大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和5年度(2023年度)追・再試験
問123 (生物(第3問) 問5)
問題文
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。
腹棘の喪失は遺伝子Xが原因であるのに対し、鱗板の喪失は遺伝子Yが原因であることが分かっている。種Aの淡水型は、腹棘も鱗板も喪失しているため、捕食者の多い海洋では生き残りにくい。それにもかかわらず、淡水型は北半球の様々な淡水域に広く分布している。これは、海洋型の集団が、最終氷期に各地の淡水域に進入し、淡水型へと独立に進化したためだと考えられている。
種Aの淡水型を様々な淡水域から集めて、遺伝子X、遺伝子Y、およびそれぞれの遺伝子の周辺の塩基配列を調べたところ、遺伝子Xでは周辺の塩基配列に淡水域ごとに異なる欠失がみられた一方、遺伝子Yおよびその周辺の塩基配列は淡水域間での違いが小さいことが分かった。そこで、様々な海域から集めた海洋型の遺伝子Yの塩基配列を調べたところ、多くの個体では淡水型の塩基配列と大きく異なっていたが、一部の個体は淡水型の塩基配列と海洋型の塩基配列をヘテロ接合で持っていた。これらのことから導かれる腹棘または鱗板の喪失に関する考察として適当でないものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
大学入学共通テスト(理科)試験 令和5年度(2023年度)追・再試験 問123(生物(第3問) 問5) (訂正依頼・報告はこちら)
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。
腹棘の喪失は遺伝子Xが原因であるのに対し、鱗板の喪失は遺伝子Yが原因であることが分かっている。種Aの淡水型は、腹棘も鱗板も喪失しているため、捕食者の多い海洋では生き残りにくい。それにもかかわらず、淡水型は北半球の様々な淡水域に広く分布している。これは、海洋型の集団が、最終氷期に各地の淡水域に進入し、淡水型へと独立に進化したためだと考えられている。
種Aの淡水型を様々な淡水域から集めて、遺伝子X、遺伝子Y、およびそれぞれの遺伝子の周辺の塩基配列を調べたところ、遺伝子Xでは周辺の塩基配列に淡水域ごとに異なる欠失がみられた一方、遺伝子Yおよびその周辺の塩基配列は淡水域間での違いが小さいことが分かった。そこで、様々な海域から集めた海洋型の遺伝子Yの塩基配列を調べたところ、多くの個体では淡水型の塩基配列と大きく異なっていたが、一部の個体は淡水型の塩基配列と海洋型の塩基配列をヘテロ接合で持っていた。これらのことから導かれる腹棘または鱗板の喪失に関する考察として適当でないものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
- 腹棘の喪失を引き起こした対立遺伝子は、それぞれの淡水域で独立に生じた。
- 腹棘を欠いた個体は、どの淡水域でも適応的であった。
- 各地の淡水型の集団に鱗板の喪失を引き起こした対立遺伝子は、もともと一つの対立遺伝子に由来する。
- 淡水域への進入が始まる前に、鱗板を欠いた個体からなる集団が、ある海域で生じた。
- 鱗板の喪失を引き起こした対立遺伝子は、海を介して各地の淡水域に広がり、頻度を増していった。
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