技能一覧 › 高校生物 遺伝情報とその発現(知識)

遺伝子・ゲノム・染色体の関係

遺伝子・ゲノム・染色体の関係(ヒストンへの巻きつき、体細胞にゲノムが 2 組あること、翻訳される領域がゲノムのごく一部であることなど)について、正しい記述を選べる

前提

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説明

「遺伝子」「ゲノム」「染色体」「DNA」は似た場面で使われますが、指しているものの範囲が違います。この技能では、DNA がヒストンに巻きついて染色体をつくること、体細胞にはゲノムが 2 組あること、遺伝子は DNA の一部の領域でありタンパク質のアミノ酸配列を指定する領域はゲノムのごく一部であることなど、これらの関係を整理します。教科書の基本事項について、正しい記述を選ぶ問題で使います。

なぜそうしてよいのか

DNA と染色体: 真核生物の DNA は非常に長い 2 本鎖の分子で、ヒストンというタンパク質に巻きついています。ヒストンに巻きついた DNA がさらに折りたたまれた繊維状の構造がクロマチン(染色質)で、細胞分裂のときにはこれが太く凝縮して、光学顕微鏡で見える染色体になります。つまり染色体は「DNA とタンパク質(ヒストン)が結びついたもの」で、1 本の染色体には 1 分子の長い DNA が含まれています(複製後、分裂期の染色体では 2 分子)。

遺伝子とゲノム: 遺伝子は、DNA の塩基配列のうち、タンパク質などをつくる情報をもつ一部の領域です。1 分子の DNA にはたくさんの遺伝子が並んでおり、遺伝子と遺伝子の間には遺伝子でない領域が多くあります。ある生物が生きていくのに必要な一通りの遺伝情報(その生物の配偶子がもつ染色体 1 組分の DNA の全塩基配列)をゲノムといいます。ヒトの場合、タンパク質のアミノ酸配列を指定する(翻訳される)領域はゲノムのわずか 程度にすぎず、ゲノムの大部分は翻訳されない領域です。

体細胞とゲノムの組数: 体細胞は父親由来と母親由来の染色体を 1 組ずつもつ(核相 )ので、ゲノムを 2 組もっています。卵や精子(核相 )がもつゲノムは 1 組です。また、1 個の受精卵から体細胞分裂でふえた体細胞は、どれも基本的に同じゲノムをもっています。細胞の種類によって形やはたらきが違うのは、ゲノムの違いではなく、どの遺伝子がはたらくかの違いによります。

手順

  1. 選択肢の文が、DNA・遺伝子・ゲノム・染色体のどれについて述べているかを確かめる

  2. 「染色体=DNA +ヒストンなどのタンパク質」「遺伝子=DNA の一部の領域」「ゲノム=生きるのに必要な一通りの遺伝情報(配偶子の染色体 1 組分)」という範囲の関係に照らす

  3. 数についての記述は、体細胞はゲノム 2 組、配偶子は 1 組、1 本の染色体の DNA は 1 分子(複製後は 2 分子)、1 分子の DNA には多数の遺伝子、と照らし合わせる

  4. 「ゲノムの大部分が遺伝子(翻訳領域)」「細胞の種類ごとにゲノムが違う」のような、言い過ぎ・取り違えの記述を誤りとして除く

例題

遺伝子・ゲノム・染色体に関する記述として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

ア ヒトの体細胞の核には、ゲノムが 1 組だけ含まれている。
イ 真核生物の DNA は、ヒストンというタンパク質に巻きついた状態で核の中に存在している。
ウ ヒトのゲノムの DNA は、その大部分がタンパク質のアミノ酸配列を指定する領域である。
エ 1 本の染色体に含まれる DNA には、遺伝子が 1 つだけ存在する。

例題の解答

手順 1: アとウはゲノム、イは DNA と染色体の構造、エは遺伝子と染色体(DNA)の関係について述べている。

手順 2: イは「染色体=DNA がヒストンに巻きついたもの」という関係そのものなので正しい。

手順 3: アは数の取り違え。体細胞は父親由来と母親由来の染色体を 1 組ずつもつので、ゲノムは 2 組。エも数の誤り。1 分子の DNA には多数の遺伝子が並んでいる。

手順 4: ウは言い過ぎ。ヒトでアミノ酸配列を指定する領域はゲノムのごく一部( 程度)で、大部分は翻訳されない。

よって正しいのはイ。

答え:

イ

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能を使う問題

この技能の次に学べること