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生物 大学生・専門学校生・社会人

問題の意味もわからず問いの答えも分かりません。 教えてください

41. 細胞周期 解答 1. (ア)… 4 (イ… 2 (ウ) 9 (エ)・・・5 問2. G2期からG, 期までに相当する時間。 解法のポイント 3.8時間 チミジンによく似た構造のデオキシウリジン (dU)にエチニル基を結合させたエチニ ルデオキシウリジン (EdU) は, DNA 合成時に新たなヌクレオチド鎖の構成成分として 取り込まれる。 問1. 次の図は, 蛍光標識された細胞が、 細胞周期のどの時期にあるのかを経時的に 示している。 蛍光標識された細胞は, 赤で示した時期にある。 (ア) グラフは, 観察され たM期の細胞のうち, 蛍光標識されている細胞の割合を示している。 処理後4時間ま で標識された細胞がみられないのは, 標識時にS期にあった細胞がまだG2期にあっ てM期に到達していないためと考えられる (図 ①~③)。 したがって, G2期は4時間で あることがわかる。 (イ)処理後4~6時間までは, 標識された細胞の割合が増加してい る。 これは, 標識されていないM期の細胞がしだいにG 期に移行するとともに, 標識 された細胞が次々にM期に移行してきたためと考えられる (図 ③~⑤)。 ここで, M期 の細胞のうち標識された細胞が100%になった時点は, 標識された細胞のうち最初に M期に入ったものがM期の最後に達したときと考えられる(図⑤)。したがって, M期 は 6-42 (時間) であることがわかる。 (ウ)細胞周期において, 標識時にS期以外にあ った細胞は, 標識されていない。したがって, 標識時にS期の最も初期の細胞がM期 に入った9時間後 (図⑥) 以降は, 標識されていない細胞がM期に移行してくるため, しだいに標識されたM期の細胞の割合が100%から減少すると考えられる。 (エ)標識し たS期の最後の細胞がM期に入るのが4時間後 (図③), S期の最も初期の細胞がM期 に入るのが9時間後 (図⑥) であることから, S期は9-45(時間) であることがわか る。 (%) ①実験開始 ②2時間後 XM期 M 細胞周期 細胞周期 0 2 456 911 (時間) ① ② ③3⑤ 6 7 チミジン類似体 (EdU) 処理後の時間 ③ 4 時間後 XM期 2 細胞周期 M期の細胞の割合 蛍光標識された 100% G2期 S期 ⑥ 9 時間後 G₂ /G 期 M 細胞周期 G2期 S期 ④ 5 時間後 GM 期 細胞周期 G 期 S期 ⑦11時間後 / G 期 G₂A S期 ⑤ 6 時間後 XM期 細胞周期 /G 期 S期 標識時にS期の最後 にあった細胞 G2期 OM期 標識時にS期の最も 初期にあった細胞 /G 細胞周期 G₁N S期 SAA 問2. 標識されるまでに最も時間がかかる細胞は, G2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, G 期を経る。 したがっ て, G2 期, M期, Gi期の合計が14時間である。 問3. 問1と問2から, Gz, M, Gi期を合計した時間が14時間で、 (ア)からG2期は4時間, (イ)からM期は2時間である。 したがって, G1期は14-4-28 (時間)である。 G₂A G期 計算 41. 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, 同調せずラン 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 (G1 期, S期, G2 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(EdU) を短時間加え, 細 胞に取り込ませた。 この EdUの短時間処理によって, 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することができる。 短時間処理後,この EdU を 十分に洗浄除去し, EdU を含まない培地で培養を続けた。 そして適当な時間間隔で細胞 を採取し, EdUと蛍光色素を結合させ、 蛍 (%) 100- 0 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。 そこで, 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 て蛍光標識された細胞の割合(%) を調べ たところ, 図のような結果を得た。 図から, 細胞周期のS期、G2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G2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, G2期の時間を経由してM期に入る。このとき, 蛍光標識された細胞が, M期に最初に 現れる。したがって, G2期は(ア)時間となる。 次に, S期の最後の細胞が, 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。 4 6 9 11 (時間) チミジン類似体(EdU) 処理後の時間 一方, EdU の短時間処理直後, G. 期を出た直後、 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 EdU 処理後 (ア)時間でM期に入ったこと から, S期の時間は (エ) 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。 問1. (ア) (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. 問1および問2の結果から, G1期の時間を求めよ。 ( 17. 北海道大) ヒント 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。 れたM期の細胞の割合

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糖質の消化は、 デンプンが唾液や ( )によって主に ( ( 砂糖として用いられる ( )によって ( )と( )は、 )によって ( )に分解されて、それぞれ小 腸で吸収され、門脈を経て ( グルコースの代謝は、細胞内に取り込まれて ( 解糖系は細胞内の ( の産生に関与するが、 バイ パス経路としての ( ) であるが、 酸素が十分に供給さ 解糖系の最終産物は、 酸素が不足がちの時は ( れる時は ( ) 回路に入る。 この回路は に変換される。 その後、( NADH や FADH2 などの ( て、( 系に送られ 型補酵素の産生を行い、 ( リン酸化による、 効率のよい ( ) 合成を可能としている。 グルコースは代表的なエネルギー源であるが、 特に赤血球や (a で、グルコースが不足すると中枢機能に大きな影響が出るため、 (b されている。 たとえば、(b)が低下すると (c が分泌され、(b) が上昇すると (e ) では必須である。 そこ は厳密にコントロール のランゲルハンス島から (d ) )の合成・ )が分泌され、それぞれ (b) が約 100mg/dL と なるように調整される。 このとき、(d) や (e) は肝臓における(f 分解を調節することにより、(b) を調節している。 (f) は肝臓の他 ( g るが(g) の (f) は (b) の調節には関与しない。 )にも蓄えられ 解糖系でグルコースから産生するピルビン酸は、ミトコンドリアのマトリックスに運ばれ、 (a )に変換された後、 ( b ) 回路でオキサロ酢酸と反応してクエン酸に変 換される。 一方、 脂肪酸は(c )と呼ばれる代謝経路で (a) に変換され、 同様に(b) 回路で代謝される。 グルコースに比較し脂肪酸から産生される (a)は非常に多いので、最終的に 産生される (d も脂肪酸のほうが多い。 また、オキサロ酢酸は主に (e )か ら直接生成するので、グルコースが不足すると (e) が減少するので、(a) が (b) 回路に入 ることができなくなり、(a) が蓄積される。 結果として、(a)はケトン体に変換されて (f を引き起こす。 )に含まれる ( に分解されることから始まるが、 さらに ( )に分解されて消化管で吸収可能になる。 )は、腸液に含まれる ( )に分解され、乳汁に含まれる( )と( )に運ばれる。 )によって 酸化されて初めて可能となる。 回路は、核酸やATP の合成に必須の )で行われ、主に ( )の調達に必要な代謝経路である。 ) であり、 ミトコンドリアに取り込まれて、 ( と反応し(

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