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大学への生物

大学入試に向けた高校生物の解説をしています.徐々にコンテンツを増やしていきます.現在は2017年度大阪大学の解説を作成中.解説してほしい問題などのリクエストがありましたらコメント欄まで.

2017年度 大阪大学 前期 生物 3 【解説】

大阪大学(2017-前期) 解説

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【解説】難易度:★★☆☆☆

2017年の阪大生物の中で一番簡単な大問です.

連鎖に関する計算問題はその手間から,一瞬「うっ」と思ってしまいがちですが,

この問題は全く面倒な計算はありません.もちろん全問正解を目指しましょう.

 

(1)

(ア)独立(イ)対立(ウ)減数分裂(エ)第一分裂(オ)相同染色体

(カ)ニ価染色体(キ)赤道面

 

(2)

「戻し交配」とは,交配によってできた子孫を,その親の片方と交配させることを言います.

あまり一般的な言葉ではなかったので,補足しておきます.

 

二つの遺伝子座は別の染色体に載っており,

ヘテロ接合体を優性のホモ接合体と交配させることになるので,

子孫の表現型はすべて優性になるはずです.(優性の法則)

 

つまり,表現型として現れるのは,「正常翅・灰色」のみです.

「正常翅・灰色」:「正常翅・黒色」:「痕跡翅・灰色」:「痕跡翅・黒色」

=1:0:0:0

が答えです.

 

(3)

ポイントは,「優性」のホモ接合体と交配している点です.

完全に連鎖している場合であろうがなんだろうが,

ホモ接合体である個体のつくる配偶子はすべて【vg⁺・b⁺】になります.

つまり,ヘテロ接合体とホモ接合体との交配で出来る個体の表現型としては,

すべて「正常翅・灰色」になります.よって、

「正常翅・灰色」:「正常翅・黒色」:「痕跡翅・灰色」:「痕跡翅・黒色」

=1:0:0:0

が答えです.

 

(4)

リード文の途中,

「正常翅・灰色」:「正常翅・黒色」:「痕跡翅・灰色」:「痕跡翅・黒色」

=963:185:206:944

と書いてあるので,ここから教科書通りに組み換え価を求めます.

組み換え価(%)=(185+206) / (963+185+206+944)×100 = 17.01・・・

なので,答は17%.

 

(5)

リード文の最後,曲がり翅になる表現型を示す遺伝子座(c)と遺伝子型(vg)との組み換え価は5%とあるので,考えられる染色体地図としては,

 

・【vg】--5%--【c】--12%--【b】

・【c】--5%--【vg】--17%--【b】

の2パターンであり、これが答えです.

 

調べ方としては,遺伝子bと遺伝子cの組み換え価を求めてしまえばおしまいです.

 

しかし,ここで少し困ることがあります.

遺伝子座cについては,「曲がり翅に表現型を示す遺伝子座」としか書かれておらず,

曲がり翅自体が優性なのか劣性なのか,そして対立形質はどんなものなのかも

分からないためこの辺の具体的なところを記述に書かずに解答とします.

 

【解答例】

遺伝子座bと遺伝子座cについて,優性ホモ接合体と劣性ホモ接合体を交雑させてできたヘテロ接合体を劣性ホモ接合体と交雑させて,できた個体を集計して組み換え価を求める.

 

(6)

ハーディーワインベルグの法則に関する基本的な計算問題です.

ハーディーワインベルグの法則にしたがうので,遺伝子Aと遺伝子aの遺伝子頻度をp:qと設定します.

すると,AA:Aa:aa=p²:2pq:q² となります.

遺伝子型の中で,遺伝病を生じるのはaaのみなので,

q²=4/1000000より,q=0.002    

遺伝子頻度は0.002となる.

2017年度 大阪大学 前期 生物 2 【解説】

大阪大学(2017-前期) 解説

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【解説】難易度:★★☆☆☆

すべて知識問題です.あとは記述がいかにわかりやすく書けるかです.

 

(1)

(ア)チラコイド(イ)ストロマ(ウ)カルビン・ベンソン(エ)ミトコンドリア

 

(2)

光リン酸化についてまとめておきます.

葉緑体のチラコイド膜には光化学系Ⅰと光化学系Ⅱと呼ばれる反応系が存在している.

①光化学系Ⅱでクロロフィルが光エネルギーを受容

②光化学系Ⅱで水を分解し,酸素が産生されると同時に電子を得る.

③得られた電子は電子伝達系を通って光化学系Ⅰに受け渡され,

    電子の移動によって水素イオンがストロマ側からチラコイド内腔に能動輸送される.

④チラコイド内腔に蓄積した水素イオンがATP合成酵素を通ってストロマに戻る

⑤ATP合成酵素によりATPが合成される.

⑥電子伝達系を移動した電子はNADP⁺が受容してNADPHとなる.

 

上に書いてあることをまとめればOKです.

 

【解答例】

光化学系Ⅱで水が分解された時に生じた電子が,タンパク質複合体からなる電子伝達系を移動する際に,水素イオンがストロマ側からチラコイド内腔に能動輸送される.チラコイド内腔の水素イオン濃度が上昇すると,濃度勾配に従ってATP合成酵素内を水素イオンが通過し,同時にATPが合成される.

 

(3)

注意してほしいのは,酸化的リン酸化における電子受容体は,NAD⁺ではありません.酸化的リン酸化では,電子伝達系を移動してきた電子は,酸素によって受け取られ,

水になります.

 

酸化的リン酸化:酸素 光リン酸化:NADP⁺

 

(4)

ルーベンの実験について解答させる問題です.

意外に穴になっている人も多いのではないでしょうか.

ルーベンの実験についてまとめておきます.

 

酸素の同位体(16O・18O)を用いて,  光合成で発生するO₂が水に由来するか,

CO₂に由来するかを証明した実験.

(a)

水分子内の酸素:18O 二酸化炭素分子内の酸素:16O を用いた水と二酸化炭素

クロレラに光を当てながら作用させると,18Oを含んだ酸素が発生した.

(b)

水分子内の酸素:16O 二酸化炭素分子内の酸素:18O を用いた水と二酸化炭素

クロレラに光を当てながら作用させると,16Oを含んだ酸素が発生した.

(a)(b)より,光合成によって生じる酸素は水の分解に由来することが分かる.

 

以上のことをまとめればOKです.

 

【解答例】

16Oと18Oの2つの同位体を用いる.18Oを含む水と16Oを含む二酸化炭素を用いて光合成を行い,18Oを含む酸素が検出されることを確認し,16Oを含む水と18Oを含む二酸化炭素を用いて光合成をおこない,16を含む酸素が発生することを確認すればよい.

 

(5)

図1は競合阻害剤を作用させたときの基質濃度と反応速度の関係を表したものです.

教科書などにも出てきます.

 

基質と化学的な構造が類似した物質(競合阻害剤)が存在する場合,

この物質が酵素の活性部位に結合して,基質との結合を阻害し,

酵素活性が低下することを「競争的阻害」といいます.

 

基質濃度を上げると,酵素の活性部位に結合する競合阻害剤の量が相対的に

減少するため,反応速度は,競合阻害剤が無い場合の曲線に近づいていきます.

 

【解答例】

物質Bは酵素Eの活性部位に結合し,酵素Eの活性を阻害する.

 

 

 

 

 

 

2017年度 大阪大学 前期 生物 1 【解説】

大阪大学(2017-前期) 解説

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【解説】難易度:★★★☆☆

(5)(6)は類題を解いたことがあるかどうかで明暗が分かれそうです.

 

(1)

(ア)脳幹(イ)中枢パターン受容器(ウ)反射(エ)筋紡錘(オ)シナプス

(カ)反射弓(キ)全か無かの法則

 

少しコメントしておくと,「中枢パターン受容器」は一部の教科書にしか

載っていない言葉なので,答えられなかった受験生もいたはずです.

ちょっといじわるかなという気がします.

 

(2)

神経細胞で起こる興奮の正体は「電流」です.

そして神経の軸索の周囲にはシュワン細胞の細胞膜からなる髄鞘(ミエリン鞘),

その外側にシュワン細胞の細胞質の部分からなる神経鞘(シュワン鞘)

が巻き付いています.

ミエリン鞘やシュワン鞘が絶縁体であることは習っているはずです.

なので,これらの絶縁体が,隣接する神経線維を流れる興奮(=電流)を

絶縁していることは想像がつくでしょう.このことを書けばOKです.

 

【解答例】

神経線維を取り巻くミエリン鞘やシュワン鞘は絶縁体であり,興奮により生じる電流は絶縁されているため.

 

(3)

記録電極で記録される波形の振幅が大きくなるのは,

閾値に達する神経線維の数が増えることに起因します.

注意してほしいのが,決して活動電位が大きくなるわけではありません.

活動電位自体は刺激の大きさにかかわらず一定です.(全か無かの法則)

さらに,刺激強度に応じて徐々に振幅が大きくなるのは,

たくさんの神経線維がそれぞれ異なる閾値を持っているからです.

ここに書いたことをまとめれば正解です.

 

【解答例】

刺激強度の上昇によって,閾値に達する神経線維の数が増えるため.

 

(4)

実験結果を見てください.

刺激強度2で反応Aが出て,刺激強度5で反応Aに加えて反応Bが見られます.

各反応は神経線維の興奮を表しているものなので,

カエルの坐骨神経には,反応Aを生じさせる神経線維と,反応Bを生じさせる

神経線維が存在していることが考えられます.

さらに,反応Bの方が,興奮に大きい刺激強度を必要としているため,

反応Bを生じさせる神経線維の方が閾値が高いということが言えます.

さらに反応Aが先行し,その後に反応Bが記録されています.

つまり,反応Bを生じさせる神経線維の方が伝導速度が遅いことが分かります.

これらのことをまとめれば解答です.

 

【解答例】

各反応は神経線維の興奮を表しているものであるため,このカエルの坐骨神経には反応Aを惹起する神経線維と,反応Bを惹起する神経線維が存在することが分かる.さらに反応Bを惹起する神経線維の方が興奮に大きい刺激強度を必要とするため閾値が高く,反応Aの後に反応Bが見られることから,伝導速度が遅いことが分かる.

 

(5)(6)

大学の「生理学」で学ぶ「誘発筋電図」に関連する問題です.

類題は他の大学でも出されているので経験の有無で差がついたでしょう.

 

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上の図は大学生用の図なので,見慣れない言葉が出てきますが,

大学受験生でも分かるように説明します.

 

・緑線で描かれた神経(GIa線維)=「感覚神経」

・赤線で描かれた神経(α運動線維)=「運動神経」

 

です.(オレンジ線で描かれた神経は無視してください)

 

「刺激点」で電気刺激をすると,その刺激は感覚神経にも運動神経にも与えられます.

 

しかし,感覚線維が閾値が低く,運動線維が閾値が高いため,

刺激強度が低いとき(刺激強度2・3)では,感覚線維だけが興奮します.

その興奮が,「感覚神経」→「脊髄」→「運動神経」→「筋電計」と伝わり,

反応Cを惹起します.

 

刺激強度が大きいとき(刺激強度4・5・6)では,

感覚神経に加えて運動神経も興奮します.すると,

運動神経で起こった興奮は,「運動神経」→「筋電計」と伝わり,

反応Dを惹起します.

感覚神経で起こった興奮は,「感覚神経」→「脊髄」→「運動神経」→「筋電計」

と伝わり,反応Cを惹起します.

これらのことを踏まえた上で解答すると次のようになります.

 

(5)【解答例】

反応Cは,電気刺激によって感覚神経に生じた興奮が,脊髄を介して運動神経,ヒラメ筋へと伝わり筋電計で記録されたものである.一方,反応Dは電気刺激によって運動神経に生じた興奮が直接ヒラメ筋へと伝わり筋電計で記録されたものである.

 

(6)【解答例】

運動神経の閾値より,感覚神経の閾値の方が低いため.

 

※補足

「誘発筋電図」についてもう少し書いておきます.

実は,刺激強度をもっと上げていくと,徐々に反応Cが見られなくなり,

反応Dのみが見られるようになります.

運動神経に生じた興奮は末梢側は当然のこと,中枢側へも伝導します.

※伝導は両側性に起こりますが,伝達はシナプス終末側から一方向性に起こります

 

すると,運動神経の興奮の中枢側への伝導波が,感覚神経由来の興奮の伝導波と

衝突し,感覚神経からの興奮の伝導波が相殺されてしまうということが起こり,

反応Cは徐々に見られなくなります.

 

実際、この部分まで出題された例が他大学であるので覚えておいてもいいでしょう.

 

 

 

2015年度 岡山大学 前期 生物 Ⅳ【解説】

岡山大学 (2015-前期) 解説

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【解説】難易度:★☆☆☆☆

知識問題がメインです.難しくありません.満点を目指しましょう.

 

(1)

選択肢があるので割とラクな穴埋めです.

(ア)②(イ)⑤(ウ)⑧(エ)③(オ)⑫

 

(2) ニッチ(生態的地位)

 

(3)

リード文にあるようにジャイアントケルプは海藻です.

残りは捕食-被食の関係をもとにA~Eを決定していきます.

まず,魚類-A間の関係を考えます.

魚類が被食者なので,おそらくウニが捕食者になることはないでしょう.

よって①⑧が省かれます.

続いて,A-B間について.Aが被食者,Bが捕食者と考えると,②⑤⑥はあり得ません.

続いて,B-C間について.Cが被食者,Bが捕食者と考えると,④はあり得ません.

最後に,D-E間について.Eが被食者,Dが捕食者と考えると,⑦はあり得ません.

よって正解は③です.

 

(4)(1)

シャチはラッコを取り巻く生物群集の中で最上位に君臨します.

なので,シャチが減れば,下位生物の個体数は増加しますが,

魚類に関しては,個体数が増加しても人間によって大量に捕食されてしまいます.

 

【解答例】

魚類個体数は減少し,ジャイアントケルプ個体数は増加する.

 

(4)(2)

「人間による漁業活動の縮小」

  ↓

「魚類個体数の増加」

  ↓

「魚類を捕食するAの増加」

  ↓

「Bは個体数の多いAを積極的に捕食するようになる.」

  ↓

「Cの個体数が増加する」

  ↓

「Dがたくさん捕食されるようになり,個体数が減少」

  ↓

「Eを捕食するDの個体数減少により,Eは増加」

よって正解は④.

 

 

 

 

 

2015年度 岡山大学 前期 生物 3⃣【解説】

岡山大学 (2015-前期) 解説

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【解説】難易度:★★☆☆☆

(1)~(3)は知識問題です.確実にとりましょう.

(4)(5)は語句の説明です.聞かれていることは簡単ですが,意外と書きにくいです.

教科書の言葉を自分で説明できるように訓練しておきましょう.

 

(1)

(ア)網膜(イ)錐体細胞(ウ)かん体細胞(エ)平衡覚(オ)うずまき管(カ)半規管(キ)前庭(ク)軸索(ケ)樹状突起(コ)静止膜電位

 

(2)

ヒトの眼の遠近調節は記述でも出る頻出問題です.流れを説明できるようにしておきましょう.

・近くを見るとき

  ①毛様筋が収縮⇒②チン小体が緩む⇒③水晶体が厚くなる

・遠くを見るとき

  ①毛様筋が弛緩⇒②チン小体が緊張⇒③水晶体が薄くなる

なので正解は③⑦です.

 

(3)

耳小骨は中耳に存在する骨で,3つの骨が連結して形成されます.

耳小骨の一端は鼓膜と接していて,鼓膜の振動を受け取ります.

鼓膜からの振動は耳小骨で増幅されます.

そして耳小骨のもう一端は卵円窓に埋め込まれていて,振動をうずまき管内のリンパ液に伝えます.

よって正解は③です.

 

(4)

静止膜電位,活動電位がどのように形成されるのかをチャネル・ポンプレベルで説明できるようにしておきましょう.

図中のAは脱分極の部分を指しています.ここでは,

①細胞に刺激が加わる

②電位依存性ナトリウムチャネルが開き,濃度勾配に従って細胞内にNa⁺が流入する.

③膜電位が上昇して,正になる.

という段階を踏んで脱分極が起こっています.

これをまとめれば正解です.

 

【解答例】

細胞に刺激が加わると,電位依存性ナトリウムチャネルが開き,濃度勾配に従って細胞内にNa⁺が流入して,膜電位が上昇する.(59字)

 

(5)

基本的な用語ですが,いざ説明しろと言われると説明しにくい問題の一つかと思います.

下のポイントは抑えたいところです.

・刺激が閾値より小さい⇒興奮は生じない.

・刺激が閾値より大きい⇒興奮を生じる.

・活動電位の大きさは刺激の大きさに依存せず,一定.

 

【解答例】

単一のニューロンにおいて,刺激が閾値より小さい時は興奮が生じないが,閾値を超えると興奮を生じ,このときの活動電位の大きさは刺激の強さに関係なく一定である.(77字)

 

 

 

2015年度 岡山大学 前期 生物 2⃣【解説】

岡山大学 (2015-前期) 解説

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【解説】難易度:★☆☆☆☆

(4)が実験考察問題ですが,教科書に載っている実験なので,知識問題といっても

過言ではありません.すべて知識問題です.満点を狙いましょう.

 

(1)

(ア)誘導(イ)形成体(ウ)水晶体(エ)誘導の連鎖

 

(2)

卵割と体細胞分裂の違いは記述問題でも頻出なのでしっかり覚えておきたいです.

①卵割は細胞質の成長を伴わずに分裂が進行する⇒割球は分裂ごとに小さくなる

細胞分裂が短い(間期が短い)

③分裂が同調している(同調分裂)

この3点はおさえておきましょう.なので①・④は○です.

他の選択肢を見ていきます.

②卵割は体細胞分裂です.よって×

③調節卵でもモザイク卵でも卵割は起こります.よって○

⑤卵割は体細胞分裂なので,当然その過程ではDNA量は変化します.

 間期のDNA量を2とすると,S期でDNA量は4となり,

 染色体が分かれた時点でDNA量は2に戻ります.

 

(3)

カエルの胚の発生は頻出です.自分で各発生段階を説明できるのはもちろんのこと,

絵を描けるようにもしておきましょう.順番に選択肢をみていきます.

①原口にフタをしているように存在するのが,卵黄栓です.よって○

②カエルでは原口は肛門になります.よって×

精子の侵入点の反対側が原口になります.よって×

④原口は赤道面のやや植物極側でできます.よって○

⑤原腸は中胚葉と内胚葉に囲まれた領域に形成されます.よって×

なので正解は①④.

 

(4)

教科書にも載っている中胚葉の誘導実験です.

実験1は教科書に載っている実験通りです.見たことあるでしょう.

実験2は教科書には載っていませんが,有名な実験問題です.

順番に選択肢を見ていきます.

①実験1より,組織Aは単独で培養して外胚葉組織を形成しているので,

 組織Bは必要ありません.よって○

②実験1より,組織Aの単独培養では,外胚葉組織のみができています.

 よって×です.

③実験1より,組織Aと組織Bを合わせると,組織Cができることが分かります.

 そして実験2では,組織Aと組織Bの間に

「物質は透過できるが,細胞は透過できない性質をもつフィルター」を挟んで培養し,

 組織Aから組織Cが形成できたという結果が得られています.

 つまり実験2によって,

 組織Aから組織Cができたのは,組織Bから細胞が移動したのではなく,

 組織Aに元から組織Cに分化できる細胞が存在していたことを示しています.

 よって×.

④実験1より,組織Bを単独培養すると,内胚葉性組織ができているので,

 組織Aが必要ないことが分かります.よって○です.

⑤③の考察より,組織Aから組織Cが形成されるのは,組織Bからの

 細胞の移動ではないことはわかりました.組織A自体には組織Cに分化することが

 できる細胞はありますが,組織Aの単独培養で組織Cができないことから,

 組織B中のなんらかの物質が組織Aに働きかけて,

 組織Cを誘導していることが考えられます.よって○

⑥組織Bの単独培養では,内胚葉性の組織しかできません.よって○

なので正解は③です.

 

(5)①

まず,(オ)~(コ)が何かを確認しておきます.

(オ)神経管(カ)脊索(キ)表皮(ク)腸管(ケ)側板(コ)体節

です.

外胚葉由来:神経管・表皮 中胚葉由来:脊索・体節・腎節・側板 内胚葉由来:腸管

なので,正解は,(カ)(ケ)(コ)です.

 

② 脊索

 

③ 脊索は発生のある段階までは観察されますが,のちに消失します.正解は④です.

 

 

 

 

2015年度 岡山大学 前期 生物 1⃣ 【解説】

岡山大学 (2015-前期) 解説

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【解説】難易度:★☆☆☆☆

基礎的な知識問題が並んでいるだけです.

もちろん満点を狙いに行きましょう.記述も難しくありません.

 

(1)

(ア)転写(イ)翻訳

 

(2)

(ウ)ペプチド(エ)アミノ(オ)カルボキシ(カ)水

 

(3)

(キ)⑧(ク)①(ケ)⑦(コ)⑩

 

(4)

順番に選択肢を見ていきます.

①タンパク質を構成するアミノ酸は20種類です.4種類は塩基の話ですよね.よって×

②1次構造:タンパク質を構成するアミノ酸の配列.よって○

③2次構造:水素結合によるαへリックス・βシート.

 3次構造:ファンデルワールス力・イオン結合・S-S結合などによる構造.よって×

④4次構造:複数の高次構造(サブユニット)が集まる.よって○

⑤例えば、「AGA」が塩基の置換によって「UGA」になれば,

 「UGA」は終始コドンなので,翻訳が終了し,本来できるタンパク質より短くなり,

 機能も変わってしまいます.これをナンセンス変異といいます.

 あるいは,「GAG(グルタミン酸)」が,塩基の置換によって「GUG(バリン)」

 になれば,タンパク質を構成するアミノ酸の配列が変わり,

 機能が変化したりします.ちなみに上の例は鎌状赤血球症に見られる突然変異で, 

 ミスセンス変異といいます.よって○

⑥例えば,「UUU(フェニルアラニン)」が塩基の置換によって

 「UUC(フェニルアラニン)」になっても,塩基レベルでは変異が起きていますが,

 同じフェニルアラニンをコードするので,アミノ酸レベルでは変化がありません.

 このような変異をサイレント変異といいます.よって○

なので正解としては①③です.

 

(5)

異化:複雑な物質を簡単な物質に分解する.このときエネルギーが産生される.

同化:単純な物質から複雑な物質を作る.このときエネルギーを消費する.

です.なので,①⑥が○で,②が×です.

 

他の選択肢もみておきます.

③従属栄養生物:生育に必要な炭素源を得るために有機化合物を利用する生物.

 ヒトをはじめとした動物は,グルコースという有機化合物を分解して

 生育に必要な炭素源を得ていますよね.これは異化反応です.よって×

④独立栄養生物:無機化合物(CO₂など)を炭素源とし,

 それをエネルギー源としている生物.植物などは,光合成によってCO₂から

 グルコースを作ってエネルギー源としています.これは同化反応です.よって×

⑤同化反応にしろ,異化反応にしろ,生体内の反応には酵素が必要です.よって×

正解は①⑥

 

(6)

順番に選択肢を見ていきます.

酵素は反応を促進しますが、自らエネルギーを発することはありません.

 酵素は反応の活性化エネルギーを下げる働きを持ちます.よって×

酵素は活性化エネルギーを下げていますが,

 エネルギーを吸収しているわけではありません.よって×

③上に書いた通り.よって○

④上に書いた通り,活性化エネルギーを下げることで反応を促進しています.よって×

正解は③

 

(7)

それぞれの酵素の働きを確認しておきましょう.

DNAポリメラーゼ:ヌクレオチドを基質とし,ヌクレオチドをつなぎ,DNA鎖を作る.

RNAポリメラーゼ:ヌクレオチドを基質とし,ヌクレオチドをつないでRNA鎖を作る.

制限酵素:DNAの数個の塩基配列を認識して,その部分でDNAを切断する.

DNAリガーゼ:DNA断片を結合する.

よって正解は①③⑥

 

(8)

「失活」と「変性」の違いを理解していない人がいます.

混同されがちなので,しっかり区別しておきましょう.

 

「失活」:タンパク質がその機能(生理活性)を失うこと

「変性」:タンパク質の立体構造が変化すること.pH,熱,化学物質などで起こる.

 

です.通常,「変性」が起こればタンパク質は「失活」します.

つまりタンパク質は立体構造が変化すれば,機能が変わったり,失われたりします.

 

【解答例】

pHや熱などの影響による,タンパク質の立体構造の変化などを原因として,タンパク質の機能が失われること.