生物
高校生

これ,解いてくれる方いませんか??
わからなくて困ってます,,,

★第13問 大腸菌における遺伝子発現の調節に関する次の文章(A・B) を読み, 下 の問い(問1~4) に答えよ。 〔解答番号 1 5 ( 配点 18 ) A 大腸菌を、グルコースとラクトースが含まれる培地で培養すると, 栄養源とし てグルコースが利用できるうちはラクトースを利用しないが, グルコースがなく なるとラクトースを利用するようになる。 ラクトースを栄養源として利用する場 合には、ラクトース分解酵素を始めとして, グルコースの利用には必要ない3種 類の酵素が必要となる。 これらの酵素の遺伝子は、培地にグルコースがある場合 には発現が抑制され, ラクトースはあるがグルコースがない場合には発現が促 進されるようひとまとめに調節されておりラクトースオペロンとよばれている。 ラクトースオペロンでは、3種類の酵素の遺伝子の上流に, 図1に示すように, RNAポリメラーゼが結合する部域と, 遺伝子発現の調節にはたらく2種類のタ ンパク質(X・Yとする) が結合する部域xy がある。 (a) 部域xにタンパク質 Xが結合すると, DNA への RNAポリメラーゼの結合が促され, また、部城y にタンパク質Yが結合すると, DNAへのRNAポリメラーゼの結合が妨げられる。 タンパク質Yのようなはたらきをもったタンパク質は ア とよばれ,また, このタンパク質が結合する部域yは イ とよばれている。 タンバ ク質 X 11 部城 RNA ポリメラーゼ タンパ ク質 Y A 部城y RNAポリメラーゼ が結合する部域 酵素1 ラクトースの利用に必要な 酵素群の遺伝子 図1 ラクトースオペロン 85 - 酵素2 酵素 3 遺伝子の発現 第2章 問1 下線部(a)に関して考えられること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 ① タンパク質Xは,グルコースがあると部域xに結合し, タンパク質Yは, グルコースがないと部域yに結合する。 ② タンパク質Xは, グルコースがないと部域xに結合し, タンパク質Yは, グルコースがあると部域yに結合する ③ タンパク質Xは, ラクトースがないと部域ェに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがあると部域yに結合する。 ④ タンパク質Xは, グルコースがあると部域xに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがあると部域yに結合する。 ⑤ タンパク質Xは, グルコースがないと部域xに結合し, タンパク質Yは, ラクトースがないと部域y に結合する。 イ 問2 上の文章中の ア を次の①~6のうちから一つ選べ。 ① ② 4 [⑤ 6 ア オペレーター オペレーター 基本転写因子 基本転写因子 リプレッサー リプレッサー に入る語の組合せとして最も適当なもの 2 イ プロモーター リプレッサー オペレーター リプレッサー オペレーター プロモーター 86
B 大腸菌には、ラクトースの利用に必要な3種類の酵素の発現に異常のある突然 変異株が多数知られている。 このような変異株は, 出することができ,また, (c) (b) 培養実験などによって検 遺伝子操作などの実験によって、異常の原因を解 明することができる。 問3 下線部(b)に関して, グルコースとラクトー スを含む一定量の培地で野生株の大腸菌を培 養したところ, 菌数は図2のように増加した。 ラクトース分解酵素を合成できない突然変異 株を同じ条件で培養すると, 菌 (生菌) の数は どのように変化すると考えられるか。 最も適 当なものを、下図の①~④のうちから一つ 選べ。 3 大腸菌の個体数(対数) 07 ① ② 経過時間 大腸菌の個体数(対数) ④ 経過時間 図 2 遺伝子の発現 第2章 問4 下線部(c)に関して, ラクトースの有無に関わらずラクトース分解酵素を活 発に合成する突然変異株 I・ⅡI に 野生株の図1のラクトースオペロン全 域とタンパク質X・Yの遺伝子(発現に必要な領域をすべて含む)にあたる DNA を導入した (菌が本来もっているラクトースオペロンには、操作は加 えていない)。 その結果、 変異株 Ⅰ はラクトースがない条件ではラクトース 分解酵素を生産しなくなったが, 変異株 ⅡIはラクトースの有無に関わらずラ クトース分解酵素を生産した。 変異株 ⅠおよびⅡIにはどのような突然変異が 生じていたと考えられるか。 最も適当なものを. 次の①~⑤のうちからそ れぞれ一つずつ選べ。 変異株 Ⅰ 4 変異株 ⅡI 5 ① タンパク質Xの遺伝子DNAに突然変異が起こり, 正常にはたらくタン パク質Xが生産されなくなった。 ② ラクトースオペロンの, タンパク質Xが結合する部域のDNAの塩基配 列に突然変異が起こり, タンパク質X が結合できなくなった。 ③ ラクトースオペロンの, RNAポリメラーゼが結合する部域のDNAの 塩基配列に突然変異が起こり, RNAポリメラーゼが結合できなくなった。 ④ タンパク質Yの遺伝子 DNAに突然変異が起こり, 正常にはたらくタン パク質Yが生産されなくなった。 ⑤ ラクトースオペロンの, タンパク質Yが結合する部域のDNAの塩基配 列に突然変異が起こり, タンパク質Y が結合できなくなった。
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