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生物 高校生

問4はなぜ全て矛盾しない仮説と言えるのでしょうか。

第8問 次の文章を読み、 以下の各問いに答えよ。 思考・判断・表現 胸部の3 昆虫の発生過程では、 体節が形成された後, ホメオティック遺伝子群からつくられる調節タンパク質の 働きによって,各体節は胚の前後軸に沿った特有の形態を形成していく。 このとき、図のように、 番目の体節(第3体節)で発現するホメオティック遺伝子Xの働きを失ったショウジョウバエの変異体では、 をつくらない第3体節が、翅を つくる第2体節と同様の形態に なる。 その結果, ハエであるの に、あたかもチョウのように2 対の翅をもつ個体になる。 第2体節 第2体節 第3体節 第3体節 野生型のハエ 変異体のハエ 野生型のチョウ 問1 下線部アについて、昆虫が属する節足動物門の動物に共通する形質として最も適当なものを、次の① ⑤ のうちから1つ選べ。 ① 独立栄養である。 ② 原口が肛門になる。 ③外骨格をもつ。 ④ 脊索をもつ。 ⑤ 3対の肢 (付属肢)をもつ。 問2 下線部イに関連して, ショウジョウバエの前後軸の形成には、さまざまな遺伝子の発現を調節するタンパ 質の濃度勾配が関わっている。 たとえば,卵の前端に蓄えられた調節タンパク質YのmRNAは、受精後に 翻訳される。合成された調節タンパク質Yは,しばらくすると後方に向かって下がる濃度勾配をつくる。 このと き,調節タンパク質Yの濃度勾配による前後軸の形成に不可欠な卵や胚の性質として最も適当なものを, 次 の①~⑤のうちから1つ選べ。 ① 卵黄が中央に集まっている。 ③ 前後に細長い形をしている。 ②卵割が卵の表面だけで起こる。 ④受精後しばらくの間は細胞質分裂が起こらない。 ⑤別の調節タンパク質のmRNAが後端に偏って蓄えられている。 問3 下線部ウから考えられる, ショウジョウバエの遺伝子Xの胸部での働きに関する合理的な推論として最も 適当なものを、次の① ~ ④ のうちから1つ選べ。 ①発現している体節の1つ前方の体節が,発現している体節と同じものになることを促進する。 ②発現している体節の1つ前方の体節が,発現している体節と同じものになることを抑制する。 ③発現している体節が、 1つ前方の体節と同じものになることを促進する。 ④発現している体節が, 1つ前方の体節と同じものになることを抑制する。 問4 下線部工に関連して, チョウが2対の翅をもっている理由を説明する次の仮説acのうち、ショウジョウバ での遺伝子Xの働き方とは矛盾しない仮説はどれか。それらを過不足なく含むものを、次の①~⑦のう ちから1つ選べ。 a チョウには遺伝子 Xがない。 b チョウの遺伝子 Xは, 胸部の第3体節では発現しない。 チョウの遺伝子Xは胸部の第3体節で発現するが、遺伝子Xからつくられる調節タンパク質が調節する遺 伝子群の種類が, ショウジョウバエの場合と異なっている。 ①a ② b (3) C ④a, b 5 a, c 6 b, c b, c 以上 理系生物 7

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生物 高校生

解説部分の青線引いたところが分からないです。 前方と中央部は元々タンパク質Qが作られないのだから、タンパク質Rのあるなしは関係ないのでは無いですか? 回答よろしくお願いします!

標前 35 母性因子と形態形成(1) ・母性因子/位置情報/ショウジョウバエの前後軸の決定 解答・解説 p.100 生物 初期発生において, 未受精卵の中に存在する母親由来のmRNA が, 受精後にタン パク質に翻訳されて胚の発生を制御することが知られている。このようなタンパク質 は、母性因子と呼ばれている。母性因子の中には、キイロショウジョウバエ胚の前後 軸パターン(頭部,胸部,腹部)形成に関与するものもある。 母性因子PのmRNA は, 卵形成時に卵の前方に偏在しているため、胚の中で合成 されたタンパク質Pも片寄った分布を示す。 図1(a)に, 正常な初期胚におけるタンパク質Pの分布,およびその分布に従って決 定される胚の前後軸パターンを示す。Pをコードする遺伝子Pを欠失した母親から 生まれた胚は,図1(b)のような前後軸パターンとなり、正常に発生できずに死んでし まう。(タンパク質Pを人為的に正常よりも多くしたところ、その胚は図1(c)のよう な前後軸パターンを示した。 (a) (b) 相対度 タンパク質P 相対濃度 -タンパク質P... 相対濃度 (c) タンパク質P 伝子Qと遺伝子 Rを両方とも欠失した母親から生まれてきた胚の腹部形成は正常で あり胚の前後軸パターンに異常は見られなかった。 問1 下線部(ア)について。 図1(b)に示した胚の前後軸パターンから考えられる,タン パク質Pの前後軸パターン形成における役割は何か 次からすべて選べ。 ① 頭部形成を抑制する。 ② 胸部形成を促進する。 ③ 腹部形成を促進する。 ④ 頭部形成と胸部形成に役割をもたない。 ★★ 問2 下線部(イ)について。 タンパク質Pはどのようにして胚の前後軸パターン形成に 与すると考えられるか。 図1(c)の結果に基づいて, 70字程度で述べよ。 ★ 問3 下線部(ウ)について。 RのmRNAの分布とタンパク質Rの分布が異なる理由を 説明した次の①~④について,間違っているものをすべて選べ。 ① タンパク質Rはタンパク質Qを分解する。 ② タンパク質QはRのmRNAの翻訳を阻害する。 人橋 ③ ④ タンパク質QはRのmRNAの転写を抑制する。 タンパク質QはRのmRNAの転写を促進する。 ★ 問4 下線部(エ)について。 この実験から推測されるタンパク質Rの機能を. 35字程度 で述べよ。 ↓ 胸部部 問5 下線部(オ)について。 この結果から,前後軸パターン形成において QとRはそれ ぞれどのような役割を果たしていると推測されるか 110字程度で説明せよ。 Qお よびRについて, 遺伝子, mRNA. タンパク質を明確に区別して記せ。 ↓ 後前 頭部 胸部 後 A 図1 キイロショウジョウバエ初期胚の前後軸に対するタンパク質Pの 分布 (上図)と,そのときの胚の前後軸パターン(下図)。 (a)正常な胚, (b) タンパク質Pをもたない胚, (c) タンパク質P を正常より多くも 72 母性因子QのmRNA は, 図2 (a) のグラフのように,卵形成時に 卵の後方に偏在している。 Qを コードする遺伝子Qを欠失した 母親から生まれた胚は,腹部構造 をもたない。 10 10 QのmRNA タンパク質Q 相対濃度 RのmRNA 相対濃度 相 タンパク質R 前 後 後 前 一方, 母性因子 R のmRNA は,卵形成時に卵全体に均一に存 図2 正常な卵または胚の前後軸に対する, (a) Qおよび RのmRNA分布, (b) タンパク質Q およびタンパク質R の分布。 在しているが,合成されたタンパク質Rは、図2(b)のグラフのように,その分布に片 寄りが見られた。Rをコードする遺伝子Rを欠失した母親から生まれた胚は、正常 な前後軸パターンをもつ。 しかしながら, (エ)タンパク質Rを胚の後方で人為的に増や したところ, 胚は腹部形成できなくなった。 (オ)遺伝子Qを欠失した母親から生まれた胚が腹部形成できないにもかかわらず, 遺 す |東大 第4章 生殖と発生 73

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