平成27年度


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第9問

問Ⅰ

DNAは互いに相補的な塩基配列を持つ二本のヌクレオチド鎖が二重らせん構造をとっている。DNA複製の際にはこの二本の鎖が解離して、それぞれを鋳型として新しい鎖が合成される。

問Ⅱ

DNAポリメラーゼは3'→5'エキソヌクレアーゼ活性を持っており、新生鎖の3'末端が鋳型鎖と正しく塩基対形成していない場合はこれを取り除いて、正しく塩基対形成している部分にたどり着いてはじめて次のヌクレオチドを付加することができる。DNA合成をゼロから行おうとする場合は、正しく塩基対形成した3'末端が存在しないため、DNAポリメラーゼはこれを行うことができない。

問Ⅲ

転写後のプロセシングを正しく受けなかったmRNAは核膜孔を通ることができず、核内で分解される。

核膜孔を通過したとしても、最初の翻訳でナンセンス変異が認められた場合にはそのmRNAは速やかに分解される。

問Ⅳ

(1)まずDNAのTATAboxにTFⅡDが結合し、DNAに大きなゆがみを生じさせると、それを目印にしてその他の転写基本因子やRNAポリメラーゼが集合する。TFⅡHのヘリカーゼ活性によってDNAの鋳型塩基配列が露出すると、RNAポリメラーゼはそれをもとにRNAを転写していく。溶液中に含まれない気質が必要な部分に差し掛かると転写はいったん止まる。

(2)糊付けが一か所だと、DNAの回転をそこで打ち消してしまい、ビーズの回転に伝わらないから。

(3)DNA二重らせんは約10塩基ごとに一回転している。RNAポリメラーゼはDNA上を直線的に進んでおり、それによって10塩基進むごとにDNAおよびビーズが一回転している。

 

第10問

問Ⅰ

膜の主要成分は脂肪酸の足を2本持つリン脂質であり、その疎水性領域を向かい合わせて脂質二重層を形成している。その脂質の「海」の中には数多くのタンパク質やコレステロール等が漂っている。

問Ⅱ

脂肪酸の鎖長が長かったり不飽和度が低かったりすると、脂肪酸同士が強く相互作用するため膜の流動性や柔軟性は損なわれる。そのため、生体膜では適切な鎖長と不飽和度が必要である。

問Ⅲ

チャネル:電位依存性ナトリウムイオンチャネル

膜内外での物質の濃度勾配に従って、受動輸送を行う。チャネルが果たす役割は、特定の物質のみを通過させるフィルターとしての役割であり、輸送に新たなエネルギー供給は必要としない。

トランスポーター:グルコーストランスポーター

チャネルと同様新たなエネルギー供給は必要としないが、輸送の際に輸送タンパクの構造変化を伴う。グルコーストランスポーターでは、細胞外(グルコース濃度低)から細胞内(グルコース濃度高)にグルコースを輸送する際に、エネルギー的に起こりやすいナトリウムイオンの輸送と共役させている。

ポンプ:ナトリウムポンプ

ATP加水分解のエネルギーを用いて、濃度勾配に逆らう方向に物質輸送を行う。

問Ⅳ

植物体にとってリンは貴重な元素であるため、生体膜に使うリンを節約してほかの生体機能に回すことで適応的に有利になると思われる。

 

第11問

問Ⅰ

細胞分裂によって自分と同じ能力を持つ細胞を作ることができる。自己複製能

多種類の細胞に分化する能力を持つ。多分化能

問Ⅱ

胃、肝臓、腸、肺

問Ⅲ

トリプシン、キモトリプシン 十二指腸

問Ⅳ

(1)BMPシグナルは外胚葉の表皮化に働くシグナルであり、胚の背側ではBMP阻害因子が働くことで神経への誘導が起こる。Wntシグナルやレチノイン酸シグナルは神経領域のうち脊髄への分化に働くシグナルであり、頭部神経領域ではこれらの働きは阻害されている。

(2)外肺葉性のiPS細胞にBMP阻害因子やWnt、レチノイン酸阻害因子を作用させる。

問Ⅴ

目的の細胞で特異的に発現するタンパク質をマーカーとして用いる。

問Ⅵ

1.5×10^8個

 

第12問

問Ⅰ

カロテノイド、フィコビリン

問Ⅱ

明反応で生成したATPやNADPHを速やかに消費して反応を進め、ADPやNADP+をまたすぐに明反応に供給する。

問Ⅲ

光捕集系や電子伝達系の発達具合

問Ⅳ

一つの光合成色素では利用できる光の波長は限られている。しかし、複数の色素で吸収した光エネルギーを反応中心に受け渡して光化学反応に利用するようにすれば、幅広い波長の光を利用できる。

問Ⅴ

qEクエンチング

集光アンテナを反応中心から切り離したり、LHCSRタンパクが光化学系に結合して作用することによって、吸収した光エネルギーを熱として捨てる。

問Ⅵ

葉緑体を細胞の端に寄せることで光にさらされにくくする。

集光アンテナや光化学系の数を減らす。

葉の向きを変えるなどして光の当たる量を減らす。