Biology
มัธยมปลาย
問1で、答えが②なので明期では分解されずタンパク質Xが翻訳され花芽形成できるってことですよね、？
短日条件の初めの8時間でmRNA量が少ないのはなぜですか？
181月
思考
191.花芽形成と日長ある長日植物を材料として,長日条件でも花芽形成が促進されな
い変異体 x を得て, 野生型との比較からその原因遺伝子を特定した。 野生型では,この
遺伝子XのmRNAは直ちにタンパク質Xに翻訳され,このタンパク質Xが存在すると花
芽形成が促進されることが示された。しかし,変異体 x では遺伝子XのmRNAは検出さ
れなかった。タンパク質Xがどのように日長に応答して花芽形成を調節するのかを調べる
ため、以下の実験を行った。 その結果をもとに, 問1と問に答えなさい。
【実験】 野生型, 変異体 x とも,それぞれ短日条件 (8時間明期, 16時間暗期) 長日条件
(16時間明期,8時間暗期) で育
てた。野生型について, 遺伝子
XのmRNA量を測定した結果,
短日条件, 長日条件どちらにお
いても右図の破線で示すような
24時間周期の変動を示した。
方, タンパク質Xの蓄積を明期
開始から15時間後に調べた結果,
長日条件ではタンパク質Xの蓄
積が確認されたが,短日条件で
はタンパク質Xは検出されなか
短日条件
明期 8時間
長日条件
明期 16 時間
1-
mRNA量
(相対値)
(i)
(ii)
暗期 16 時間
1
暗期 8時間
7
(!!!)
0
4
8
12
16
20
24
明期開始からの経過時間(時間)
(i), (ii), (ii) は変異株xにおいて人為的に遺伝子XのmRNAを
発現させた時間帯を示す。
問1. このタンパク質Xの性質として最も適していると考えられるものを次の①~④のな
かから1つ選び、番号で答えよ。
① タンパク質 Xは明所では不安定で直ちに分解されるが暗所では安定で分解されない。
② タンパク質Xは明所では安定で分解されないが暗所では不安定で直ちに分解される。
③ タンパク質Xは明所でも暗所でも安定で分解されない。
④ タンパク質Xは明所でも暗所でも不安定で分解される。
問2.変異体 x において,図の(i), (ii), (ii)で示す時間帯に遺伝子 X を人為的に発現させた。
遺伝子Xの mRNA は発現させた時間帯にのみ存在し,その間のmRNA量は図の相対
値1に相当するものとする。 次の①~⑥について, 花芽形成が促進されると期待される
ものに○を、そうでないものに×を記入せよ。
① 短日条件下で(i) の時間帯に遺伝子 X を発現させた場合
② 短日条件下で(ii)の時間帯に遺伝子 X を発現させた場合
(3) 短日条件下で (iii) の時間帯に遺伝子 Xを発現させた場合
4 長日条件下で(i)の時間帯に遺伝子Xを発現させた場合
(5 長日条件下で (ii)の時間帯に遺伝子 Xを発現させた場合
⑥長日条件下で(ii)の時間帯に遺伝子 X を発現させた場合
ヒント
(21. 東京都立大改題)
問1. 短日条件下で,遺伝子X のmRNA が存在するがタンパク質Xが存在しないのはなぜかを考える。
250 4編 生物の環境応答
I
-
7
に
高に差が生じなくな
191. 花芽形成と日長
解答 問1②問 2. ①…O ②x ③× ④ ⑤ ⑥…x
解法のポイント
これ
1. 野生型について遺伝子XのmRNA量を測定すると, 短日条件,長日条件どちら
仮に,タンパク質Xが明所でも暗所でも分
においても図の破線のような変動を示す。
(解されないとすれば,遺伝子XのmRNAは直ちにタンパク質Xに翻訳されるため、
職コ
しかし、 明期開始か
タンパク質Xの量もmRNA量と同様の変動を示すはずである。
15時間後にタンパク質Xの蓄積量を調べると、 短日条件ではタンパク質Xは検出さ
れず,長日条件でのみ蓄積が確認された。「明期開始から15時間後」は,短日条件では
暗期に対応し、長日条件では明期に対応することから,タンパク質Xが暗所で直ちに
分解され,明所では分解されない性質をもつと考えれば,この現象を矛盾なく説明で
きる。
問2. タンパク質X が存在すれば花芽形成が促進されることから, ①~⑥の条件下でタ
ンパク質Xが存在するかどうかを考えればよい。 問1 から, タンパク質 Xは,明期で
あれば安定して存在できることがわかっている。 また, 変異体 x は,本来は遺伝子X
のmRNA が存在せず、人為的に発現させた時間帯にのみ存在する点に注意する。
①, ④ ⑤…短日条件下の(i), および長日条件下の (i), (ii)の時間帯は明期であるため、
合成されたタンパク質Xは分解されない。 したがって,タンパク質X は存在する。
② ③ ⑥…短日条件下の(ii), (iii), および長日条件下の (iii)の時間帯は暗期であるため,
合成されたタンパク質Xは直ちに分解されて存在しなくなる。
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