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生物 高校生

なぜ、N¹⁵は存在しないのでしょうか?

【2】 DNAの複製に関する次の文章を読み、 下の問いに答えよ。 窒素源として重い窒素(16N) のみを含む 培地で大腸菌を培養して, DNA のすべての 窒素原子が 5Nに置き換わった大腸菌を計 [測して培養した。 A+T G+C 次に大腸菌が一斉に分裂する条件にし て15Nで育った大腸菌を, 窒素源として AN のみを含む培地で増殖させた。 その培地で 1回分裂して生じた個体を第1世代, 2回 分裂して生じた個体を第2世代, n 回分裂して生じた個体を第n世代とよぶことにする。 各世代の大腸菌のDNAを抽出してDNAを遠心分離すると, 0世代の大腸菌はすべて 「重いDNA」 に, 第1世代の DNA はすべて 「中間の重さの DNA」 第2世代は「軽い DNA」 と 「中間の重さの DNA」の2 層であった。漢字ミス DNAが複製される時、2本のヌクレオチド鎖が一本ずつに分かれ、鋳型鎖の塩基に相補的な塩基 を持つヌクレオチドが結合していくことで複製される。 このような複製方法を何というか。 (2) 第5世代の各層の DNA量は,どのような比で表されるか。 次の空欄に当てはまるように答えよ。 軽い DNA : 中間の重さの DNA 重い DNA=「 J (3) DNAを分析して, 塩基数全体に対して A, T, G, C のそれぞれの塩基数が占める割合(%) を比較 したとき、 次の中で値がおよそになるものはどれか。 次の①~ ⑤ からすべて選べ。 A+C G+T ③3③ 2 (1) 半保存的複製 (2) 1世代→2本(2) 2世代→4本(22) 3世代 8本(23) A 軽いDNAの層 (14Nのみを含むDNA) 中間の重さのDNAの層 ( 14NとNのみを含むDNA) 重いDNAの層 (15Nのみを含むDNA) AG T ⑤ A ・h世代(27)本 〇世代 0 : んにちを代入 25=32. 第1世代 第2世代 確定 2種類のDNAが2本 30:2:0 A NIY NINY

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生物 高校生

生物基礎の問題です! (1)(2)で使用する図2のアイウエオの意味を 分かりやすく教えて欲しいです!! あと(1)(2)解き方も教えて欲しいです!!

(1) 2 (2) B モデル 1 C モデル:2 (3) 3 解説 (1) Aモデルの半保存的複製の場合、n回目の分裂でできるDNAの割合はアイウ エ:オ= (226-1-1):0:1:00 と示される。 分裂5回目のDNAの分布とその割合 は, 45 ア:イ:ウ:エ:オ= (265-1-1):0:1:0:0=15:01:00 となる。 本問では, DNA の割合の合計を100%としているので,アの割合は, 15. 100% × = 93.75% となる。 16 同様に,ウの割合は, 1 100% × = 6.25% となる。 16 したがって, ア: イ: ウ:エ:オ= 93.75% : 0:6.25%:00となるので、②が 正解である。 (2) DNAの複製モデルとしては, A モデル (半保存的複製モデル), B モデル (保存的複製モ デル), C モデル (分散的複製モデル) が考えられた。 それぞれのモデルについて IN のみをもつ2本鎖DNAをもつ大腸菌を'Nの培地で培養するとどうなるかを考える。 Bモデルでは, 1回目の分裂により, "Nのヌクレオチド鎖のみからなる軽い DNA が1本と 'Nのヌクレオチド鎖のみからなる重い DNA が 1本できるため, DNA の重 さと割合はア:イ:ウ:エ:オ=50% : 0% 0% : 0% 50%となる。この時点で, 実験 Iの結果と異なるため, B モデルは1回目の分裂の結果で否定される。 Cモデルでは, 1回目の分裂でもとのDNAである "Nのヌクレオチド鎖と '4Nのヌ クレオチド鎖が, モザイク状につなぎ合わされて複製された2本のDNAになる。 こ の場合, DNA がちょうど半分ずつ部分的に複製される可能性があるので、 1回目の分 裂ではCモデルを否定できない。 しかし、 2回目以降の分裂では, "Nからなる部分 "Nからなる部分が混在することになるため, "Nのヌクレオチド鎖のみからなる 軽い DNA が生じる可能性はきわめて低い。 したがって, C モデルは2回目の分裂の 結果で否定される。 (3) DNAを構成するヌクレオチドは五炭糖 (C, H, O), リン酸(P, H, O), 塩基 (C, H, O,N) からなるので, N を含むのは塩基だけである。 発展 この問題において大腸菌がNを取りこんだように, 植物が土壌中にある硝酸 イオン (NO3-) やアンモニウムイオン (NH) を根から吸収し、これをもとにタンパク 質やDNA, RNA, ATP などの有機窒素化合物をつくるはたらきを窒素同化という。 (1) ウ (2) オ (3) ウ (4) オ (5) T・・・6%, G・・・ 39% (1) 表1のDNAを構成する塩基数の割合を見ると, 5種類の生物のDNA はいずれもほぼ、 A:T = 1:1,G:C=1:1になっていることがわかる。 よって, 説明文Aは正し また,大腸菌ではAとTの割合はほぼ24 %, G と C の割合はほぼ 26%であるが, ヒトではAとTの割合はほぼ30%, GとCの割合はほぼ 20%となっており, 生物 種によって, A, T, G, C の構成比は異なっている。 よって, 説明文Dは正しい。 説明文Bについては,どの生物種でもAとTの割合, GとCの割合はそれぞれ同 じなので誤り。 説明文Cについて, A: T = 1:1, G:C = 1:1ということは,ATが対にな 第2歳 第2章 [リード C' 45 DNAの複製モデルについて、以下の問いに答えよ。 DNA は複製され、細胞分裂により分配される。 DNAの複製がどのように起こるの かについては、図1のような3つのモデルが提唱されていた。第一は、一方のヌクレ オチド鎖を鋳型として,もう一方のヌクレオチド鎖を新たに複製するAモデルであ る。第二は,もとの二本鎖DNA を保存して,新たに二本鎖DNAを複製するBモデ ルである。第三はもとのDNA鎖と新たなDNA鎖をモザイク状につなぎ合わせて 製するCモデルである。 メセルソンとスタールは,以下のような実験を行い、この 複製モデルの謎をひも解いた。 A モデル DNA複製前 DNA複製後 Bモデル DNA複製前 DNA複製後 もとの DNA鎖 分裂前 ③ 塩基 Cモデル DNA複製後 DNA複製前 軽 ■新たに合成されたDNA 100% 50% 図1 DNA複製様式を説明する3つのモデル 〔実験Ⅰ] 通常の窒素('4N)よりも重い窒素 分裂1回目 同位体 (15N) のみを窒素源として含む培 地で大腸菌を培養して、 大腸菌内の窒素 をすべて15Nに置きかえたのち, 14N の みを含む培地に移して培養を続けた。 そ の後, 1回分裂した大腸菌と2回分裂し た大腸菌からそれぞれ DNAを抽出して, 密度勾配遠心分離を行ったところ, 図2 のような結果を得た。 なお、図2は DNAの重さと割合を示した模式図であり、 縦に分裂回数を横に重さを示したものである。図中の太い棒は,各世代での DNAの重さを位置で, その割合を太さで示している。 分裂2回目 50% 図2 中間 (1) モデルにおいて分裂5回目のDNAを調べた場合, DNAの分布とその割合(ア: イ:ウ:エ:オ)として適するものを, ①~⑥の中から1つ選べ。 ① 93.75% : 6.25% : 0% : 0% : 0% ② 93.75% : 0 % : 6.25% : 0% : 0% ③ 87.5% 6.25% : 6.25% : 0% 0% ④ 87.5% 12.5% : 0% : 0% : 0% ⑤ 87.5% : 0 % : 12.5% : 0% : 0% ⑥ 75% 12.5% : 12.5% : 0% : 0% (2) A~Cの3つのモデルのうち, 複製モデルとして正しい仮説はAモデルであった。 Bモデルと C モデルはそれぞれ何回目の分裂の結果によって否定されるか。 ① 1回目 ② 2回目 ③3 回目 ④ 4 回目 ⑤5 回目以降 究発展 (3) 実験Ⅰ の "6N は DNA分子の構成単位のどれに取りこまれたか。 次の①~③のうち から1つ選べ。 ① デオキシリボース ②リン酸 100% 6表は11 重 46 2はニ トリ (1) [20 九州工大改

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生物 高校生

生物基礎の過去問なのですが、解説を見ても難しくて解くことができません。よろしくお願いします!

45 (1) 2 (2) B モデル: 1 C モデル:2 (3) 3 解説 (1) A モデルの半保存的複製の場合, n回目の分裂でできるDNA の割合はア:イ:ウ: エ:オ= ( 2 (m-1)-1):0:1:00 と示される。 分裂5回目のDNA の分布とその割合 は, 46 リードα生物基礎 21 ア:イ:ウ:エ:オ= (265-1-1):0:1:0:0= 15:01:00 となる。 本問では, DNAの割合の合計を100%としているので,アの割合は, 15 100% × - = 93.75% となる。 16 同様に、ウの割合は, TESARJEN 1 100% × - = 6.25% となる 16 がって、ア:イ:ウ:エ:オ=93.75% : 0:6.25% : 0:0となるので,②が 正解である。 (2) DNAの複製モデルとしては, A モデル (半保存的複製モデル), B モデル (保存的複製モ デル), C モデル(分散的複製モデル) が考えられた。 それぞれのモデルについて 15N 真実のみをもつ2本鎖DNAをもつ大腸菌を'4N の培地で培養するとどうなるかを考える。 Bモデルでは, 1回目の分裂により, 14Nのヌクレオチド鎖のみからなる軽い DNA が1本と15Nのヌクレオチド鎖のみからなる重い DNAが1本できるため, DNA の重 さと割合はア:イ:ウ:エ: オ= 50% : 0% : 0% : 0% : 50% となる。この時点で, 実験 Ⅰの結果と異なるため, Bモデルは1回目の分裂の結果で否定される。 Cモデルでは, 1回目の分裂でもとの DNAである 15 Nのヌクレオチド鎖と 14N のヌ クレオチド鎖が, モザイク状につなぎ合わされて複製された2本のDNAになる。 こ 場合, DNA がちょうど半分ずつ部分的に複製される可能性があるので、 1回目の分 裂ではCモデルを否定できない。 しかし, 2回目以降の分裂では, 15Nからなる部分 と 14N からなる部分が混在することになるため, 14Nのヌクレオチド鎖のみからなる 軽いDNA が生じる可能性はきわめて低い。 したがって, C モデルは2回目の分裂の 結果で否定される。 (3) DNAを構成するヌクレオチドは五炭糖 (C, H, O), リン酸 (P, H, O), 塩基 (C, H, O,N) からなるので, N を含むのは塩基だけである。 発展 この問題において大腸菌がNを取りこんだように, 植物が土壌中にある硝酸 イオン (NO3-) やアンモニウムイオン (NH) を根から吸収し, これをもとにタンパク 質やDNA, RNA, ATP などの有機窒素化合物をつくるはたらきを窒素同化という。 (1) ウ (2) オ (3) (4) オ (5) T・・・6%, G・・・39% 解説 (1) 表1のDNAを構成する塩基数の割合を見ると, 5種類の生物のDNA はいずれもほぼ、 A:T = 1:1,G:C=1:1になっていることがわかる。 よって, 説明文Aは正し い。 また, 大腸菌ではAとTの割合はほぼ24%, GとCの割合はほぼ26%であるが, ヒトではAとTの割合はほぼ30%, GとCの割合はほぼ 20%となっており, 生物 第2章

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数学 高校生

124.1 n≡1,3,5,7(mod8)とはどういうことですか?

D U う。 7 演習 例題 124 合同式を利用した証明 (2) on は奇数とする。 このとき,次のことを証明せよ。千葉大 ] (1218の倍数である。 (2)は3の倍数である。 3 10の倍数である。 決まった数の割り算(倍数)の問題では合同式の利用の方針の解答を示す。 指針▷ (1) は法8の合同式を利用し, (②)は法3の合同式を利用することはわかるが, (3) を法120 の合同式利用で進めるのは非現実的。 そこで, (1), (2) は(3) のヒントに従って n³_n=n(n²+1)(n²-1) は 8×3=24の倍数 考えると (2) から、3の倍数↑↑↑ (1) から8の倍数 120+24=5であるから、後は,n-nが5の倍数であることを示せばよい。 解答 (1) nは奇数であるから n n=1,3,5,7 (mod 8) このとき、 右の表から n²-1=0(mod 8 ) よって、nが奇数のとき, ²-1は8の倍数である。 (2) 2012 (mod3)のとき, 右の表から-n=0 (mod3) よって は3の倍数で ある。 n 1 3 19≡1 0 0 2 nº n²- 2 n n5-n 0 5 7 25=1 49=1 0 0 || (3) n5-n=n(n²+1)(n²−1) ここで,(1) から²-1は8の倍数であり,これと (2) から, ninは24の倍数である。 0 1 2 n n5 0 15 1 25=2 n n 0 0 0 ゆえに -n が 120の倍数であることを示すには,n-n が5の倍数であることを示せばよい。 n=0,1,2,3,4 (mod5)のとき, n-nを計算すると, 次の表のようになる。 0 1 0 15=1 0 って ns-n=0 (mod 5) したがって, nn は 8 かつ3かつ5の倍数, すなわち120 の倍数である。 3 4 2 25=2 35=3 45=4 0 0 0 演習 123 n は奇数であるから, 8で 割った余りが偶数になるこ とはない。 条件では, n は奇数である が すべての整数nについ ては3の倍数であ る。 120=3-5-8 5 を法として 35=34-3=1.3, 4°=4.4≡(42)2.4=1・4は M 3と5と8は互いに素。 の特集 TURAL で割り切れない奇数のとき, n-1は80で割り切れることを証明せよ。 5でも割り切れない整数のとき, n-1は240で割り切れ 497 4章 19 発展合同式 ・ある。 ある。 :-1) たと 数は, 2) 数で ある には, ①へ。 5 るな を満 つ。 5 る n進 いう。 14234

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生物 高校生

問2 最後に2で割るのは、二重らせん構造だからですか? どうして2で割るのかがいまいち、ピンとこないので説明して欲しいです?

|| 実践問題 49③ 資料 DNA の組成 遺伝子の本体 である DNAは通常, 二重らせん構造をとっ ている。 しかし、例外的ではあるが, 1本鎖 の構造をもつ DNA も存在する。 表1は,い ろいろな生物材料の DNA を解析し, 構成要 素 (構成単位)である A, G, C, T の数の割 合 (%) を比較したものである。 AとTGとCの割合が等しくないで 問1 解析した10種類の生物材料 (ア~コ) の中に1本鎖の構造の DNAをもつもの が一つ含まれている。 最も適当なものを, 次の①~⑩のうちから一つ選べ。 ア (2) イ (5) オ (8) I ⑦キ ク ① 16.7% (6) カ ⑨ヶ 表1 生物材料 ア イ ⑩ コ オ キ →ク クケコ DNA 中の各構成要素の数の割合(%) ELA GCCANT 26.6 22.9 27.3 28.9 28.7 32.8 29.7 31.3 24.4' 24.7 15.1 23.1 22.7 22.8 FOTBO 21.0 21.1 22.1 22.0 17.7 17.3 20.8 20.4 18.5 17.3 24.7 18.4 25.7 35.4 ③ 25.0% (4) 33.4% RAEL Y 26.0 34.9 QUE 27.4 27.2 38.6% 29.0 27.2 00*4** 問2 新しいDNA サンプルを解析したところ, TがGの2倍の数含まれていた。 この DNA の推定さ れる A の数の割合は何%か。 最も適当なものを、次の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし、この DNA は, 二重らせん構造をとっている。 A と T, G とCの割合が等しい TOATEKSOTION ② 20.1% 32.2 29.1 32.9 32.5 23.6 14.6 (6) 40.2% 00P 本誌 p.24 49 問1⑧ Navil 問 1. 問 2 2本鎖DNA において, A と T, C と Gの数の割合はそれぞ れほぼ等しくなる。 問2④ SAKI 問1 二重らせん構造をとっているDNA は2本の鎖の間でAとT, GとCが 対になって結合しているため, AとT, GとCの数の割合はそれぞれ等しい。 1本鎖構造の DNA では対になるもの がないので, A, T, G, Cの数の割 2018 合はばらばらになる。 問2このDNA の全塩基数に占めるA とTの数の割合を 2x (%), GとCの 数の割合をx(%) とおくと, 2x+2x+x+x= 100 (%) これを解くと, x≒ 16.7(%) よって, 全塩基数に占める Aの数の 割合は, 2 x 16.7(%) = 33.4(%) 50 問1② ⑥ 思考 Navi 問2 ア… ④,②

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