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東京大学2014年前期生物第1問
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解説


ゲノム刷り込み(ゲノムインプリンティング)に関する問題で,文1では採り上げている遺伝子が機能する場所である胎盤について軽く触れ,文2ではキメラマウスにおける細胞の分布についての情報が与えられ,文3においてゲノム刷り込みについてを考察させる問題構成です。父母の染色体が同じではないことと,発現箇所が限定されていることをしっかりと組み合わせて考察できるかで差が出そうです。

I
A 1:単孔 2:有袋
ただの知識問題で有名どころですがなぜ漢字じゃないといけないのか毎回解せません。国語じゃないだろと。

B 10mL
同じ分圧の場合には胎仔型ヘモグロビンの方が酸素結合能が高いです。その性質のために胎盤で成体型から胎仔型へ酸素を供給できることになります。よって,成体方が下の曲線で胎仔型が上の曲線です。
さて,成体型が40%結合していることから,酸素分圧が30mmHgだと分かり,そのときには胎仔型は70%が酸素と結合しています。この胎仔型ヘモグロビンが胎仔の末梢組織に移りますが,そこでの酸素分圧は10mmHgなので,20%までしか酸素と結合しないことになり,70-20=50%分だけ酸素が放出されます。
したがって,血液100mLの100%が20mLの酸素であることを考慮すれば,その50%なので,10mLが答えになります。

【参考】慶應医学部2013年生物が酸素解離曲線について詳しく扱っています。

II
A
ES細胞由来の細胞は胎仔にのみ分布し,四倍体8細胞期胚由来の細胞は胎盤のみに分布する。

表1-1の結果をまとめるだけです。8細胞期の細胞は胎仔と胎盤のどちらにもなれますが,ESは胎仔,四倍体は胎盤にしかなれないことがわかります。iPS細胞やES細胞は胎盤を形成できないので,哺乳類においてこれらの細胞から完全な胎仔を得るには胎盤をなんらかの形で提供しなければなりません。四倍体細胞の胎盤に分布する性質を使って胎盤だけを提供する方法を四倍体胚補完法といいます。

B
精原細胞由来のクローンは雄型の刷り込みがなされた遺伝子しか持っておらず,雌型しか発現しない遺伝子にコードされるタンパク質は作れないため,正常な発生に必要なタンパク質の一部が作れないから。

C 3:精子 4:80%
表1-1の結果の結果からキメラマウスの胎仔にはAaとAAの細胞が混在しており,その精原細胞にもAaとAAが混在しています。ここから作られる配偶子はAAの方の割合をxとすれば,(1-x)AaとxAAなので,
A:1+x a:1-x
雌からはAしかこないので,上記の割合でAAとAaになります(ともに雌由来のAを持つので正常に発生します)。Aaが(1-x)÷(1+x+1-x)=10%なので,x=80%となります。

D
F2胎仔の発生停止が胎仔の遺伝子型だけではなく,母体の遺伝子型に影響を受ける可能性。

違いはレシピエントの遺伝子型が入ってきただけで,遺伝的な親というくくりで見れば結果は何も表1-1と変わっていません。また,レシピエントの影響はないことにもなります。つまり,レシピエント(すなわち生みの親となる母体)の遺伝子型が影響しないことを調べる実験だったといえます。

E
表現型:正常発生と発生停止の個体が1:1となる。
理由:Aが雌由来の個体と雄由来の個体は1:1であり,雌由来のAを持たない個体は発生停止するため。

ゲノム刷り込みの問題は同じAでも雄雌を分けて機能を持つか考えて判断していきます。本問では雌由来のみ胎盤形成能があるので,雌由来のAがあるものは正常発生して,雌由来のAのない個体(aと雄由来Aのみ)は発生停止します。

F 2,7
9直後の文で遺伝子型がひとつのみのキメラと分かるので,野生型である8の中身は四倍体になります(ここが二倍体だと胎仔に混ざるので)。すると,7は二倍体でなければ発生しません。
5と6は発生が停止する組み合わせなので,(1),(2),(6)~(8)が考えられます。また,最終的に確認する9が本来は発生停止するものであると確実にいえる個体であるので,(1)では雌由来のAの可能性があり不適,(2)はOK,(6)(8)はそもそもaaは出てこない,(7)は雄由来のAのみなのでOKです。
以上から,(2)と(7)です。

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