Question

ゆる

高校生物🧬です！！
(1)と(2)両方わかりません！！
答えを見たら置換してあって‥とか書いてあるのですがよく意味がわからなくて💦
どなたかよろしくお願いします🙇‍♀️

リード C+
46 次の生徒と先生の会話文を読み、以下の問いに答えよ。
生徒: 分子系統解析って難しそうですね。 DNAの塩基配列で系統樹をつくることが
できるといわれても、ちょっと・・・。
先生: そんなことはないですよ。 DNAを用いた分子系統解析では、祖先的と考えら
れる生物と塩基配列の比較を行い,それに基づいて系統樹をつくります。 試し
に簡単な分子系統樹を作成してみましょう。 近縁関係にある5種 (生物 K~O)
とそれらの共通祖先種から先に分岐した種(生物X) がいるとして､この6種の
DNAの塩基配列を調べたところ, 表のようになったと考えてください。 する
種名
と、この塩基配列に基づいて図のような系統樹をつくることができます。
表 6種の相同な塩基配列
塩基配列の順番
4 5 6
1
生物 X
A
生物 K A
A
A
2G T
A
T
T
3CCC
T
C
C
C
C
G
C
T
G
T
T
T
AA
TT
A
A
AA
A
7
T
A
生物 L
生物 M
生物 N
生物 0
A
T
C
G
表に基づく 6種の系統樹
生徒:祖先的な種である生物 X の塩基配列と比較して系統樹をつくるのですね。
先生: そうです。 最初に図の系統樹のiの位置で表の2番目の塩基がGからTに置
換したと考えられます。 これによって, 生物Xと他の5種の群に分かれます。
生徒:iの位置では(a)番目の塩基が(b)に置換されて、生物
(ウ)を含む群と,生物 K と () を含む群に分かれたのですね。
C
T
9
C
C
A
C
A
C
G
T
A
T
大学入学共通テスト対策問題
8 GGGGG
C
X
K
(
ii
i
V
先生:はい。さらに,生物Kと生物 (エ)に分かれた群では図の道の位置で7番目
の塩基がTからCに置換され,この2種が分かれます。同様に考えて, ivの
位置では(c)番目の塩基が(d)に置換されて,生物 (イ)と生物ウ
を含む群と,生物 (ア)に分かれます。そして,vの位置で(e)番目の塩
基が ( f )に置換されて生物 (イ) と(ウ) の2種が分かれます。
生徒:なるほど。そうやって考えていくと,確かに系統樹をつくることができますね。
先生: 今回は,塩基の置換数が最も少なくなるように系統樹をつくりました。
(1) 空欄 (a)~(f) に最も適した数字または塩基 (A, T, G, C) を,次の①~⑧からそれ
ぞれ選べ。
①2
②4
③7 49 ⑤ A 6 T ⑦G
2)空欄(ア)~(エ)に最も適した種名 (L, M, N, 0) を,次の ①~④からそれぞれ選べ。
OL ② M 3 N 40
[21 神奈川大

第一章
第1章
46
解説
DNAの塩基配列の違いが多くなると考えることができる。 したがって
たがって、 ある2種の生物が共通祖先から分岐してからの時間が長いほど, 2
受け継がれることはないか.
DNAの塩基配列の違いを比較することで, どの種が早く分岐し、どの種がより遅く
解答にあたっては, 複数の生物種間でDNAの塩基配列を比べたとき, DNAの
Tomol
分岐したのかという系統関係を推定できる
ことを述べる。 指定の字数が100字以内のため､ 時間が経つと突然変異が蓄積されて
配列における塩基の違いが, その種が分岐してからの時間に応じて増える傾向がある
いくことも説明するとよい｡
(3) 1990年にウーズらが提唱した3ドメイン説では, 現存する生物が3つのドメインの
いずれかに属することが示されている。 分子系統解析では, 調べたい生物間で同じ
伝子のDNAの塩基配列を比較するので、 すべての生物の系統関係を調べるためには、
すべての生物が共通してもっている遺伝子を比較する必要がある。
rRNA は, リボソームという構造体を構成する RNAである。 リポソームは mou
の塩基配列がアミノ酸配列に読みかえられる翻訳の場となる構造体で､ すべての生
が共通してもっているため、ウーズらはrRNAを用いたと考えられる。
物を対象とした系統関係の解析に利用できるという点を必ず述べるようにする。
解答では, rRNA がすべての生物がもつ分子であることを述べたうえで、広範な
(4) 両眼が頭部の前面についていることで, それぞれの眼の視野が重なる範囲が広くな
る。 視野が重なった部分では立体視が可能で, 遠近感を得られるため, 樹上生活にお
いて, 木の枝から枝へ飛び移ったりする際に, 飛び移る枝までの距離を正確に見積も
ることができる。
(1) (a) 2 (b) 7 (c) 4 (d) 5 (e) 3 (f) 5
(2) ア4 (イ) 1 ウ 3 エ 2
解答には, 立体視できる範囲が広いことと, それにより樹上生活における利点とい
て枝と枝との距離を正確に把握できることを含めるようにする。
BERE
この問題では,塩基のi〜vの位置で1個の塩基の置換が起こり, それ以外の位置で
は置換が起こらず, 祖先種である生物 X の塩基と同じであるとして考えている。
種名
問題の表で,塩基配列が生物 X と異なっている部分を示すと, 下表のようになる。
i の位置で塩基が変化すると, 生物 X のみが異なる塩基をもち,それ以外の生物 K-
0 は共通の塩基をもつはずである。 問題の会話文にあるように, 2番目の塩基が生物
のみ G,他はTであることから, 2番目の塩基でGTの置換が起こったと考えられる。
以下,同様に考えればよい。
塩基配列の順番
1 2 3 4 5 6 7 8
生物 X A G
CC T
A T G
生物 K A
T
C C T A
C
G
生物 L A
C
G T A
G
生物 M A T C
C T
A T G
生物 N A
生物 0 A
HHH
T
T C 'G
T C
G
TO
T A A
A
T A T
9CCAC
定具が子様
寒が蓄積されていく。
GA
G
C
X
CIM
K
OLDIN
7番目 T→C
-N
4番目 C G
2番目 G→T
C-A
とがわかる。
の位置で塩基が変化すると、生物X と K, および(エ)では共通で, その他の3種の生
物では異なる塩基となっているはずである。 それは4番目の塩基であり、生物XとK,
およびMではCであるが、他の3種の生物ではGになっている。よって, ii の位置で
は4番目の塩基でCGの置換が起こったと考えられる。また, (エ)は生物 M であるこ
ここで、(エ)の生物と生物Kの塩基配列を比較すると、7番目の塩基のみが異なり,
の位置では7番目の塩基でT→Cの置換が起こったと判断でき、問題文と一致する。
また、(ア)は、iiiの位置の2か所の置換が起こっているので、表から生物と判断で
残る(イ) (ウ)は、生物と生物Nである。 ivの位置の置換は生物と生物Nに共通に
見られる置換であることから、9番目の塩基がC→Aに置換したと判断できる。また,
Vの位置では7番目の塩基でT-Aの置換が起こったと判断でき、その置換が起こった
生物N (ウ) 置換が起こらなかった生物Lが(イ)となる。
きる。
(1) 2
(2) 2
(3) 2
47
解説 (1) 問題の表の左側のコード領域は、約 16000 塩基対中の塩基置換数であり、表の右側の
非コード領域は、約500塩基対中の塩基置換数を示している。 それぞれを比較するた
100塩基対当たりに換算すると, コード領域では0.2~8塩基程度なのに対し、非
コード領域では2~30塩基程度となり、どの値を比較しても非コード領域のほうが塩
基置換数は多くなっている。 よって、 非コード領域のほうが塩基の置換が蓄積しやす
いと判断できる。 この場合, 分子進化とは塩基配列の変化なので,塩基の置換が蓄積
しやすいほうが分子進化の速度は大きいと判断できる。 つまり, 非コード領域はコー
ド領域と比べて, 塩基の置換が蓄積しやすく, 分子進化の速度が大きい。
ゴト (2) 現生人類であるヨーロッパ人 東アジア人・アフ
リカ人とチンパンジー (カメルーン) の間では、コ
609
38
500万年前
傷の
ド領域の塩基置換数が平均で (1288 + 1300 +
1294)÷3=1294 となる。 よって、 両者が分岐し
てから,それぞれで1294 ÷ 2 647ずつ置換が起
ったと考える。 問題文より, 現生人類とチンパ
チンパンジー
( カメルーン)
ジー (カメルーン) が共通祖先から分岐した時期
500万年前であるから, 1塩基が置換するのに, 500万年÷6477728年かかると
計算できる。 つまり, 塩基置換は7728年に1か所の速度で起こると計算できる。
現生人類の共通祖先からの分岐は, ヨーロッパ人 東アジア人とアフリカ人が
岐したところだと考えられる。 ヨーロッパ人 東アジア人とアフリカ人の間では,
(4) 基置換数が平均 (72+80) ÷ 2 = 76となる。 よって、 両者が分岐してから,それぞ
で 76 ÷ 2 = 38 ずつ置換が起こったと考える。 1 塩基置換するのに 7728 年かかる
で, 38 塩基置換するには, 7728年×38=293664年かかることになる。
(3) チンパンジーが共通祖先から分岐したデータについてはチンパンジー (カメルーン)
チンパンジー (ガーナ) のコード領域における塩基置換数414 を用いる。 これは現生
類共通祖先から分岐してからの塩基置換数76を上回るので, 2地域のチンパン
ーが共通祖先から分岐した時期は現生人類のそれより古いと考えられる。 また, 塩
数が多いということから,現生人類よりもチンパンジーのほうが遺伝的多様
大きいと推察される。
第1章
38
647
・ヨーロッパ人]
東アジア人
アフリカ人