Question

Ｊ

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

第2章
リード C+
患者 45 DNAの複製モデルについて、以下の問いに答えよ。
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
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
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
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
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複
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
DNA複製前
50%
軽
Cモデル
HIMMAM
分裂1回目
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 (14N)よりも重い窒素
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
この後, 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
図2
中間
(1) A 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 ②2回目 ③3 回目 ④ 4 回目
⑤ 5回目以降
隠園 (3)実験I の 15N 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 ③ 塩基
DNA複製後
□新たに合成された DNA鎖
I
1
100%
50%
オ
I
46 い
表 1
2はコ
100%
[20 九州工大 改]
表 1
トリ
C
大
(1)

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

メセルソン･スタールの半保存的複製。2人は、ノーベル賞を受賞してます。その実験の説明。15Nを用いた実験。
15Nと14Nがあり、DNAは2本鎖は分かっていて、この2本鎖がどのように複製するか調べた。画像Aモデルが半保存的複製。Bモデルが保存的複製。Cモデルが分散的複製。A～Cを考えたが、1回目の分裂で中間の重さのDNAしかできなかったから、Bが否定され、2回目の分裂で、中間:軽い＝1:3になるから、Cが否定され、Aが正しいと分かり、ノーベル賞となった。

その半保存的複製を理解していたら簡単。
最初の15Nが2本の2本鎖を┃┃とし、分裂させる。14Nを│とすると、最初の分裂で、以下のようになる。
15が2本(重いDNA)は最初分裂前だけとわかる。

┃┃
↙ ↘
┃│ │┃　……分裂①回目
中間の重さが2つ。100%中間である。これをさらに分裂させると、必ず両端は中間で、それ以外は軽いDNAが増えるとわかる。

┃│ 　││　││ │┃　……②回目。中間:軽い＝2:2＝1:1

┃│ ││ ││ ││ ││ ││ ││ │┃……③回目。
中間:軽い＝2:6＝1:3とやっていくと、軽いのが増えていくことがわかる。

(1)5回分裂は、自分で書いたらわかる。こちらで書いたが、自分で理解するためには自分でやること。これより、中間:軽い＝1:15から②とわかる。

(2)は上で説明した。Bは1回目、Cは2回目で否定される。
(3)Nを含むのは塩基だけ。デオキシリボースはC510O4、リン酸はH3PO4だから、Nが無いから。

まず、半保存的複製を覚え、理解すること。それが分からないから、この問題を難しく感じるのです。何のためにこの実験をしたのか理解されたら簡単な問題となる🙇

Ｊ

神です…めっちゃ分かりやすいです。こんなにも丁寧に解説してくださり、本当にありがとうございました。解説を見ても理解することができなかったのですが、理解することができました。テストがあるので助かりました。

🍇こつぶ🐡

理解し、テスト頑張って下さい。
この問題は受験ではよく出ます。
定期テストでは分からないけど。重要実験ですね。

この範囲での以下3実験は重要。
①エイブリー、グリフィスの肺炎球菌の形質転換実験、②ハーシィ、チェイスの大腸菌に35Sを使い、T2ファージを増殖させる実験、③メセルソン、スタールの半保存的複製実験は大事です🙇

Ｊ

全部、今回のテスト範囲なのでしっかり見直して頑張ります！本当にわかりやすかったです。ありがとうございました

🍇こつぶ🐡

理解されたようで、よかったです。
こちらも生物は専門でなく、数十年前に解いた知識でしたが、苦労して解いた甲斐がありました🙇