細胞と分子の問題

ある動物の培養細胞を、細胞どうしの細胞周期がそろっていない状態で培養した。

観察 1　培養開始時に $2.0\times 10^5$ 個あった細胞は、$60$ 時間後に $1.6\times 10^6$ 個になった。この間、すべての細胞が同じ長さの細胞周期で分裂を続け、死んだ細胞はなかった。

観察 2　ある時点で細胞 $10000$ 個を取り出し、細胞 1 個あたりの DNA 量を測定した。${\mathrm{G}}_1$ 期の細胞の DNA 量を相対値 $2$ とすると、結果は次の表のようになった。

また、同じ $10000$ 個の細胞を顕微鏡で観察したところ、染色体が凝縮して見える分裂期（M 期）の細胞は $400$ 個であった。M 期の細胞は、すべて DNA 量が相対値 $4$ の群に含まれていた。

各時期にある細胞数の割合は、その時期に要する時間の細胞周期全体に対する割合に等しいものとする。このとき、${\mathrm{G}}_2$ 期に要する時間は何時間か。

細胞周期の長さが $20$ 時間の培養細胞の集団がある。この集団から $2000$ 個の細胞を取り出し、細胞 1 個あたりの DNA 量（G${}_1$ 期の細胞を $2$ とした相対値）を測定したところ、次の表のようになった。

なお、DNA 量が $4$ の細胞のうち $100$ 個は M 期（分裂期）の細胞で、残りはすべて G${}_2$ 期の細胞であった。

この細胞の G${}_2$ 期の長さは何時間か。ただし、細胞周期はそろっておらず、それぞれの時期にある細胞の数はその時期の長さに比例するものとする。

ある動物の培養細胞が体細胞分裂を繰り返している。この細胞の G${}_1$ 期の細胞 1 個あたりの DNA 量は $6$ pg（ピコグラム）であった。

この細胞が S 期を終えて G${}_2$ 期に入ったとき、細胞 1 個あたりの DNA 量は何 pg か。ただし、S 期では核の DNA がすべて 1 回だけ複製されるものとし、核以外の DNA は考えないものとする。

ある動物の精巣で減数分裂が行われ、精子がつくられている。この動物の精子 1 個の核に含まれる DNA 量は $3$ pg（ピコグラム）であった。

減数分裂の第一分裂が終わってできた二次精母細胞が、第二分裂の中期にあるとき、この細胞 1 個の核に含まれる DNA 量は何 pg か。ただし、減数分裂の前の間期に DNA は 1 回だけ複製され、減数分裂の途中では複製されないものとする。また、二次精母細胞が分裂してできた細胞は、そのまま DNA 量を変えずに精子になるものとする。

ある植物細胞を、浸透圧が $3$（相対値）の溶液に十分な時間浸したところ、水の出入りがつり合い、細胞の体積が一定になった。このとき、細胞内液の浸透圧は $7$（相対値）であった。

このときの細胞の膨圧は何（相対値）か。ただし、細胞の吸水力は（細胞内液の浸透圧）$-$（膨圧）で表され、水の出入りがつり合ったとき、吸水力は外液の浸透圧に等しいものとする。