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物理 高校生

解答の3行目 CHがv1Tとなる理由が分かりません

参考問題 空気中を伝わる音の速さは、温度が上昇すると連 くなる。 図のように,地表に平行な平面を境界とし 温度差があり、無風状態での音速を, 境界面より 境界面より上側でv2 とする。 また, 下痢でい 外面より上側では左から右に速度 V の風が吹いて いる。 境界面の下側にある音源から入射角 61 で音 の平面波を入射したとき, 境界面よりも上側におい て波は境界面の法線と角度 62 をなす方向に進行す る。 図において, ①② は2つの連続した波面を表し また,B点はA点から出た素元波の1周期後の中 「心を表す。 01 と 02 の関係を V1, V2, V を用いて 表せ。 境界面 境界面 音速 02 参考問題解答 音速 1 AB=VT 音速 U2 音速 02 AI = BJ + AB cos 風速V 風速V> V₂T 図のように点 C, H, I J をおく。 音源の周期をTと すると、境界より下側における音速は 1 なので, CH=v₁T また、境界より上側において、 無風状態での音速がひ2 なので、A点から出た素元波の1周期後の半径は, BJ = 1₂T さらに、素元波の波面は風によってVT だけ移動する $ (27/7 - 0₂) VID H (2) =2T + VT sin 02 ここで、 AC= であるので, CH sin 01 V₁T sin 01 sin 01 VI sin 02 v2T + VT sin 02_ sin 02 sin 02 2 + V sin 02 ① 参考 境界面より上側における波の伝播速度を2 とす ると, th2 = である。 この式を代入して sin 01 sin 02 U1 V2 となるので、屈折の法則が成立していることがわ かる。 = v2 + Vsin02 161 2013

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生物 高校生

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★★ 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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生物 高校生

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★第14問 PCRによるDNAの増幅に関する次の文章を読み、下の問い (問1~5) に答えよ。 [解答番号 1 5 (配点 16) DNAの増幅は、遺伝子操作の基本的な技術である。 PCR は, (a)DNAポリメラー を含む反応液に増幅したい DNAの断片を加え, 試験管内でDNAを増幅する方 法である。この際、反応液にはDNA合成の材料となるヌクレオチドだけでなく, とよばれる, 短いヌクレオチド鎖を加える必要がある。 これは, DNA ポ リメラーゼがヌクレオチド鎖を合成する際に, 起点となるもので、 下の図1に点線 の枠で示す DNAの領域を増幅したい場合, の部分と同じ塩基配列をもっ たヌクレオチド鎖を用意する必要がある。 ウ にして増幅する DNAを一本鎖 必要な物質をすべて含む反応液を まず にし、 次に、温度を I にしてこの一本鎖にプライマーを結合させた後,温 度を オ にしてDNAポリメラーゼをはたらかせることで新しい鎖を合成させ る。 という(L) サイクルを反復することで, 対象のDNAを増幅することができる。 PCR は, 1 分子の DNA を何万倍にも増幅することが可能なため、 犯罪捜査などさ まざまな目的に応用されている。 試料となる DNA 3' 5' ca : b 増幅する領域 図 1 20 d: 5' 3' 遺伝子の発現 第2章 間 1 PCRに用いられる下線部(a)についての記述として最も適当なものを、次の ①~④のうちから一つ選べ。 1 ① 大量に培養できる大腸菌の酵素が利用されている。 ② 一本鎖DNA の, 特定の塩基配列の部位に結合する。 ③ ヌクレオチドを脱水重合することで鎖を伸長させる。 ④ ヌクレオチド鎖どうしをつなぐことはできない。 問2 上の文章中の ちから一つ選べ。 問3 上の文章中の ① 岡崎フラグメント ④ プロモーター ① aとb ア 問4 上の文章中の 2 ① ② ③ 4 ⑤ 6 イ ①~④のうちから一つ選べ。 3 に入る語として最も適当なものを、次の①~⑤のう ドメイン ⑤ リーディング鎮 約 60℃ 約 60℃ 約70℃ 約70℃ #95°C 約 95℃ に入る記号の組合せとして最も適当なものを、次の ② ad を次の①~6のうちから一つ選べ。 4 ③ b と c I 約70℃ 約 95℃ 約 60℃ 約 95℃ 約 60℃ #70°C ③ プライマー オに入る温度の組合せとして最も適当なもの オ 約 95℃ 約70℃ [約 95℃ 約 60℃ #70°C 約 60℃ 4 ct d

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生物 高校生

生物のこの問題解いてくれる方いませんかーー? お願いします、、

★★第12問 遺伝情報の発現に関する次の文章(A・B) を読み、下の問い (問1~3 ) に答えよ。 [解答番号 1 5 (配点 18) A 細胞の遺伝形質は、 突然変異によって変化する。 遺伝子の突然変異の多くは, DNAの1対の塩基の変化によって起こる。 タンパク質 (ポリペプチド) を構成す るアミノ酸は, mRNA 上の連続する三つの塩基の配列からなる遺伝暗号(コドン) によって指定される (図1)。 mRNA は DNAの塩基配列を鋳型として合成され, DNAの一つの塩基対の変化は、タンパク質のアミノ酸配列に変化を引き起こ さない場合もあるが, そのタンパク質の機能を失わせてしまうほどの大規模なア ミノ酸配列の変化をもたらす場合もある。 DNAの一つの塩基対の変化には, 塩 基対が本来とは異なるものに入れかわる置換のほか, 塩基対が失われる欠失, そ れとは逆に余分な塩基対が入り込む挿入がある。 UUU UUC LUUA UUG CUU CUC CUA CUG AUU AUC AUA AUG GUU GUC GUA GUG Phe Leu Leu Ile * Met Val UCU UCC UCA UCG CCU CCC CCA CCG ACU ACC ACA ACG GCU GCC GCA GCG Ser Pro Thr Ala UAU UAC UAA UAG |CAU CAC CAA CAG AAU AAC AAAA AAG -80- GAU GAC GAA GAG 図 1 Tyr 終止 His Gln Asn Lys Asp Glu UGU UGC UGA 終止 Trp UGG CGU CGC CGA CGG AGU AGC AGA AGG GGU GGC GGA GGG アミノ酸の名称は, 略号で示してある。 * AUG は, Met (メチオニン) を指定するとともに開始コドンにもなる。 Cys. Arg Ser Arg Gly 問1 下線部(a) に関して,次の図2は, 植物の一種がつくるあるタンパク質 (タ ンパク質Xとする)のアミノ酸配列の一部とそのmRNAの鋳型となった DNA (一本鎖)の塩基配列を示したものである。以下の(1) - (2)に答えよ。 です。 タンパク質Xのアミノ酸配列 4 3 6 7 5 12 8 - Ala - Pro- Trp - Ser Asp - Lys - Cys - His mRNAの鋳型となったDNAの塩基配列 からくれ 10 ...CGGGG TACCTCGCTATTTACAGTG... inn (1) 図2に示されたものと同じアミノ酸配列を指定する DNAの塩基配列は およそ何通りあるか。 最も適当な値を、次の①~⑤のうちから一つ選べ。 通り ①250 図 2 ② 500 20 ↓ ③ 1000 I ④ 1500 J ⑤ 3000 遺伝子の発現 第2章

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