遺伝情報とその発現(知識)の問題
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 |
|---|---|
| X | 4.5 cm |
| Y | 1.5 cm |
| Z | 3.0 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
- PCR 法と電気泳動(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(41 技能)
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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
答えを見る
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。