共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）追・再試験
問121 (生物（第3問） 問3)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

トゲウオ科の魚の種Aには、主として海洋に棲息する集団（以下、海洋型）と、淡水域に隔離されて棲息し、海洋型から遺伝的に分化した集団（以下、淡水型）とが存在する。海洋型は、図1のように_（a）腹びれが棘（とげ）状になった腹棘（ふくきょく）と、胴部によろいのような硬い鱗板（りんばん）とを形成するが、淡水型ではどちらも喪失している。

様々な実験の結果、種Aの淡水型での腹棘の喪失は遺伝子Xが原因であると考えられた。遺伝子Xからつくられるタンパク質Xは調節タンパク質である。また、遺伝子Xから転写されたmRNAは、海洋型の個体では頭部と腹部で観察されたのに対し、淡水型の個体では頭部でのみ観察された。

種Aの淡水型への分化を引き起こした遺伝子Xの変化について調べるため、次の仮説を立てた。それをもとに実験1・実験2を行って、得られた結果からこの仮説が正しいことを証明した。実験1の文章中のア～ウに入る語句の組合せ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。

仮説：タンパク質Xは、淡水型か海洋型かによらず、腹棘の形成に必要な全ての遺伝子を活性化できる。淡水型で腹棘を喪失した原因となった突然変異は、ゲノム上でタンパク質Xのアミノ酸配列を指定している領域以外で生じた。

実験1
種Aの（　ア　）の遺伝子Xの（　イ　）、プロモーター、および緑色蛍光タンパク質をつくる遺伝子（以下、GFP遺伝子）を結合したプラスミドPを、（　ウ　）の受精卵の染色体に組み込んだところ、その受精卵から発生した個体では、頭部と腹部で蛍光が観察された。他方、（　ウ　）の遺伝子Xの（　イ　）、プロモーター、およびGFP遺伝子を結合したプラスミドQを、（　ウ　）の受精卵の染色体に組み込んだところ、頭部で蛍光が観察される個体が得られたが、腹部で蛍光が観察される個体は得られなかった。

実験2
実験1のプラスミドPのGFP遺伝子を（　エ　）のタンパク質Xのアミノ酸配列を指定するDNA断片に置き換えたプラスミドSを作製し、（　オ　）の受精卵の染色体に組み込んだところ、その受精卵から発生した個体は、腹棘を形成（　カ　）。