生物の問題なんですけど、解説していただける方がいたらお願いしたいです！😭

生物

高校生

解決済み

約3年前

生物の問題なんですけど、解説していただける方がいたらお願いしたいです！😭

第6問遺伝情報の発現に関する次の文 A-Bを読み, 以下の問いに答えよ。 <文A> 目的の遺伝子など同一の塩基配列をもつ DNA 断片を多量に得る操作を, 遺伝子のクローニングという。選伝子のクローニングでは, (ア)遺伝子の運び手であるプラスミドを使って目的の DNAを細菌内で増やす方法や。試験管内で短時間に目的の DNA 領域だけを増やす PCR 法が用いられている。PCR法では, 鋳型のDNA, プライマー, DNAポリメラーゼ, および 4種類のヌクレオチドを混合し, (ウ)1 サイクルに三つのステップ(図 1)ごとに温度を変えながら反応を進める。これを何サイクルもくり返すことで DNAを増幅させることができる。ある植物の遺伝子 M を大腸菌内に導入し, タンパク質 Mを合成させたい。適当な組織から抽出した遺伝子 Mの MRNAに相補的な DNA を合成する酵素である逆転写酵素と DNAポリメラーゼを用いて, mRNA Iに相補的な塩基配列をもつ二本鎖 DNA(CDNA)を合成した。さらに、 (エ)この CDNAを鋳型に, PCR 法によってブラスミドに組み込むための DNA 断片を多量に増幅する。これらを適当なプラスミドに組み込んで大腸菌に導入する。大腸菌内に導入した遺伝子 M が発現すれば, 植物のタンパク質 M を得ることができる。ステップ1 温度約95℃ 目的 DNAを1本ずつのヌクレオチド鎖に解離させるステップ2 温度約2℃ 目的ステップ3 温度約℃ 目的図1 PCR法のサイクル

問1 文中の下線部(ア)について,ブラスミドに遺伝子を組み込む場合, 目的の遺伝子やプラスミドの特定の部位を制限酵素で切断し, DNA の複製時にもはたらく DNA リガーゼを用いて結合する。 DNA リガーゼが触媒する DNA 断片どうしの結合として最も適当なものを, 次の①~6のうちから一つ選べ。の塩基間の結合 ⑤ 塩基とデオキシリボースの間の結合 2 リン酸間の結合 3 デオキシリボース間の結合 ④リン酸と塩基の間の 6リン酸とデオキシリボースの間の結合結合問2 文中の下線部(イ)について、目的の DNA 領域の塩基配列がわかっていれば, PCR 法によってその領域を増やすことができる。その理由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 目的の遺伝子の DNA 領域を切り出すことのできる制限酵素を使うことができるから。 ② 目的の遺伝子の DNA 領域に転写を活性化する因子を結合させることができるから。 ③ 目的の遺伝子の DNA 領域を複製する複製起点の位置がわかるから。 ④目的の遺伝子の DNA 領域に結合するプライマーをつくることができるから。問3 文中の下線部(ウ)について, PCR 法の三つのステップのうち, 図1中のステップ2とステップ3を行う温度と、そのステップを行う目的の組み合わせとして最も適当なものを、次の①~⑥のうちからそれぞれ一つずつ選べ。温度ステップの目的 DNA ポリメラーゼがヌクレオチド鎖を合成する 72 2 72 プライマーをヌクレオチド鎖に結合させる 3 4種類のヌクレオチドを増やす DNA ポリメラーゼがヌクレオチド鎖を合成する 72 の 58 5 58 プライマーをヌクレオチド鎖に結合させる 6 58 4種類のヌクレオチドを増やす問4 文中の下線部(エ)について, 次の(1), (2)に答えよ。 (1)この植物のゲノム DNA 中の遺伝子 Mは PCR法の鋳型として適さないため,MRNA から CDNA を合成してPCR法を行う。その理由を述べた次の文章中の空欄(A), (B)に入る語句を,それぞれ答えよ。スプライシンング真核生物である植物は, ゲノム DNA に(A) をもち, 転写後の㎡RNA前駆体を(B)してできた MRNA を翻訳する。したがって, mRNA を逆転写して合成した CDNA を導入しないと, 遺伝子 M の(A)領域の塩基配列まで翻訳されてしまい, 目的のタンパク質 M を得ることができないから。 (2) CDNA を PCR 法で増幅し, その塩基配列を解析することで,推定できるものと推、定できないものがある。推定できるものとして最も適当なものを,次の①~④のうちから一つ選べ。 0 細胞のゲノムDNA 量が推定できる。 ② 細胞のゲノムを構成する遺伝子の総数が推定できる。細胞の染色体上にある遺伝子のすべての位置が推定できる。の細胞でどのような遺伝子が発現しているかが推定できる。

<文B> 牛多くのパラの育種家が青いバラをつくることができなかったことから, 英語の BlueRose は「不可能」といつ意味で使われるほどであった。一般に、花弁(いわゆる「花びら」)の細胞にある(C)には,アントシアン類の色素が存在し、含有する色素の違いによりさまざまな色の花弁となる。バラには赤色色素とオレンジ色色素が存在するが、青色色素の合成に必要な酵素がないことから, 青色色素をもつ青いバラは存在しなかった。しかし近年,日本の研究グループによって遺伝子組換え技術を用いた「青いバラ」がつくられた。パンジーから単離したオ)青色色素の合成に関わる酵素B の遺伝子 B と薬剤耐性をもつようになる遺伝子 Kを組み込んだブラスミドをつくり、植物細胞に感染するアグロバクテリウムという細菌を用いて, これらの遺伝子をバラの細胞に導入し,「青いパラ」をつくりだしたのである。ただし実際には、青色色素の合成に関わる遺伝子 B を細胞に導入するだけでは完全な「青いバラ」をつくることはできなかった。バラではアントシアン類前駆物質(無色)から赤色色素やオレンジ色色素をつくる遺伝子 X が発現し、酵素Xが存在するからである(図 2)。そこで(かRNAI(RNA 千渉)という手法を用いてバラの遺伝子 Xの発現を抑制し, その代わりに, アントシアン類前駆物質3のみにはたらいて青い花を咲かせるアイリスの遺伝子 X'を導入した。「青いバラ」をつくるために必要とされる遺伝子B, 遺伝子 K, アイリスの遺伝子 X', さらにパラの遺伝子 Xに RNAI を行うための DNA 配列を組み込んだプラスミド(図 3)を作製し,バラの細胞に導入した。この手法を用いてつくられたバラの花弁の色は今までにない青色となった。酵素A 酵素B と、アントシアン類色素前駆物質アントシアン類前駆物質1 アントシアン類前駆物質3 前駆物質2 バラの酵素X パラの酵素X | バラの酵素Xロ→ 1アイリスの酵素X、レンジ色色素赤色色素青色色素図2 アントシアン類の色素の各種酵素による反応経路パラの遺伝子に導入される部分 |Pro遺伝子KHProアイリスの遺伝子X' HProRNAL のための工DNA 配列HPro遺伝子B Pro は後に続く遺伝子のブロモーター領域を指す図3 遺伝子組換えに用いたプラスミド間5 文中の空欄(C)に入る。植物細胞で発達してみられる構造の名称を答えよ。問6 文中の下線部(オ)について, プラスミドに薬剤耐性をもつようになる遺伝子Kを組み込み,バラの細胞に導入する理由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 植物細胞に感染させた細菌を死滅させるため。 2目的の遺伝子が導入された細胞のみを選択するため。 ③ 導入した遺伝子以外の植物の遺伝子を破壊するため。 ④ 目的の遺伝子が導入された細胞が花弁になったか否かを確認するため。 ⑤ 遺伝子の導入に用いた細菌が感染後も増殖できるようにするため。

回答

✨ ベストアンサー ✨

安田ヒデ

約3年前

どの程度説明すればいいですか？一応説明を書きますが、さらに詳しいものが必要でしたら、コメントください。
問１DNAは糖と塩基とリン酸を一単位として繋がっています。DNA合成の時、この鎖をつないでいくのがDNAリガーゼです。このDNAリガーゼを試薬として使っています。DNAリガーゼは糖のOHとリン酸の間を結合するので答えは６です。
問２PCR法では増幅する領域の両末端に正確に結合できる短いDNA鎖（これをプライマーといいます）を用いてこれらプライマーからDNA合成酵素でDNAを合成させることを繰り返します。教科書のPCRの図を見てください。答えは４
問３PCRは（step1)およそ９５度でDNA２本鎖を乖離させ、（step２）プライマーをおよそ５４度でDNAに結合させ（step３）DNAポリメラーゼ（DNA合成酵素）でDNA（ヌクレオチド鎖）を合成する。教科書のPCRの図を見てください。
従ってstep2は５、step3は１
問４（１）真核生物の遺伝子DNAには多くは転写後mRNAになる部分（エクソン　or エキソン）とならない部分（イントロン）が含まれている。転写ではまずDNAからエクソンとイントロン部分を含む前駆体RNAが合成されその後イントロンにあたる部分が切り出されmRNAとなります。この前駆体からmRNAになる過程をスプライシングといいます。　答えは　A：イントロン（or エクソンとイントロン）　B：スプライシング
（２）は４番の選択技が印刷でみえないので答えはわかりませんが１から３は違うので４番でしょうか。４番は想像するに遺伝子がどんな配列かわkるとか遺伝子からできるたんぱく質のアミノ酸配列が予想できるとか。では。
問5良くみえないのですが、アントシアンがあるなら液胞でしょう。
問６バラの細胞にプラスミドを導入してもすべてのバラの細胞に導入できるわけではないので導入されたバラの細胞が薬剤耐性となることを指標にプラスミドが導入された細胞だけを選別するようにします。この場合プラスミドで薬剤耐性となる薬剤の入った培地でプラスミド処理した細胞を培養するとプラスミドが導入された薬剤耐性になった細胞だけが生育できます。