共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)本試験
問36 (生物基礎(第1問) 問4)

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問題

共通テスト(理科)試験 令和4年度(2022年度)本試験 問36(生物基礎(第1問) 問4) (訂正依頼・報告はこちら)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

ナツキさんとジュンさんは、DNAの抽出実験について話し合った。

ナツキ:今日の授業で、ブロッコリーの花芽からDNAを抽出したけど、花芽を使ったのはなぜかな。茎からも花芽と同じように抽出できるんじゃないかな。放課後に実験して調べてみようよ。
ジュン:じゃあ、授業と同じ簡易抽出方法(図1)で、花芽と茎を比べてみよう。
ナツキ:花芽を使ったときと同じように、茎を使っても白い繊維状の物質が出てきたよ。でも、同じ重さの花芽と茎を使ったのに、茎のほうが花芽より少ないね。
ジュン:その理由を考えようよ。花芽と茎の細胞を顕微鏡で観察したら違いが分かるんじゃないかな。

二人は、d花芽と茎を酸で処理し、細胞を解離した後、核を染色して、光学顕微鏡で観察した

ナツキ:濃く染まっているのが核だね。
ジュン:花芽と茎とを比較すると、花芽のほうが、( ア )から、DNAを多く得やすいんだね。だから、花芽を材料にしたんだね。
ナツキ:ところで、このe白い繊維状の物質は全部DNAなのかな。
ジュン:RNAはDNAと同様にヌクレオチドがつながってできた鎖状の物質だから、f白い繊維状の物質にはDNAのほかにRNAも含まれているんじゃないのかな。調べてみようよ。

下線部dについて、図2は二人が観察した花芽と茎の細胞の写真である。この写真を踏まえて、DNAの抽出実験の材料に関する上の会話文中の( ア )に入る文として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
問題文の画像
  • 核がより濃く染まっているので、核のDNAの密度が高い
  • 核が大きいので、核に含まれているDNA量が多い
  • 細胞が小さいので、単位重量当たりの細胞の数が多い
  • 一つの細胞に複数の核が存在しているので、単位重量当たりの核の数が多い
  • 体細胞分裂が盛んに行われているので、染色体が凝縮している細胞の割合が高い

正解!素晴らしいです

残念...

この過去問の解説 (3件)

01

図2から、茎より花芽のほうが細胞の1つ1つが小さいことが分かります。つまり、花芽は茎よりも細胞の密度が大きくなっているのです。花芽の細胞は、同じサンプル量でもよりたくさんの核が手に入るため、効率よくDNAが抽出できるといえます。

選択肢1. 核がより濃く染まっているので、核のDNAの密度が高い

不適切です。

花芽と茎の細胞では、核内のDNAの密度はほぼ同じです。

選択肢2. 核が大きいので、核に含まれているDNA量が多い

不適切です。

同じ植物内では核の大きさとDNA量は関係しません

選択肢3. 細胞が小さいので、単位重量当たりの細胞の数が多い

正解です。

図2の花芽と茎の細胞を比較すると、花芽の細胞の方が小さく密度が高いことが分かります。同じ量のサンプルをとったとき、花芽の方が茎よりも多くの細胞(核)が含まれると考えられます。

選択肢4. 一つの細胞に複数の核が存在しているので、単位重量当たりの核の数が多い

不適切です。

図2の写真からは多核化した細胞は観察されません。基本的に核は細胞1つあたり1つです。

選択肢5. 体細胞分裂が盛んに行われているので、染色体が凝縮している細胞の割合が高い

不適切です。

花芽は細胞分裂が盛んですが、図2からは染色体の凝集ははっきりとは認められません。また、染色体が凝集していてもDNA量には大きな変化はありません


※細胞分裂に際して、DNAの複製が行われている可能性はありますが、DNA抽出量に影響を与えるほどの量ではないと考えられます。

まとめ

ブロッコリーの花芽は、DNA抽出によく用いられるサンプルです。細胞の密度が高く、効率よく核(DNA)を採取できます。

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02

ポイントは、「同じ重さなのに、なぜ花芽の方がDNAが多く取れるか」です。

顕微鏡で見たのは、「核の数や細胞の数の違い」です。DNAは核の中にあるので、細胞の数が多いほどDNAが多く取れるということになります。

選択肢1. 核がより濃く染まっているので、核のDNAの密度が高い

核の染まり方と量が直接関係はないので、誤りとなります。

選択肢2. 核が大きいので、核に含まれているDNA量が多い

大きさが違っても、DNA量が比例するとは限らないので誤りとなります。

選択肢3. 細胞が小さいので、単位重量当たりの細胞の数が多い

花芽は成長中の組織で細胞が小さく密集しています。同じ重さでも細胞数(核数)が多いため、DNAが多く取れます。

よって、この選択肢は正しいと言えます。

選択肢4. 一つの細胞に複数の核が存在しているので、単位重量当たりの核の数が多い

植物は基本的に、1細胞に1核です。よって、この選択肢は誤りとなります。

選択肢5. 体細胞分裂が盛んに行われているので、染色体が凝縮している細胞の割合が高い

染色体の状態はDNA量とは関係がないので、誤りとなります。

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03

図2の写真に惑わされないように注意しましょう👀

選択肢1. 核がより濃く染まっているので、核のDNAの密度が高い

花芽も茎も1つの核の中のDNA量はほぼ同じです。

したがって、不正解です。

選択肢2. 核が大きいので、核に含まれているDNA量が多い

核の大きさとDNA量は比例しません。

したがって、不正解です。

選択肢3. 細胞が小さいので、単位重量当たりの細胞の数が多い

花芽の細胞は茎の細胞よりも小さく、密集しています。すなわち、花芽のほうが、単位重量当たりの細胞数が多いです。

したがって、正解です。

選択肢4. 一つの細胞に複数の核が存在しているので、単位重量当たりの核の数が多い

花芽や茎の細胞には核が1つしかありません。

したがって、不正解です。

選択肢5. 体細胞分裂が盛んに行われているので、染色体が凝縮している細胞の割合が高い

染色体が凝縮しても、DNAの量は増えません。

したがって、不正解です。

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