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生物 高校生

これ,解いてくれる方いませんか?? わからなくて困ってます,,,

★第13問 大腸菌における遺伝子発現の調節に関する次の文章(A・B) を読み, 下 の問い(問1~4) に答えよ。 〔解答番号 1 5 ( 配点 18 ) A 大腸菌を、グルコースとラクトースが含まれる培地で培養すると, 栄養源とし てグルコースが利用できるうちはラクトースを利用しないが, グルコースがなく なるとラクトースを利用するようになる。 ラクトースを栄養源として利用する場 合には、ラクトース分解酵素を始めとして, グルコースの利用には必要ない3種 類の酵素が必要となる。 これらの酵素の遺伝子は、培地にグルコースがある場合 には発現が抑制され, ラクトースはあるがグルコースがない場合には発現が促 進されるようひとまとめに調節されておりラクトースオペロンとよばれている。 ラクトースオペロンでは、3種類の酵素の遺伝子の上流に, 図1に示すように, RNAポリメラーゼが結合する部域と, 遺伝子発現の調節にはたらく2種類のタ ンパク質(X・Yとする) が結合する部域xy がある。 (a) 部域xにタンパク質 Xが結合すると, DNA への RNAポリメラーゼの結合が促され, また、部城y にタンパク質Yが結合すると, DNAへのRNAポリメラーゼの結合が妨げられる。 タンパク質Yのようなはたらきをもったタンパク質は ア とよばれ,また, このタンパク質が結合する部域yは イ とよばれている。 タンバ ク質 X 11 部城 RNA ポリメラーゼ タンパ ク質 Y A 部城y RNAポリメラーゼ が結合する部域 酵素1 ラクトースの利用に必要な 酵素群の遺伝子 図1 ラクトースオペロン 85 - 酵素2 酵素 3 遺伝子の発現 第2章 問1 下線部(a)に関して考えられることとして最も適当なものを、次の①~⑤ のうちから一つ選べ。 1 ① タンパク質Xは,グルコースがあると部域xに結合し, タンパク質Yは, グルコースがないと部域yに結合する。 ② タンパク質Xは, グルコースがないと部域xに結合し, タンパク質Yは, グルコースがあると部域yに結合する ③ タンパク質Xは, ラクトースがないと部域ェに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがあると部域yに結合する。 ④ タンパク質Xは, グルコースがあると部域xに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがあると部域yに結合する。 ⑤ タンパク質Xは, グルコースがないと部域xに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがないと部域y に結合する。 イ 問2 上の文章中の ア を次の①~6のうちから一つ選べ。 ① ② 4 [⑤ 6 ア オペレーター オペレーター 基本転写因子 基本転写因子 リプレッサー リプレッサー に入る語の組合せとして最も適当なもの 2 イ プロモーター リプレッサー オペレーター リプレッサー オペレーター プロモーター 86

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生物 高校生

この問題解いてくれる方いませんか? 答えがなくて困ってます,,

★★ 第15問 遺伝子操作に関する次の文章を読み、下の問い (問1~5)に答えよ。 5 〕(配点 15) [解答番号 1 遺伝子の組換えには,DNAを切断する「はさみ」として制限酵素, DNA 断片を つなぎ合わせる 「のり」としてDNA ア が用いられる。 制限酵素は, DNA を 特定の塩基配列の部位で切断する酵素で、このなかには図1のEco RV のように二 本の鎖をそろって切断する酵素もあるが, Bam H のように、片方の鎖がヌクレオ チド数個分だけ長い断面(これを付着末端とよぶ) をつくるように切断する酵素もあ る。後者のような酵素で切断したDNA 断片では,塩基配列が相補的な付着末端を もった断片どうしを適切な条件下におけば結合するため, DNA アを利用し て容易につなぎ合わせることができる。 Eco RV 5′-G-A-T+A-T-C-3' [切断 3-C-T-A+T-A-G-5' Bam HI 5′-G+G-A-T-C-C-3 3-C-C-T-A-G+G-5 切断 5'-G-A-T A-T-C-3' 3-C-T-A T-A-G-5' 5'-G + 3'-C-C-T-A-G -92- + G-A-T-C-C-3' G-5' 図 1 組換えた遺伝子 DNA は, 大腸菌などに導入し, 複製や発現を行わせることがで きる。 大腸菌に特定の遺伝子を導入する場合, イ とよばれる 「運び屋」 が利用 される。 この代表例はプラスミドとよばれる小形の環状DNA で,細菌などに感染 すると, 宿主によって複製され,またプラスミドにある遺伝子が発現する。 遺伝子 操作に用いられるプラスミドは、人工的に改変されたもので, プラスミドが導入さ れた大腸菌を容易に選別できるよう抗生物質耐性 (図では, X耐性・耐性として 示している)などの遺伝子が含まれており, また複数種の制限酵素で切断できる部 位がある。 以下の手順で、図2に示すプラスミドを用い, 図3に示す DNA 断片を大腸菌に 導入する実験を行った。 なお, 用いたプラスミドは全長約4.4kbp (1kbp は 1000 ヌクレオチド対) の DNAからなり, そのなかに2種の抗生物質(XとYとする)に 対する耐性遺伝子を含んでいる。 通常の大腸菌は抗生物質存在下では生育できない が、抗生物質耐性遺伝子は、抗生物質存在下での生育を可能にするはたらきがある。 i) プラスミドに組み込む DNA 断片の準備 (a) 図3のDNAから, Bam HIともう一種類の制限酵素を用いて目標の 断片を切り出した。 ii) プラスミドを切り開く 図2のプラスミドを Bam H で処理し、特定部位を切り開いた。 道) DNA 断片とプラスミドの接合 ……… i で得たDNA 断片 (全長1.4kbp) と iiのプラスミドを混合した後, DNA アで処理し, つなぎ合わせた。 iv) 大腸菌への導入 2kbp 道の処理を行った多数のプラスミドと大腸菌を適切な塩類溶液中におく ことで, 大腸菌にプラスミドの取り込みを促した。 v) 大腸菌の選択 ivの処理を行った大腸菌を通常の培地および抗生物質XまたはYを (b) [-] 添加した培地で培養し, 遺伝子の導入が成功した大腸菌だけを選択して 培養し,増殖させた。 酵素2切断部位 X耐性 0.8 kbp Y耐性 Bam HI 切断部位 図2 プラスミド 1.6kbp 酵素 Z切断部位 DNA -93- Bam HI 切断部位 酵素Z 切断部位 1.2kbp 導入したい部域 1.4 kbp 図 3 遺伝子の発現

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