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遺伝情報とその発現(知識)の問題

難易度 1教科書の例題レベル高校生物 遺伝情報とその発現(知識)

PCR 法で増幅した 3 種類の DNA 断片 X・Y・Z を、それぞれアガロースゲルの別々の穴(ウェル)に入れ、同じ条件で同時に電気泳動を行った。DNA 断片 X・Y・Z はそれぞれ 1 種類の長さの断片だけからなる。一定時間後、ウェルから各バンドまでの距離を測ると、次の表のようになった。

DNA 断片ウェルからバンドまでの距離
X4.5 cm
Y1.5 cm
Z3.0 cm

この結果からわかる DNA 断片の長さ(塩基対数)の関係として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

  • ア 長いほうから順に、Y・Z・X である。
  • イ 長いほうから順に、X・Z・Y である。
  • ウ 長いほうから順に、Z・Y・X である。
  • エ X・Y・Z の長さはすべて等しい。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(41 技能)
算数中学高校大学大学院

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  1. 実験器具の使い方と安全
  2. 気体の発生方法・性質・集め方
  3. 有機物・無機物と金属の性質
  4. 原子・分子と化学式
  5. 原子の構造と同位体
  6. 電子配置と価電子
  7. 周期表と周期律
  8. イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度
  9. イオンと電離・電解質
  10. イオン結合と金属結合
  11. 共有結合と配位結合
  12. 分子の形と極性
  13. 分子間力と沸点
  14. 結晶の種類と性質
  15. 水溶液の性質と再結晶
  16. 溶解のしくみ(水和)と極性による溶けやすさ
  17. 有機化合物の特徴と官能基による分類
  18. 構造異性体
  19. 脂肪族炭化水素の置換反応・付加反応・付加重合
  20. 分解と化合(化学変化の種類)
  21. 酸化と還元
  22. 酸化・還元の定義
  23. アルコールとエーテル
  24. 酸化数と酸化・還元の判定
  25. 酸化剤と還元剤
  26. アルデヒドとケトン
  27. 酸・アルカリと中和・指示薬
  28. アレニウスとブレンステッド・ローリーの酸・塩基の定義
  29. 酸・塩基の価数・強弱と電離度
  30. 弱酸の遊離・揮発性の酸の遊離
  31. カルボン酸とエステル
  32. 高分子化合物の特徴と重合の種類
  33. 細胞のつくり
  34. 植物のからだのつくり
  35. 細胞分裂と生物のふえ方
  36. 動物の分類
  37. 遺伝の規則性と進化
  38. 核酸(DNA・RNA)の構成と構造
  39. DNA の構造と相補性
  40. DNA の複製のしくみ
  41. PCR 法と電気泳動

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

技能「PCR 法と電気泳動」を使う。電気泳動で DNA 断片の長さと移動距離がどのような関係にあるかを思い出す。

ヒント 2

ゲルの網目の中では、短い DNA 断片ほど速く移動する。同じ時間なら、短い断片ほど遠くまで移動する。

ヒント 3

移動距離が大きい順は X・Z・Y である。長さの順はこれとどう対応するかを考える。

答えと解説

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ア

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解説を読む

電気泳動のしくみ:DNA はリン酸の部分が負の電荷をもつので、電圧をかけると陽極側へ移動する。ゲルは網目状の構造をしているため、短い DNA 断片ほど網目を通り抜けやすく、速く(遠くまで)移動する。長い断片ほど移動が遅い。

結果の読み取り:同じ条件・同じ時間で泳動したので、移動距離が小さいものほど長い断片である。移動距離は Y(1.5 cm)< Z(3.0 cm)< X(4.5 cm)なので、長さは Y > Z > X となる。

  • ア:正しい。
  • イ:誤り。移動距離が最も大きい X を最も長いとしており、長さと移動距離の関係が逆になっている。
  • ウ:誤り。最も移動距離が小さい Y が最も長いはずなのに、Z を最も長いとしている。
  • エ:誤り。長さが等しければ同じ条件では移動距離も等しくなるはずだが、3 つの移動距離は異なっている。

よって、最も適当なものは ア である。

別解

電気泳動では、DNA は負に帯電しているので陽極側へ移動し、短い断片ほどゲルの網目を通り抜けやすく遠くまで移動する。移動距離は X が cm、Z が cm、Y が cm。よって長いほうから順に Y、Z、X。ア: 正しい。イ: X が最も遠くまで移動したので最も短く、順序が逆で誤り。ウ: Z・Y・X の順は距離と合わず誤り。エ: 距離が異なるので長さは等しくなく誤り。正解はア。

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