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小テスト ／ zn-07

細胞・代謝・遺伝

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細胞・代謝・遺伝 ── 問題

基礎

  1. ある 2 本鎖 DNA の全塩基のうち、G（グアニン）の割合が 13％ であった。このとき C（シトシン）の割合は何％ですか。
  2. ある mRNA の翻訳される部分（終止コドンを除く）の塩基数が 651 個であった。このとき合成されるタンパク質のアミノ酸の数は何個ですか。
  3. 葉緑体のはたらきの説明として妥当なものはどれですか。　（ア 呼吸によって有機物を分解し、ATP を合成する　イ 分解酵素を含み、不要になった物質を分解する　ウ mRNA の情報をもとにタンパク質を合成する　エ 細胞分裂のときに紡錘糸の起点になる　undefined 光エネルギーを使って二酸化炭素から有機物を合成する）
  4. 独自の DNA をもち、分裂によって増えることが細胞内共生説の根拠とされる細胞小器官はどれですか。　（ア リボソーム　イ 小胞体　ウ 液胞　エ ミトコンドリア　undefined ゴルジ体）
  5. 生体内で、単純な物質から複雑な物質を合成し、エネルギーを蓄える反応をまとめて何といいますか。　（ア 異化　イ 解糖　ウ 同化　エ 発酵　undefined 呼吸）

標準

  1. ある細胞の細胞周期は 25 時間である。培養中の細胞 250 個を観察したところ、18 個が分裂期（M 期）であった。分裂期の長さは何時間と推定できますか。各時期の長さはその時期にある細胞数に比例するものとします。
  2. 酵素の主成分はどれですか。　（ア 脂質　イ 核酸　ウ タンパク質　エ 炭水化物　undefined 無機塩類）
  3. 酵母が行うアルコール発酵で、グルコースから生じる物質の組み合わせはどれですか。　（ア エタノールと酸素　イ 乳酸と水　ウ エタノールと二酸化炭素　エ 乳酸と二酸化炭素　undefined 酢酸と酸素）
  4. ゲノムの説明として妥当なものはどれですか。　（ア 細胞 1 個に含まれる mRNA の全体　イ ある生物がもつ遺伝情報 1 組の全体　ウ 生殖細胞だけがもつ特別な遺伝子の集まり　エ タンパク質を指定する遺伝子だけを集めたもの　undefined 1 本の染色体に含まれる遺伝子の集まり）
  5. ヒトの精子 1 個に含まれる染色体の数はどれですか。　（ア 46 本　イ 44 本　ウ 22 本　エ 23 本　undefined 92 本）
  6. メンデルの遺伝の法則に関する記述として妥当なものはどれですか。　（ア 分離の法則とは、雑種第二代（F₂）で顕性と潜性が 1 : 1 に分かれることをいう　イ 独立の法則は、異なる形質の遺伝子が別々の染色体上にあれば成り立ち、同じ染色体上にあると成り立たない　ウ 顕性の法則により、雑種第一代（F₁）には顕性形質と潜性形質が 3 : 1 の比で現れる　エ 純系の顕性個体（AA）と潜性個体（aa）を交配すると、F₁ はすべて潜性形質を示す　undefined 検定交雑とは、遺伝子型が不明の個体を顕性の純系（AA）と交配して遺伝子型を調べる方法である）
  7. 原核細胞と真核細胞に関する記述として妥当なものはどれですか。　（ア 真核細胞は一般に原核細胞より小さく、大きさは 1 µm 程度である　イ 原核細胞には核膜がなく、DNA は細胞質中に存在するが、リボソームはもっている　ウ 酵母やカビは核膜をもたないため、原核生物に分類される　エ 原核細胞にはリボソームがないため、タンパク質を合成することができない　undefined ミトコンドリアと葉緑体は独自の DNA をもたず、核の DNA だけに従って増える）
  8. 独立に遺伝する 2 組の対立遺伝子について、AaBb × aabb の交配（検定交雑）で得られる子の表現型の分離比（両方顕性 : A だけ顕性 : B だけ顕性 : 両方潜性）として妥当なものはどれですか。　（ア 3 : 1 : 1 : 3　イ 1 : 2 : 2 : 1　ウ 1 : 1 : 1 : 1　エ 9 : 3 : 3 : 1　undefined 3 : 3 : 1 : 1）
  9. DNA の一方の鎖の塩基配列が CAGTAG であるとき、この鎖を鋳型として転写される mRNA の塩基配列（対応する位置の順に並べたもの）として妥当なものはどれですか。　（ア GTCATC　イ CAGTAG　ウ CTGATG　エ GUCAUC　undefined AGCAGT）
  10. 酵素に関する記述として妥当なものはどれですか。　（ア 酵素は反応に使われて消費されるため、反応が進むにつれて量が減っていく　イ 酵素はどの基質にもはたらくため、1 種類の酵素だけで体内の多くの反応を進めることができる　ウ 酵素は反応の活性化エネルギーを下げて反応を速めるが、反応の前後で酵素自身は変化しない　エ 酵素の主成分はタンパク質なので、温度が高いほど反応速度は限りなく大きくなる　undefined 酵素は生体内でしかはたらかないため、試験管の中では反応を進めることができない）

発展

  1. A（顕性）と a（潜性）について、遺伝子型 Aa どうしを交配した。得られた 640 個体のうち、潜性形質を示す個体の個体数の期待値は何個体ですか。
  2. ABO 式血液型の遺伝に関する記述として妥当なものはどれですか。　（ア O 型どうしの両親からは、A 型の子が生まれることがある　イ 遺伝子型 AO の A 型と BO の B 型の両親からは、A 型・B 型・AB 型・O 型のすべてが生まれうる　ウ 遺伝子 A と遺伝子 B の間では A が顕性であるため、遺伝子型 AB の人は A 型になる　エ A 型と B 型の両親から O 型の子が生まれることはなく、子は A 型・B 型・AB 型のいずれかになる　undefined AB 型と O 型の両親からは、AB 型または O 型の子が生まれる）
  3. 光の強さと光合成速度の関係に関する記述として妥当なものはどれですか。　（ア 光補償点では光合成による二酸化炭素の吸収量と呼吸による放出量が等しい　イ 光の強さがゼロのとき、植物は二酸化炭素を吸収も放出もしない　ウ 光補償点では光合成が行われておらず、植物は呼吸だけを行って二酸化炭素を放出している　エ 陰生植物は陽生植物より光補償点が高いため、弱い光のもとでは生育できない　undefined 光飽和点を超えて光を強くすると、光合成速度はさらに大きくなり続ける）
  4. ヒトの赤緑色覚異常は X 染色体上の潜性遺伝子 a によって起こる（正常な遺伝子を A とする）。保因者の母（XᴬXᵃ）と色覚異常の父（XᵃY）の間に女子が生まれるとき、その子が色覚異常となる確率はどれですか。　（ア 1　イ 3/4　ウ 1/2　エ 0　undefined 1/8）
  5. 減数分裂に関する記述として妥当なものはどれですか。　（ア 減数分裂で 1 個の母細胞からできる娘細胞は 2 個で、体細胞分裂では 4 個である　イ 第一分裂では相同染色体は対合せず、各染色体の 2 本の染色分体が分かれて両極へ移動する　ウ 第二分裂の前期で相同染色体が対合し、乗換えによって遺伝子の組み合わせが変わる　エ DNA の複製は 1 回だけで分裂が 2 回続くため、できる細胞の染色体数はもとの半分になる　undefined DNA の複製は第一分裂と第二分裂の前にそれぞれ行われるため、できる細胞の染色体数はもとと同じになる）

細胞・代謝・遺伝 ── 解答

基礎

  1. 13　2 本鎖 DNA では A ＝ T、G ＝ C（シャルガフの規則）。G と C は対になるので同じ 13％。
  2. 217　mRNA の塩基 3 つ（コドン）が 1 つのアミノ酸を指定する。651 塩基 ÷ 3 ＝ アミノ酸 217 個。
  3. undefined　光エネルギーを使って二酸化炭素から有機物を合成する　葉緑体は「光エネルギーを使って二酸化炭素から有機物を合成する」。ミトコンドリア＝呼吸、葉緑体＝光合成、リボソーム＝翻訳、液胞＝貯蔵、ゴルジ体＝分泌、リソソーム＝分解、と 1 対 1 で覚える。
  4. エ　ミトコンドリア　ミトコンドリア。植物だけにあるのは葉緑体・細胞壁・発達した液胞。原核細胞にないのは核膜とミトコンドリア・葉緑体で、リボソームと細胞膜・DNA はすべての細胞にある。原核生物は細菌（大腸菌・乳酸菌）とシアノバクテリア。酵母・カビは菌類、ゾウリムシ・ミドリムシは原生生物で、いずれも真核生物。
  5. ウ　同化　同化。光合成で出る O₂ は水の分解で生じる（CO₂ からではない）。ATP は高エネルギーリン酸結合が切れて ADP になるときにエネルギーを出す。同化はエネルギーを蓄える合成、異化は取り出す分解。呼吸は解糖系（細胞質基質・2 ATP）→ クエン酸回路（マトリックス・2 ATP）→ 電子伝達系（内膜・最大 34 ATP）。酸素を使わない分解が発酵で、筋肉での解糖は乳酸発酵と同じ反応。

標準

  1. 1.8　分裂期の細胞の割合は 18 ÷ 250 ＝ 0.072。細胞周期 25 時間 × 0.072 ＝ 1.8 時間。
  2. ウ　タンパク質　タンパク質。酵素はタンパク質でできた生体触媒で、基質特異性・最適温度（ヒトでは 35〜40℃）・最適 pH（ペプシン 2・だ液アミラーゼ 7・トリプシン 8 付近）をもつ。高温で変性すると冷やしても戻らない。
  3. ウ　エタノールと二酸化炭素　エタノールと二酸化炭素。光合成は葉緑体（チラコイドで光を吸収し水を分解 → ストロマのカルビン回路で有機物を合成）。呼吸は解糖系（細胞質基質）→ クエン酸回路（ミトコンドリアのマトリックス）→ 電子伝達系（内膜）で最大 38 ATP。発酵・解糖は酸素を使わず 2 ATP。
  4. イ　ある生物がもつ遺伝情報 1 組の全体　ゲノムは「ある生物がもつ遺伝情報 1 組の全体」。遺伝情報の流れは DNA →（転写）→ mRNA →（翻訳）→ タンパク質（セントラルドグマ）。複製は半保存的で、メセルソンとスタールの実験で示された。
  5. エ　23 本　23 本。体細胞分裂は 1 回の分裂で 2 個（2n → 2n）、減数分裂は連続 2 回の分裂で 4 個（2n → n）。ヒトは 2n ＝ 46 で配偶子は 23 本。DNA 複製は間期の S 期、相同染色体の対合と乗換えは減数分裂第一分裂の前期。
  6. イ　独立の法則は、異なる形質の遺伝子が別々の染色体上にあれば成り立ち、同じ染色体上にあると成り立たない　独立の法則は連鎖している遺伝子（同一染色体上）では成り立たない。F₁ には顕性形質だけが現れ、3 : 1 に分かれるのは F₂。分離の法則は対になった遺伝子が配偶子形成のとき分かれて別々に入ること。AA × aa の F₁ はすべて Aa で顕性。検定交雑は潜性ホモ（aa）と交配する。
  7. イ　原核細胞には核膜がなく、DNA は細胞質中に存在するが、リボソームはもっている　原核細胞（細菌・シアノバクテリア）は核膜・ミトコンドリア・葉緑体をもたないが、リボソームはすべての細胞にある。酵母・カビは菌類で真核生物。真核細胞のほうが大きい（10〜100 µm）。ミトコンドリアと葉緑体は独自の DNA をもち分裂で増える（細胞内共生説の根拠）。
  8. ウ　1 : 1 : 1 : 1　1 : 1 : 1 : 1。配偶子を縦横に並べた表（パネットの方形）で数える。Aa × Aa は AA : Aa : aa ＝ 1 : 2 : 1 で表現型は 3 : 1、Aa × aa は 1 : 1、AA が親にいれば子はすべて顕性。2 遺伝子が独立なら (3 : 1) × (3 : 1) ＝ 9 : 3 : 3 : 1、潜性ホモとの検定交雑では 1 : 1 : 1 : 1（この比が配偶子の比そのもの）。
  9. エ　GUCAUC　塩基の相補性 A → U、T → A、G → C、C → G（RNA では T の代わりに U） で 1 文字ずつ置きかえると GUCAUC。DNA どうしなら A と T、G と C が対になり、RNA にはチミン T がなくウラシル U が A と対になる。同じ配列や、A・T だけ入れかえた配列は誤り。
  10. ウ　酵素は反応の活性化エネルギーを下げて反応を速めるが、反応の前後で酵素自身は変化しない　酵素は生体触媒で、活性化エネルギーを下げるが自身は変化せずくり返しはたらく。主成分はタンパク質なので高温で変性して失活し（最適温度あり）、基質特異性があって決まった基質にしかはたらかない。条件が合えば試験管内でもはたらく（消化酵素の実験など）。

発展

  1. 160　子の分離比は AA : Aa : aa ＝ 1 : 2 : 1（表現型は顕性 : 潜性 ＝ 3 : 1）。潜性形質を示す個体は全体の 1/4 なので、640 × 1/4 ＝ 160 個体。
  2. イ　遺伝子型 AO の A 型と BO の B 型の両親からは、A 型・B 型・AB 型・O 型のすべてが生まれうる　A と B は共顕性、O は A・B に対して潜性。AO × BO の子は AB・AO・BO・OO の 4 通りで、4 つの血液型がすべて現れうる。AB × OO の子は AO か BO（A 型か B 型）。OO × OO からは O 型だけ。AB は両方が現れて AB 型。
  3. ア　光補償点では光合成による二酸化炭素の吸収量と呼吸による放出量が等しい　光補償点では光合成速度と呼吸速度が等しく、見かけの光合成速度がゼロ。光合成は行われている。光飽和点を超えると光合成速度は頭打ちになる。陰生植物は光補償点・光飽和点が低く、弱い光でも生育できる。暗黒では呼吸だけが行われ、二酸化炭素を放出する。
  4. ウ　1/2　女子は X 染色体を母と父から 1 本ずつ受け取るので、両方が Xᵃ のときだけ発症する（片方だけなら保因者）。父が Xᴬ なら女子は発症しない。よって 1/2。伴性遺伝では男子（XY）は X が 1 本しかないため、潜性遺伝子を 1 つもつだけで形質が現れ、男子に多く現れる。
  5. エ　DNA の複製は 1 回だけで分裂が 2 回続くため、できる細胞の染色体数はもとの半分になる　減数分裂は「複製 1 回・分裂 2 回」で 2n → n。第一分裂で相同染色体が対合（二価染色体）して乗換えが起こり、相同染色体どうしが分かれる。第二分裂で染色分体が分かれる。1 個の母細胞から 4 個の娘細胞ができる（体細胞分裂は 2 個・2n のまま）。

受験のしらべ ／ https://juken-shirabe.com/koumuin/shizen/zn-07/test/ ／ 問題は毎回の表示で数が変わります。印刷したものはその一例です。

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