Biology
มหาวิทยาลัย
教えてもらえるとありがたいです！
II DNAの研究史において、 DNA の複製方法には、次の仮説1~3があった(図2)。
(c)
仮説 1 もとの2本鎖DNAはそのまま残り、新たな2本鎖DNAができる。
仮説2 もとの2本鎖DNAのそれぞれの鎖を鋳型にした2本鎖DNAができる。
仮説3 もとの2本鎖DNAはヌクレオチドがばらばらになり、もとのDNA鎖と新しい
DNA 鎖が混在した2本鎖DNAができる。 この仮説3では、親世代のヌクレオチ
ドが均等に(それぞれ50%ずつ) 複製後のDNA分子に伝わるものとする。
新たに複製された
もとのDNA鎖
DNA 鎖
||
I
FO
仮説1
仮説 2
仮説3
図2
メセルソンとスタールは、窒素原子に重さの異なるもの (通常の窒素原子と重い窒素原
子) が存在することを利用して, 次の手順1~3で仮説1~3を検証する実験を行った。
手順1重い窒素を含む培地で大腸菌を何世代も培養し、DNAに含まれる窒素がすべて
重い窒素に置き換わった大腸菌を得た。
手順2 手順1で得た大腸菌と, DNAに含まれる窒素がすべて通常の窒素である大腸菌
からDNAをそれぞれ抽出し, 抽出したDNAを遠心分離して, 2本鎖DNAの比
を調べた。その結果、図3のように、重い窒素のみからなるDNAは試験管の下
方に、通常の窒素のみからなるDNAは上方にバンドとして現れた(図3)。
手順3 手順1で得た大腸菌を、通常の窒素を含む培地で1回分裂させた。
問7 メセルソンとスタールの実験に関して、次の(1)~(3)の各問いに答えよ。
(1)手順3で得た大腸菌からDNAを抽出し、手順2の方法でDNAの比重を調べたとこ
ろ、図4の結果が得られた。仮説1~3のうち、この結果のみから誤っていると判断
できる仮説を過不足なく含むものを、後の1~6のうちから一つ選び、番号で答えよ。
比重:小
「比喩 大
図 4.
1 仮説1
2 仮説2
3 仮説3
4 仮説と仮説2
5 仮説と仮説 3
6 仮説2と仮説3
(2)2本鎖DNAは加熱することで1本鎖に解離することができる。 次のABの1
本鎖DNAの比重を手順2の方法で調べたところ, 図5の結果が得られた。 仮説1 ~
3のうち、この結果のみから誤っていると判断できる仮説を過不足なく含むものを、
後の1~6のうちから つ選び、番号で答えよ。 ただし、図5中のDNAのバンドは
実実際に現れた位置ではなく、比重の大小のみを示している。
A 通常の窒素のみからなる2本鎖DNA と、 重い窒素のみからなる2本鎖DNA と
の混合物を、 1本鎖に解離したもの
B手順3で得た大腸菌がもつ2本鎖DNAを、 1本鎖に解離したもの
比重: 小
Aの結果
B の結果
比重: 小
比重:大
比重: 大
図5
1 仮説1
2 仮説 2
3 仮説3
4 仮説と仮説2
5 仮説と仮説3
6 仮説2と仮説3
(3) 手順1で得た大腸菌を通常の窒素を含む培地で培養したとき,大腸菌の分裂により、
通常の窒素のみからなる2本鎖DNAをもつ細胞がはじめて観察されるようになるに
は、大腸菌を100分間培養しなければならない。 培地中の大腸菌において細胞周
期の長さはすべて同じとすると、 大腸菌の1回の分裂 (倍加)にかかる時間は何分間
か。 整数で答えよ。
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