平成25年度


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第6問

問1

(1)

 チャネルタンパク質の方がトランスポーターよりも速い。

 理由:チャネルタンパクは特定のイオンだけを受動的に通す通路であり、イオン通過の際に立体構造の変化を伴わない。一方トランスポーターは膜を挟んだ電気化学的勾配やATPなどの高エネルギー分子から自由エネルギーを取り出し、立体構造を変化させることでイオンを輸送する。構造の変化に時間が掛かるため、チャネルタンパク質の方がより速くイオンを輸送できる。

(2)

 アンチポートとシンポートは、共にある化学種を電気化学的勾配に沿って輸送する受動的過程と、別の化学種を勾配に逆らって輸送する能動的過程を共役させる事で、能動的過程に必要な自由エネルギーをまかなっている。しかしシンポートでは全ての化学種の輸送が同一方向であるのに対し、アンチポートは種類の異なる化学種を異なる方向へ輸送する点が相違している。

(3)

 電位、熱、機械刺激、リガンドの結合

(4)

 窒素分子、二酸化炭素、エタノール、グルコース、水素イオン

 理由:物質は小さいほど、また極性が低いほど脂質二重膜を透過しやすい。また、イオンは非イオンに比べ遥かに脂質二重膜を透過しにくい。

(5)

光退色蛍光減衰法

 膜に蛍光物質を加えてから膜の一部分に蛍光を励起する光を当て続け、膜状の蛍光物質が完全に褪色するまでの時間を測定する。流動性が高ければ時間は短く、低ければ長くなる。

光褪色後蛍光回復法

 膜に蛍光物質を加えてから膜の一部分に一定の時間蛍光を励起する光を当て、その部分の蛍光が回復するまでの時間を測定する。流動性が高ければ時間は短く、低ければ長くなる。

問2

(1) 小胞体内腔においてアスパラギン残基 (2) セリン残基とトレオニン残基 (3) 中性、酸性 (4) スフィンゴミエリン (5) 正しい、脂質ラフト

 

第7問

 

 

 

 

第8問

 

 

 

 

 

第9問

 

 

 

 

 

 

 

第10問

問1

 BrdUはデオキシチミジンのアナログであるため、複製中のDNA鎖にチミジンの代わりに組み込まれるから。

問2

 BrdU添加の6分後の時点で核にBrdUを含んでいる細胞はS期にあると考えられる。従って表より20%

問3

 グラフの傾きより、BrdU添加の21時間後に全細胞がBrdU陽性になったと思われる。従って一細胞周期の長さは21時間である。BrdU添加の瞬間には細胞集団全体の20%がS期にあったため、S期の長さは細胞周期の20%である。従ってS期の長さは4.2時間。同様に全体の4%がM期であることからM期の長さは0.84時間。以上よりS期以外の長さは15.96時間

問4

 M期への移行に伴い発現が上昇するMサイクリンと結合して活性化されたM-Cdkによって核膜内膜を裏打ちし強度を与えている核ラミナの構成成分ラミンが脱重合し、核膜が崩壊する。

問5

 G1期からS期、G2期からM期、中期から後期への移行に際して、次の段階へ進むのに適した環境が整っているかを確認し、整っていなければ細胞周期の進行を遅らせる機構。

問6

 G2期の長さが9時間であることから、G1期の長さは6.96時間である。分化の過程に入ることができるのはG1期にある細胞だけであるから、処理によって細胞周期を停止した細胞は全てG1細胞である。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第11問

問1

 リブロースビスリン酸カルボキシラーゼ(ルビスコ)

問2

 ルビスコによって触媒される反応は遅い。

問3

 特定の細胞においてのみCO2を利用する炭素固定回路を働かせ、それ以外の細胞はそれらの細胞にCO2を送る。この機構によって反応が起こる細胞でのCO2濃度を高めている。

問4

 ルビスコはCO2の濃度が低下すると、CO2の代わりにO2を反応に利用してしまう。この時、回路はエネルギーを消費する光呼吸を起こす。

問5

 陸上植物は広い陸地を持つ北半球に多く存在するため、北半球が冬の間は全球的な植物の光合成量が低下するから。

問6

 メタン

 

第12問

 問1

 葉緑体

 問2

 地中から光の当たる地上へといち早く植物体を伸ばすため。

問3

 地中で胚軸が伸びる際、その先端を外界との摩擦から保護するため。

問4

 (1)脂肪はリパーゼによって分解され、脂肪酸が生じる。ここからβ酸化により2つの炭素が奪われ、アセチルCoAが作られる。次にグリオキシル回路によりコハク酸が、次にクエン酸回路によってオキサロ酢酸が作られる。最後にオキサロ酢酸から糖新生によってグルコースが生み出される。

 (2)チラコイド膜を発達させる。

 (3)

 

 

問5

 オーキシンは植物細胞の成長を促進する。光から遠い側の組織にオーキシンが作用することでその組織が成長するため、植物全体としては光に向かって伸びることになる。

 

第13問

問1

 キナーゼ

問2

 セリン、トレオニン、チロシン

問3

 複眼の細胞でのみ遺伝子Mを発現させるため、複眼で特異的に発現する遺伝子のプロモーターの下流にM遺伝子を導入する。

問4

 

 

問5

 M,Eは共に活性化されると下流のシグナルを活性化するので、これらのタンパクの酵素活性部位に結合して機能を阻害するような化合物を考えればよい。