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生物 高校生

メセルソンとスタールの半保存的複製の問題です。 図とかで解くのかなと思いつつ確信がなく、どのように考えれば良いのか分かりません。 問1、問2良ければ解説をよろしくお願い致します

塩化セシウムなどの DNAの密度差で分離する手法 窒素の同位体を用いて新しくできたDN 16. 遺伝情報の複製 5分 DNA の複製のしくみを明らかにするために, メセルソンとスタールは, 密度勾配遠心分離法を用いた実験を行った。 大腸菌を15N のみを窒素源とする培養液で何代も培養し、 14Nからなる軽い DNA (14N-DNA) を重い DNA (15N-DNA) に完全に置換した。 14N-DNAと15N-DNAは. 塩化セシウム溶液に加えて遠心分離すると, 別々のバンドとして区別することができる。 この原理を利 用して, 14Nのみを含む培養液でさらに1~3回分裂させた大腸菌からDNAを抽出して, 密度勾配遠 心分離を行った。 バンドの位置を記録し, それぞれのバンドから得られたDNAの量を測定した。 問1 14Nのみを含む培養液で大 腸菌を1回分裂させたとき 回分裂させたとき、3回分裂さ せたとき,それぞれの大腸菌か ら得られたDNA を密度勾配遠 心分離した結果として最も適当 なものを,図の①~⑦のうち から一つずつ選べ。 なお、 同じ ものをくり返し選んでもよい。 遠心力の方向 a 14N aとの中間 b C 15N Of bab ab b ab ab bab bab ab x b DNA分子の位置 ① ④ ② ③ ⑤ ⑥ ⑦ bb: ab= 問2 14Nのみを含む培養液で大腸菌を3回分裂させたとき,図の a, b, c の位置にあるバンドから得 られたDNA量の比 (a:b:c)はいくらか。最も適当なものを,次の①~ ⑨のうちから一つ選べ。 ① 0:1:3 ② 0:1:7 ③ 1:3:1 ④ 1:7:1 ⑤3:1:0 3:7:3 ⑧ 7:1:0 ⑨ 7:1:7 ⑥ 3:1:3 [21 東邦大 改]

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問5の答えがなぜ②なのかわかりません。右の絵はaではないのでしょうか?

B 神経系は,受容器の情報を伝える, 情報を統合, 処理する, 情報を効果器に伝 える, などのはたらきを行う。 ヒトの神経系は, 脳と脊髄からなる中枢神経系と からだの各部の器官などと中枢神経系をつなぐ末梢神経系に大別される。 末梢神 経には体性神経系と自律神経系があり, 体性神経系には受容器から中枢神経系に 中枢神経系から効果器に情報を伝える運動神経があ 情報を伝える感覚神経と (c). る。 生体の生理 代謝系に影響せず,そのはたらきを観察する方法として PET が 注目されている。 PET の特徴のひとつはHC,13N, MO などの生体構成元素の 同位体が局所的に存在することを確認できることにある。そのため,同位体を含 んだグルコースなどが他の部分より多く取り込まれることを測定することができ る。なお同位体を含んだグルコースは,同位体を含んでいないグルコースと同様 に代謝される。 問4 同位体を含んだグルコースや酸素の取り込みに関して述べた次の文章中の に入る語句の組合せとして最も適当なものを,後の①~ ウ I ④ のうちから一つ選べ。 10 多くのO2も消費される 脳は、グルコースを主なエネルギー源とで利用する。よって、体内に取 り込ませた同位体を含んだグルコースの存在が多い部分は,脳の活動が活発 な部分であると判断できる。 大脳でエネルギーの消費が多いところは、ニュー ロンの細胞体を多く含むところなので,大脳の皮質と髄質では ウ 部分 に同位体を含んだグルコースの存在が多くなる。 また、エネルギーの消費を 考えると,同位体を含んだ酸素の取り込みは、グルコースと I ° ウ I 皮質 同様に増える ② 皮質 異なり減る 髄質 同様に増える ☺ 髄質 異なり減る ① 12

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問2 これは、塩基対をヌクレオチド数に変える(2倍する)必要はないのですか? 真核生物の似たような問題だと2倍してヌクレオチド数で考えてた気がするのですが、、、

その発現 ●ヒント (九州歯科大改題) 問2. アミノ酸の平均分子量はタンパク質中のものであり, ペプチド結合が形成されるときに脱離する水の 影響は考えない。 思考作図 計算 EO VAPAA ADU DAU 複製起点 5' 外側の実線 (DNA このヌクレオチド鎖) が時計回りに 5'3' の方向 3' 101.環状 DNA の複製DNAの複製に関する次の各問いに答えよ。 1. 右図は大腸菌の環状ゲノムの模式図で、2本 の実線はそれぞれ DNA のヌクレオチド鎖を示し ており,外側の実線 (DNAのヌクレオチド鎖)が 時計回りに5'3' の方向を向いていることとす る。 複製の開始から終了までの間で、全体の4分 の1までDNA合成が進んだときの状態を示す模 式図を描け。なお、新生鎖のリーディング鎖は実線, ラギング鎖は点線で書くこと。模 式図では DNA のらせん構造や塩基対形成は省略してよい。 問2.大腸菌のゲノムサイズは4.5×10°塩基対である。 大腸菌のDNAポリメラーゼは 毎秒1000塩基の速度で DNAを合成できるとして,複製の開始後,1回の複製が完了す るまでにかかる時間は何分何秒か答えよ。 ヒント 20. 学習院大改題) 問12. DNA の複製では,複製起点から両方向にリーディング鎖とラギング鎖が合成されていく。

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下の図における相対値というのはどういうことですか? お願いいたしますm(*_ _)m

●視細胞 視細胞には, 光を吸収する物質があり,これを視物質という。 視物質が光 を吸収すると,その構造が変化して、視細胞に受容器電位を生じさせる。 錐体細胞には青錐体細胞, 緑錐体細胞, 赤錐体細胞の3種類があり,それぞれ420 nm, 530nm, 560nm付近の波長の光を最もよ く吸収する異なった種類の視物質を含んでい おうはん macula retinae る(図2)。光を受容した錐体細胞の種類や割 合の情報を大脳で処理することによって, 色 は認識される。 錐体細胞は黄斑と呼ばれる網 膜の中央部に,特に多く分布している。また, 錐体細胞は弱い光では反応しないため,弱光 下では色を認識できない。 一方, 桿体細胞は, 黄斑をとりまく部分に多く分布し,弱い光で も反応する(図23)。 この細胞にはロドプシン と呼ばれる視物質があり 500nmの波長の 光を最もよく吸収する。 桿体細胞は,色の識 別に関与しない。 rhodopsin 光の吸収率(相対値) 青錐体細胞 100 50- 赤錐体細胞 細胞 緑錐体 0 400 450 500 550 600 650 光の波長 (nm) 細胞に含まれる視物質の種類によって 受容 する色が異なる。 図22 ヒトの錐体細胞の種類と光の吸収 (×104)16F 視細胞の数(個 8 桿体細胞 錐体細胞 mm² ← 鼻側盲黄 斑 耳側 図23 ヒトの網膜の視細胞の分布

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(1) なぜ÷2するのですか?

電跡のに結果の 38 36 (1) ウ (2)ウ (3) エ とは 解説(1) 問題の表を、変異が小さい つまり、異なるアミノ酸の数 少ない順に整理すると,右 表のようになる。 「 ウシとカンガルーは26か 所違うので,それぞれ共通の ウ カンガルー カモノハシ コ シ ウシカンガルー カモノハシコ 26 43 えら65 「解説」 49 (C) 71 75 みさ 祖先から26÷2=13か所ずつ変異したと考える。 13 か所変異するのに 1.3億年か 回 っているので, 1.3億年 13 か所= 1000万年/1か所 (2) ウシカンガルーとカモノハシの間では平均 (43 + 49) + 2 = 46か所違う。 よって とカモノ 46÷2=23か所ずつ変異が起こったと考える。 同様にウシ・カンガルー・カモノハ シとコイとの間では (65 + 71 + 75 ) ÷ 合 3÷2=35.2か所ずつ変異が起こった と考える。これらを系統樹に記すと右 図のようになる。 共通の祖先動物Pと それぞれの動物の変異数は35.2か所。 (1)より, 1か所の変異に1000万年か かるので, ウシ 13 35.2×1000万年=35200万年≒3.5億年 10 10 カンガルー カモノハシ 13 沖縄 23 12.2 P ① 35.2 コ 39 (3) 生存に不利な突然変異が生じた遺伝子は, 自然選択の結果, 遺伝子プールから排除さ れてしまう。よって, 一般に重要な機能をもつ配列では変異が少ない。 が高い。生存に

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