問題 1
同じ株から増やした遺伝的にほぼ同一の植物を、A群は十分な光の下、B群は弱い光の下で同じ期間育てた。平均の茎の長さと葉の色に群間差が生じた。
この結果から最も適切にいえることはどれか。
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表現型は遺伝型だけでなく環境要因の影響も受ける。この実験では遺伝的背景をほぼそろえて光条件を変えているため、群間差は環境が表現型へ影響し得ることを示す。一方、観察された形の違いだけからDNA配列の変化や、その変化の遺伝まで断定することはできない。
問題 2
ある生物の体細胞は24本の染色体を持つ。正常な配偶子は12本で、二つの配偶子が受精すると受精卵は24本になる。
世代を重ねても染色体数が基本的に維持される仕組みとして、最も適切なものはどれか。
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減数分裂は二組の染色体を持つ細胞から、一組の染色体を持つ配偶子を作る。12本ずつの配偶子が受精で合わさると24本に戻るため、染色体数が世代ごとに倍増するのを防げる。通常の体細胞分裂は染色体組数を半減させる仕組みではない。
問題 3
完全浸透を示す一つの常染色体劣性遺伝形質について、両親はともに無症状の保因者である。第一子は二つの関連アレルを受け取り、その形質を示した。
次の妊娠で生まれる子が同じ形質を示す確率として適切なものはどれか。
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保因者どうしをAa×Aaとすると、各妊娠の遺伝型の組合せはAA、Aa、Aa、aaとなり、形質を示すaaは4分の1である。第一子の結果は次の受精でどの配偶子が組み合わさるかを変えないため、次の妊娠でも確率は4分の1のままである。確率は家族全体で必ず四人に一人になるという意味ではない。
問題 4
成人の皮膚の一部から採取した細胞で、受精後に生じたDNA変異が見つかった。同じ変異は血液細胞にも生殖細胞にも検出されず、その皮膚細胞から増えた細胞群だけに見られた。
この変異について最も妥当な説明はどれか。
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受精後に生殖細胞以外で生じ、限られた細胞系統にだけ存在する変異は体細胞変異と考えられる。体細胞変異はその細胞の子孫へは伝わり得るが、生殖細胞に含まれなければ通常は次世代へ遺伝しない。また、体細胞変異が必ず病気を起こすとは限らず、影響は場所や機能によって異なる。
問題 5
ある細胞では、対象遺伝子のDNA配列に異常はなく、成熟したmRNAも通常量作られていた。しかし、リボソームがそのmRNAへ結合できず、対応するタンパク質が検出されなかった。
直接妨げられている過程はどれか。
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成熟mRNAまでは通常量存在するので、DNAからRNAを作る転写は成立している。リボソームはmRNAの塩基配列を読み、アミノ酸をつないでタンパク質を作る翻訳を担うため、結合できなければ翻訳が直接妨げられる。DNA複製や減数分裂は、このmRNAからのタンパク質合成とは別の過程である。
問題 6
動物に抗原Xを初めて与えると、抗体量はゆっくり増えた。十分な期間を置いて同じ抗原Xを再び与えると、抗体量はより速く増えたが、初めて与えた抗原Yへの応答は遅かった。
この結果を最もよく説明するものはどれか。
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初回の抗原Xへの応答後には、Xを認識する記憶細胞の一部が残る。再びXへ曝露されると、それらが増殖して抗体産生を速く始められる。一方、初めて接するYへの応答が遅いことは、免疫記憶が抗原に対して特異的であり、あらゆる抗原へ一様に働くわけではないことを示す。
問題 7
検査で、ある上気道感染症の原因がウイルスであり、細菌による二次感染は認められないと確認された。
この感染症そのものに抗生物質の効果を期待できない主な理由はどれか。
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抗生物質は細菌の細胞壁合成など、細菌側の構造や過程を標的にするため、ウイルスそのものには効かない。抗ウイルス薬とは作用対象が異なる。ウイルス感染に細菌性の二次感染が合併すれば、その細菌感染に抗菌薬が使われる場合はあるが、本問では二次感染がないと条件を限定している。
問題 8
培養容器には抗菌薬に感受性の細菌が多数と、もともと耐性を持つ細菌が少数含まれていた。抗菌薬を加えると感受性菌の多くが死に、生き残った細菌を増殖させると耐性菌が大半を占めた。
耐性菌の割合が増えた過程の説明として最も適切なものはどれか。
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抗菌薬は感受性菌を減らす一方、もともと耐性を持つ細菌は生き残りやすい。その生存者が増殖すると、集団内の耐性菌の割合が高くなる。耐性になる主体は人の体ではなく微生物であり、抗菌薬が細菌に目的を持たせて必要な変異を一斉に起こすわけでもない。
問題 9
同じ種類の培養細胞を二群に分け、同じ濃度のグルコースを含む培地へ置いた。一方に適量のインスリンを加えると、その群では一定時間後の細胞内グルコース取り込み量が増えた。
この観察と整合するインスリンの働きはどれか。
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インスリンは血液中のグルコースが細胞へ取り込まれ、エネルギーとして利用されるのを助ける。この実験でインスリン添加群の取り込みが増えたことは、その働きと整合する。インスリンはグルコースそのものへ変わる物質ではなく、体内の血糖調節には肝臓や他のホルモンなども関与する。
問題 10
健康な腎臓では、糸球体を通って尿細管へ入る液体の量に比べ、最終的な尿量は大幅に少ない。また、ろ過された液体には水や必要な栄養素も含まれる。
この差を生む腎単位の働きとして最も適切なものはどれか。
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腎単位では、まず糸球体が水や小さな分子をろ過し、その後に尿細管が必要な水、ミネラル、栄養素の多くを血液へ戻す。したがって、ろ過された液体の全量が尿になるわけではない。健康な糸球体では血球や大きなタンパク質は通常血管内に保たれ、再吸収の主な場は膀胱ではなく尿細管である。