共通テスト(理科) 過去問
令和6年度(2024年度)追・再試験
問125 (生物(第2問) 問1)

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問題

共通テスト(理科)試験 令和6年度(2024年度)追・再試験 問125(生物(第2問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)

昆虫の色素合成にかかわる遺伝子に関する次の文章を読み、後の問いに答えよ。

ある昆虫では、眼の原基の細胞において色素Pが合成されることで、完成した眼は赤褐色を呈する。色素Pは、眼の原基において図1のように物質1から物質4を経て合成される。色素Pを合成する経路を示す図1のア〜ウの過程には、遺伝子A〜Cのそれぞれからつくられるタンパク質A〜Cのいずれかの働きが必要である。図1のア〜ウの過程にかかわる遺伝子を特定するために、色素Pを合成できる野生型と、色素Pを合成できない三つの変異体(タンパク質Aの働きを失った変異体A,タンパク質Bの働きを失った変異体B,およびタンパク質Cの働きを失った変異体C)とを用いて実験1を行った。

実験1
図2のように、野生型、変異体A,変異体B,または変異体Cの眼の原基(以下、移植片)を、野生型、変異体A,変異体B,または変異体Cの幼虫の体内に移植し、成虫まで発生させたところ、宿主の体内では移植片から眼が形成された。その眼の色を調べたところ、色素Pの合成に関して表1の結果が得られた。

物質2と物質3は、宿主から移植片へと移動できるが、物質4は、移動できないと考えると、実験1の結果をうまく説明できる。このとき、タンパク質A〜Cは、それぞれ図1のア〜ウのどの反応にかかわっていると考えられるか。それぞれの反応にかかわっているタンパク質の組合せとして最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。なお、移植片から宿主への物質の移動は無視できるものとする。
問題文の画像
  • ア:タンパク質A  イ:タンパク質B  ウ:タンパク質C
  • ア:タンパク質A  イ:タンパク質C  ウ:タンパク質B
  • ア:タンパク質B  イ:タンパク質A  ウ:タンパク質C
  • ア:タンパク質B  イ:タンパク質C  ウ:タンパク質A
  • ア:タンパク質C  イ:タンパク質A  ウ:タンパク質B
  • ア:タンパク質C  イ:タンパク質B  ウ:タンパク質A

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この過去問の解説 (2件)

01

この問題は、表の読み取りが正確にできているかがポイントになります。

前提として確認しておきたいのが「物質2・3は宿主から移植片に移動できる=移植片で合成できなくても宿主から補填し、色素Pを合成できる。物質4は補填できない=変異体が関与した場合色素Pは合成できない」ということです。

 

この前提を踏まえて、表を確認します。

まず分かりやすいのが、変異体Aではどの宿主でも色素Pは合成できないということです。物質4が合成されないと色素Pは合成されないという前提から、タンパク質Aはウの過程で関与していることが推測されます。

 

次に変異体Bを確認します。変異体Bを移植した宿主の中で、色素Pが合成できないのは変異体Bの個体だけです。変異体Cの宿主からは、物質2または3が補填されていると考えられる時、もしイが変異体Bだとしたら、タンパク質Cが合成されずアの過程で物質2が合成されないため、色素Pが合成できないことになってしまいます。よって、タンパク質Bはアに関与していると考えれます。

 

以上から、タンパク質Cはイに関与していると分かります。

 

よって正しいのは ア.タンパク質B イ.タンパク質C  ウ.タンパク質Aです。

選択肢4. ア:タンパク質B  イ:タンパク質C  ウ:タンパク質A

この選択肢が正しいです。

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02

の問題は、ある昆虫の眼の原基の細胞において色素Pが合成される過程での、遺伝子A、B、Cの働きを、移植実験の結果から特定する問題です。

 

【タンパク質Aの解説】

物質4は、宿主から移植片へ移動できないので、物質4を合成する遺伝子に変異があった場合、宿主が正常であっても色素を合成できないことがわかります。

よって、反応ウが進行して色素を合成できるかどうかは移植片の遺伝子が正常かどうかに依存します。

変異体Aの移植片をどの宿主に移植しても色素が合成できていないことから、移動できない物質4をつくる反応である【ウ】がタンパク質Aであると推測されます。

 

【タンパク質B・Cの解説】

表の実験結果から、

・変異体Bの移植片を変異体Cに移植すると色素合成は○

・変異体Cの移植片を変異体Bに移植すると色素合成は×

であることがわかり、このことから、

・変異体Bの移植片で合成できない物質を宿主である変異体Cが補い、それによってその後の色素合成が行われるが、

・変異体Cの移植片で合成できない物質は宿主である変異体Bも合成できていないことがわかります。

このことから、合成の手順として、タンパク質B→タンパク質Cの順で反応に関わっていることがわかるので、【ア】がタンパク質B【イ】がタンパク質Bであることがわかります。

 

以上から、適切な選択肢を選ぶようにしましょう。

選択肢1. ア:タンパク質A  イ:タンパク質B  ウ:タンパク質C

不適です。

選択肢2. ア:タンパク質A  イ:タンパク質C  ウ:タンパク質B

不適です。

選択肢3. ア:タンパク質B  イ:タンパク質A  ウ:タンパク質C

不適です。

選択肢4. ア:タンパク質B  イ:タンパク質C  ウ:タンパク質A

正解です。

選択肢5. ア:タンパク質C  イ:タンパク質A  ウ:タンパク質B

不適です。

選択肢6. ア:タンパク質C  イ:タンパク質B  ウ:タンパク質A

不適です。

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