞれの塩基に対応する 4種類の蛍光色素を識別することで解析される。現在では,これとは異なる原理で膨 sequencer 大な量のDNAの塩基配列を高速に解析する装置(次世代シーケンサー)の開発が進み、 利用されている。

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同じ種類の制限酵素で切断とありますが、同じ制限酵素で切断できるということは同じ塩基配列が存在しているということでしょうか? そうであれば、なぜ同じ塩基配列が存在しているのでしょうか?🙏 お願いいたします!

ませ,そのDNA断片を増幅させる操作を行うことが多い。 まず, DNAを制限酵素 遺伝子を操作する際には, 特定のDNA断片をベクターに結合して微生物に取り込 A で切断して目的の遺伝子を含むDNA断片を切り出す。 次に,このDNA断片を じ種類の制限酵素で切断したプラスミドなどのベクターにDNAリガーゼを用いて組 み込み、これを微生物に取り込ませる。 プラスミドを取り込んだ微生物が増殖する。 る。このように, 目的の遺伝子断片を単離して増幅させることをクローニングという ともにプラスミドも微生物内で増殖するため、目的の遺伝子を増幅させることができ (図2)。 DNA S -制限酵素 目的の遺伝子を 含む部分 cloning 目的の遺伝子を含むDNA断片 GAATTC GAATTC CTTAA G CTTAA G DNAリガーゼで結合 GAATTC CTTAAG DNAリガーゼで結合 同じ種類の制限酵素で切断 ( ベクター (プラスミド) プラスミドは微生物内で 増殖する。 増殖 図2 ベクターを利用した遺伝子のクローニング DNAリガーゼ MOVIE 微生物に取り 込ませる。

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図6の静止電位の形成の左のイラストは細胞内でK+の濃度が高くなっていますが、それは活動電位が発生しているということですか? お願いいたしますm(*_ _)m

3 ニューロンによる電気的な信号の生成とそれを伝えるしくみ ニューロンが受け取った情報は,どのようなしくみで伝えられていくのだろうか。 細胞内に微小な電極を挿入すると 細 胞内外の電位差を測定することができ オシロスコープー 記録電極 る(図5)。 細胞膜を隔てたこの電位差 基準電極 まくん を膜電位という。膜電位は,イオンチャ membrane potential ネルの働きによってつくられ, 細胞が刺 ニューロン 激を受けると変化する。 図5 膜電位の測定方法の模式図 A 静止電位 細胞が刺激されていないとき (静止状態)の膜電位を静止電位といい,細胞外を0mV せいでんい resting potential とすると,細胞内は多くの場合70mV程度の値を示す。 このように,細胞膜の内外 で電位差が生じることを, 膜電位における分極という。 静止電位は,細胞内外のイオンの濃度差で生じる。 細胞内と細胞外では,各イオン の組成は異なり、細胞内では細胞外よりもNa+濃度が低く, K+濃度が高くなっている。 この濃度差は,主にナトリウムポンプ(p.118) によって生じている。 細胞膜には に開いているカリウムチャネルがあり, 'K+は濃度勾配に従って細胞外へ拡散しよう とする。 K+の細胞外への移動に伴って, 細胞内は電気的に負になり, K+ を引き戻そ うとする力が生じる。 ある程度K+ が細胞外へ出ると, 拡散しようとする力と引き戻 そうとする力が釣り合い, 見かけ上K+の移動が止まる。 その結果, 細胞膜の外側表 面には陽イオンが, 内側表面には陰イオンが集まる。 この状態の膜電位が静止電位で ある (図6)。 ++) K+以外の陽イオン 低 ( 陰イオン 細胞外 K の 細胞膜 濃 wwwwww K+が細胞外へ 出る量がふえる と,その分K+ 細胞内に引き しだいに力が + 釣り合う 細胞膜の近傍 に、電荷の偏 りができる。 度 細胞内カリウムチャネル 戻そうとする電 気的な力は大き くなる。 ◆ : K+が拡散しようとする力 :K+にかかる電気的な力 (矢印の長さは力の大きさを, 向きは力の向きを表している。) 図6 静止電位の形成 MOVIE しさにも

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チラコイドで起こる反応について質問です。 赤線部に電子を失った水が分解されると書いてありますが、この水は元からチラコイド内腔に存在するということでしょうか?🙇🏻‍♀️ H+とは別ですよね?🙏 お願いいたします

を放出して酸化された反応中心クロロフィルは,他の物質からe を受 イル け取りやすい状態になっている。 この状態にある光化学系Ⅱの反応中心クロロフィ は、水からe を得て還元され,活性化する前の状態に戻る。 eを失った水は分解され ●電子伝達 光化学反応で活性化された光化学系Ⅱから放出されたeは,eの受け 酸素とHが生じる(図3-①)。 でんでんたつけい しをするタンパク質で構成された電子伝達系と呼ばれる反応系内を移動する。 このと electron transport system 同時に,Hがストロマからチラコイド内腔に輸送され, チラコイド膜をはさんで H+の濃度勾配が形成される (図8-②)。 電子伝達系を経たは, 活性化された光化学 系Ⅰの反応中心クロロフィルを還元する。 ●NADPHの合成 活性化された光化学系 I から放出された2個のe- と, 2個のH よってNADPが還元され, NADPHとH が生じる (図8-③)。 ATP synth ●ATPの合成 光化学系IIでの水の分解や,電子伝達系におけるH*の輸送によっ チラコイド内腔のH*の濃度はストロマ側よりも1000倍程度高くなる。こうして, ラコイド膜をはさんでH+の濃度勾配が形成される。この濃度勾配に従ってHA 合成酵素を通ってストロマへ拡散し、これに伴ってATPが合成される(図8-④)。 せいこう そ さんか の過程は光リン酸化と呼ばれる。 photophosphorylation このような過程によって, 光エネルギーに由来するエネルギーがNADPHとA に貯えられる。 これらは, ストロマで起こる反応に利用される。 光 光化学系 Ⅱ チラコイド膜 電子伝達系 (H+ NADP++2H+ NADPH + H+) 光 光化学系 I 光合成色素 ex2 光化学反応 光化学反応 反応中心 クロロフィル 1 (H 反応中心 H+ (H+ (H+) (H H2O 2日+12/02 クロロフィル (H チラコイド内腔: H+濃度高 (H (H+ ストロマ: H+濃度低 図8 チラコイドで起こる反応 MOVIE ATP 合成酵素 (H+) リン酸 (P+ADP (H+) ATP

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ATPをADPとリン酸に分けるのは何のためですか?🙇🏻‍♀️ お願いいたします🙏

C ストロマで起こる反応 (NADPH, ATPの利用) ストロマでは、チラコイドの反応で合成され たNADPHとATPを用いて、 二酸化炭素が固 定され, 有機物が合成される。この反応経路は, 多くの酵素が関与する化学反応からなり,カ Guide ガイド 光 NADPH チラコイドで 起こる反応 ストロマで 起こる反応 ATP 葉緑体 [有機物] ルビン回路と呼ばれる。カルビン回路の反応過程は、二酸化炭素の有機物への固定, PGAの還元, RuBP の再生の3つの段階に分けることができる。 ●二酸化炭素の固定 カルビン回路では、細胞内に取り込まれた二酸化炭素は,まず Cs化合物であるリブロースビスリン酸 (RuBP) と反応し, C3 化合物であるホスホグ ibulose 1.5-bisphosphate- phosphoglycerate リセリン酸(PGA)2分子となる。この反応は, RuBP カルボキシラーゼ/オキシゲナー ゼ (RubisCO, ルビスコ)と呼ばれる酵素によって促進される(図9-1)。 ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase ●PGAの還元 PGA は, ATP によってリン酸化されたのち, NADPHによって還 元され, C3化合物であるグリセルアルデヒドリン酸 (GAP) となる(図9-②)。 glyceraldehyde phosphate ●RuBP の再生 GAPの多くは、いくつかの反応を経たのち, RuBPに戻る (図9-③)。 カルビン回路では, 6分子の二酸化炭素につき, 18分子のATPと12分子のNADPH が消費されて2分子のGAPが同化産物として得られ,光に由来するエネルギーがこれ に貯えられる。このGAPが糖などの有機物に変えられ, 生命活動に利用される。 ①二酸化炭素の固定 PGA ②PGAの還元 ルビスコ ×12 C3 12 ATP 6 CO2 (36) Start RuBP +12 ADP +12 (P) C5 ×630 C3 ×12 6 ADP +6(P カルビン回路 6 ATP 12 NADPH +12 (H+ →12 NADP+ 10 30 C3 ×10 6 H2O C3 ×12 GAP -----C3×2 回路全体で, RuBP 6分子に つき H2O 6分子が生じる。 GAP ③RuBP の再生 有機物 図9 カルビン回路 MOVIE

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49 ナトリウムポンプの仕組み どうしてどっちがナトリウムでカリウムなのがわかるんですか?

なった 反 活性部位と結合し、 本来の 品争的阻害という。 基賀 反応速度が大きく低下す ・輸送体には、濃度勾配に従ってグルコースを輸送するものもある。 49. ナトリウムポンプ 合する確率が相対的に低くなり その構造を変化させ、 争的阻害では,基質濃度を 及ぼす。 酵素の構造が変わ ることで活性部位 も変化し、基質と は反応しない。 ※酵素が基質と結 合できなくなる 場合もある。 解答 問1. … ナトリウムイオン(Na) □・・・カリウムイオン(K+) 問 3. ATP 問4. 能動輸送 問2. X 解法のポイント 模式図を左から順に説明すると, 次のようになる。 ① 細胞内の3つのNa+が膜輸送タンパク質に結合する。 (2) ATP のエネルギーで,膜輸送タンパク質の立体構造が変化する。 (3) 構造の変化によって, Na+ を細胞外へ排出する。 ④ 細胞外の2つのK+ が膜輸送タンパク質に結合する。 ⑤ K+ の結合に伴い, 膜輸送タンパク質の立体構造が変化する。 ⑥元の構造に戻り, K+ を細胞内に取り込む。 赤血球内液 細胞外液 (血しょう) 3.3 K 31.1 Na+ 31.1 1.0 各イオン濃度は、血しょう中の濃度を1と したときの相対値を示す。 ナトリウムポンプでは,まず3つのナトリウムイオンが細胞外に放出された後, 2つ のカリウムイオンが細胞内に取り込まれる。 このため細胞外ではナトリウムイオンが多 く、細胞内ではカリウムイオンが多く存在 する。右図は,ヒトの赤血球内外のイオン 濃度を例示したものである。 1… イオンチャネル型 2酵素型 3G タンパク質 4 Gタンパク質共役型 50. 細胞間の情報伝達とタンパク質 ■別の場所に結合 用は緩和されない。 解答 SEHAT 解法のポイント There イオンチャネル型受容体 シグナル分子を受容すると立体構造が変化し, 特定のイオン 音の午を通過させる。 興奮の伝達に関わるものが多い。 e 知識 49. ナトリウムポンプ 下図は,ナトリウムポンプのしくみについて左から順番に反応 過程を並べて示した模式図である。 これについて,下の各問いに答えよ。 ア 細胞膜 結合 X Jaaaa リン酸が 外れる 放出 f 関係は b と結合す のような うか。 Y ○と口はイオンを表す。 立体構造変化 放出 結合 1.図中の○□は,それぞれ何イオンか答えよ。 問2. 細胞の内側は,図中のXとYのどちらか答えよ。 問3.図中のアの物質は何か答えよ。 立体構造変化 問4. エネルギーを消費して物質を移動させる輸送を何というか答えよ。 [知識] 50. 細胞間の情報伝達とタンパク質 次の文中の空欄に当てはまる語を答えよ。 細胞膜に存在する受容体は, 細胞間の情報伝達にとって重要なタンパク質である。 受容 体は、その作用のしかたから3つに大別される。 シグナル分子が結合したときに、 特定の イオンを通過させる ( 1 ) 受容体や, 細胞内部に突き出た部分が酵素活性を示す (2)受容体がある。 また, 細胞内部の(3)とともに働く ( 4 ) 受容体がある。 3. 細胞と分子 71 27

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赤線部のようになるのはなぜですか?🙇🏻‍♀️

10 (1) セロトニン えいびんか sensitization ●鋭敏化 動物は有害な刺激を受けたとき, 別の弱い刺激に対しても防御反応が過敏 に現れることがある。 アメフラシの場合, 尾に強い刺激を与えると,弱いえら引っ込 め反射しか生じない刺激に対しても、大きな反射が生じるようになる。これを鋭敏化) という。鋭敏化を引き起こす刺激を何度も与えると, 鋭敏化は長く持続する。 ●脱慣れや鋭敏化が生じるしくみ アメフラシ の尾を刺激して起こる脱慣れや短期の鋭敏化に は、尾の刺激を伝える感覚ニューロンと水管 の刺激を伝える感覚ニューロンとの間の介在 ニューロンにおけるシナプス可塑性が関与して いる。 介在ニューロンは, 神経伝達物質であるセロ トニンを放出する(図56-1)。 セロトニンを受 容した感覚ニューロンでは, CAMP がつくられ、 CAMP は, タンパク質をリン酸化するプロテイ 16ンキナーゼ (PK) という酵素を活性化する。 ある 種のカリウムチャネルはPKによってリン酸化さ れると閉じるため,K* の流出が減少して活動 電位の持続時間は長くなる。 その結果, 電位依 存性カルシウムチャネルの開く時間が長くなり 20 (図5-②) Ca2+が神経終末内に流入する量が ふえる。 Ca2+の増加に伴ってシナプス小胞から の神経伝達物質の放出量が増加し, 伝達効率が 高まって, 脱慣れや鋭敏化が起こる (図56-③)。 一方、長期の鋭敏化には新しいシナプスの形 2 成が伴う。くり返し与えられた刺激によって活 性化したPKは,核内に移動して調節タンパク 質をリン酸化する。 これによって, 新しいシナ プスの形成に必要なタンパク質の遺伝子が発現 し、ニューロンの形態が変化して新しいシナプ 80 介在 ニューロン セロトニン 神経伝達物質 受容体 感覚ニューロン 一部のカリウム チャネル 電位依存性カルシウム チャネル ③ (リン酸化 閉じる CAMP 活性化 PK (開いている時 間が長くなる Ca2+の流入量 (増加 「神経伝達物質 の放出量増加 ④ スが形成される(図56-4)。 シナプスの数が増 新しいシナプスレ 加することによって反応がより起こりやすくな り、長期の鋭敏化が起こる。 が形成される 図5 鋭敏化のしくみ MOVIE 物の行動27

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