Question

くう

左が問題、右が解説です。44 問2。
「標識されるまでに最も時間がかかる細胞は、S期を終えた直後の細胞」とあるのですが、なぜですか？
少し問題文が長くて申し訳ないのですが、教えていただきたいです🙇‍♂️

50 1編 生物と遺伝子
2.遺伝子とその働き 51
ァコ~ エに適切な数値を入れて文章を完成せよ。
問2.下線部について,EdU を加えたまま洗浄除去することなく培養を続けたところ,
EdU 添加後14時間ですべての細胞が蛍光色素で標識されるようになった。この14時間
とは、細胞周期のどの時期に相当する時間か,簡潔に答えよ。
問3.間1および問2の結果から,G期の時間を求めよ。
コー
圏のままあ
発展間題
問1.
後
口44. 細胞周期■次の文章を読み,下の各問いに答えよ。
ある動物の培養した細胞では、それぞれの細胞が同じ細胞周期をもちながら,同
ランダムに細胞分裂をくり返す。この培養細胞について,. 細胞周期の各時期(G, 旧
G期,M期)の時間を調べたい。そこで培養液中にチミジン”の類似体(エチニル
シウリジン、EdU)を短時間加え、細胞に取り込ませた。このような EdU の短時間伽
よって、細胞周期のさまざまな段階にある細胞のうち,S期の細胞だけをすべて標識ホ。
ことができる。短時間処理後,このE4U をじゅうぶんに洗浄除去し、EdU を含まない。
地で培養を続けた。そして適当な時間間隔で細胞を採取し,化学反応を利用して EdTIL
蛍光色素を結合させ, EdU の取り込みによって蛍光を発する細胞を蛍光顕微鏡を用いて
検出し観察した。培養細胞のM期の細胞は,凝縮した染色体をもつため識別できる。そ、
で、採取されたすべての細胞のなかからM期の細胞を選び,そのなかで EdU によって帯
光標識された細胞の割合(%)を調べたところ,下図のような結果を得た。
図から、細胞周期のS期,G:期,M期の所要時間をそれぞれ求めることができる(ただ
し、S期の時間はM期より長いものとする)。まず EdU の短時間処理によって EdU を取
り込んだG期の直前の細胞,すなわちS期の最後の細胞に注目しよう。この細胞は,この
後,G期の時間を経由してM期に入
現れることになる。したがって,G:期は
が、M期の最後に到達したときを考える。S期の時間がM期より長いことから,M期のす
べての細胞が蛍光標識されることになる。したがって, M期は イ 時間となる。
一方,EdU の短時間処理直後,G期を出た直後の細胞,すなわち EdU を取り込んだS
期の最も初期の細胞に注目しよう。この細胞がM期に入るのは, EdU の処理後| ウ
時間を経過したときである。S期の最後の細胞がE4U処理後ア時間でM期に入
ったことから,S期の時間は ェ 時間となる。
*チミンとデオキシリボースが結合した DNA の構成成分。
期 M期
思考判断
細胞周期
IG期
(17. 北海道大)
章
問2.標識されはじめるまでの時間が最も長い細胞が、EdU 添加時にどの時期にあり、標識されはじめ
るまでどの時期を経るのかを考える。
思考判断 探究 論述計算
745.細胞周期と DNA 量■培養細胞の細胞分裂に関して、下の各問いに答えよ。
マウス小腸の上皮細胞に由来する培養細胞が活発に分裂しているシャーレを用意し,以
下の実験を行った。なお細胞分裂の過程は,DNA 合成が進行するS期,分裂が準備され
る G期,分裂が進行するM期,DNA 合成が準備される G」 期の4つの時期に分けられる。
また、S期,G期,M期,G: 期に要する時間は,観察したすべての細胞で差がなかった。
【実験1】 一定時間ごとに細胞数を測定し,その結果を図1に示した。
【実験2】 培養開始100時間後に,細胞ごとに核のDNA 量を測定し,結果を図2に示した。
M期
胞周期
JG期
ES期の最後
一細胞
S期の最も
った細胞
図2
図1
15
このとき,蛍光標識された細胞が, M期に最初に
ア時間となる。次に,S期の最後の細胞
12
9
数
6
(×10')
(×10')
3
20
40
60
80
100
<2
2
2~4
4
4く
0
(時間)
相対的なDNA量
培養時間
.すな
るS期
計が14
問1.この培養細胞において, (1)S期の開始から G期の終了までに要する時間と、2)S期
に要する時間として最も近いものを,下の①~12のうちからそれぞれ1つずつ選べ。
0 0.5時間
OHo
の 3時間
9 20時間
6 5時間
2 1時間
の 10時間
3 2時間
8 15時間
0 25時間
(ア)か
2=8
(%)
6 8時間
D 30時間
問2.図2において, DNA 量が4の2×10'個の細胞はS期,G: 期,M期,G,期のどの時
期の細胞か。当てはまる時期をすべて示せ。
周3! この培養細胞が Ga期に要する時間を求めるためには、実験1,実験2に加え,培養
開始100時間後において,さらにどのような実験を行えばよいか。40字以内で記せ。
12 40時間
100 -
(北里大改題)
ヒント
問1.図1において,細胞数が2倍になるまでの時間が1細胞周期の時間とみなされる。
問3.実験1と実験2のみでは, G期とどの時期を区別できていないのかを考える。
0
0
4 6
9
11
(時間)
チミジン類似体(EdU)処理後の時間
遺伝子とその働き
蛍光標識されたM期の細胞の割合一
第2章 遺伝子とその働き

丸体は
ニ2 期に
のとき
の実験開始
100-
の2時間後
G期
M期
G期
{M期
0
0
細胞周期
'G期
2
456
9 11 (時間)
1
ト細胞周期
'G期
S期
6.2
の OO5
S期
6 の
チミジン類似体(EdU)処理後の時間
=きる。
っる。
34時間後
の5時間後
6時間後
G期
M期
M期
G期
G期
M期
細胞周期
G期
ト細胞周期
IG期
ト細胞周期
IG期
S期
S期
S期
69時間後
の11時間後
:標識時にS期の最後
にあった細胞
:標識時にS期の最も
初期にあった細胞
G期
M期
G2期
M期
細胞周期
「G期
ン細胞周期
G期
させたエ
S期
S期
の構成成
っを,経時
『ラフは,
問2.標識されるまでに最も時間がかかる細胞は, S期を終えた直後の細胞, すな
わち, G 期の最初にある細胞である。この細胞が EdU を取り込みはじめるS期
までには, G2 期, M期, Gi 期を経る。したがって, Gz 期, M期, Gi 期の合計が14
にいる。処
った細胞が
)。したが
標識され
時間である。
問3.間2から, Gz, M, Gi 期を合計した時間が14時間である。また,問1の(ア)か
らG 期は4時間,(イ)からM期は2時間である。したがって, Gi 期は14-4-2=8
(時間)である。
がしだいに
たためと考
45.細胞周期と DNA 量
D0%になっ
解答
問2.G期とM期
問1.(1)-9
問3.染色液で核を染め, 観察した細胞のなかでのM期の細胞の割合を求める実験
を行う。(38字)
(2)-6
後に達した
ことがわか
れていない。
(図6)以降
されたM期
っ最後の細胞
くるのが9時
解法のポイント
問1.増殖中の体細胞は, M期 (分裂期)を終えると G期(DNA 合成準備期),S期
(DNA 合成期), Gz 期(分裂準備期)を経て再びM期をくり返す。この DNA の複
製とその分配によって細胞を複製していく周期性を細胞周期と呼ぶ。
(1)は1細胞周期を示しており, 図1のグラフにおいて細胞数が2倍になる時間
を求める。3×10'個の細胞が6×10'個になるのに約20時間かかっている。すな
第2章 造伝子とその働き問
蛍光標識された一
M期の細胞の割合