共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)本試験
問127 (生物(第1問) 問2)
問題文
舌の味覚芽(味蕾)(みらい)に存在する味細胞は、水などに溶けた化学物質を受容し、興奮する。その興奮が(a)神経によって大脳に伝わると、味覚が生じる。味覚には、甘味・うま味・苦味・塩味・酸味の5種類があり、それぞれ異なる種類の受容体を発現した味細胞によって感知される。
ヒトでは、苦味物質であるフェニルチオカルバミド(以下、PTC)に対する感受性に多様性が存在し、苦味受容体の遺伝子の一つ(以下、遺伝子R)にある遺伝的多型がその原因であることが知られている。ヒトの集団において遺伝子Rの塩基配列を調べたところ、タンパク質のアミノ酸配列を変化させる3か所の一塩基多型(以下、SNP1〜3)があり、その組合せとして4種類の対立遺伝子が見つかった。表1は、それぞれの対立遺伝子から合成される受容体タンパク質のアミノ酸配列の違いを示す。ここでは対立遺伝子の名称として、SNP1〜3によって変化するアミノ酸の組合せを用いた。
ヒトの近縁種であるチンパンジーの遺伝子Rの塩基配列を調べたところ、表1にあるヒトの多型部位と相同な部位は、対立遺伝子PAVと同じ配列であることが分かった。
ヒトでSNP1〜3を生じさせる突然変異はヒトとチンパンジーの分岐後に起こったとした場合、これらの突然変異が起こった順序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。
ただし、遺伝子Rの進化の過程で、同じ部位に突然変異が複数回起こることはなく、多型部位の間に組換えはなかったものとする。
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問題
共通テスト(理科)試験 令和7年度(2025年度)本試験 問127(生物(第1問) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
舌の味覚芽(味蕾)(みらい)に存在する味細胞は、水などに溶けた化学物質を受容し、興奮する。その興奮が(a)神経によって大脳に伝わると、味覚が生じる。味覚には、甘味・うま味・苦味・塩味・酸味の5種類があり、それぞれ異なる種類の受容体を発現した味細胞によって感知される。
ヒトでは、苦味物質であるフェニルチオカルバミド(以下、PTC)に対する感受性に多様性が存在し、苦味受容体の遺伝子の一つ(以下、遺伝子R)にある遺伝的多型がその原因であることが知られている。ヒトの集団において遺伝子Rの塩基配列を調べたところ、タンパク質のアミノ酸配列を変化させる3か所の一塩基多型(以下、SNP1〜3)があり、その組合せとして4種類の対立遺伝子が見つかった。表1は、それぞれの対立遺伝子から合成される受容体タンパク質のアミノ酸配列の違いを示す。ここでは対立遺伝子の名称として、SNP1〜3によって変化するアミノ酸の組合せを用いた。
ヒトの近縁種であるチンパンジーの遺伝子Rの塩基配列を調べたところ、表1にあるヒトの多型部位と相同な部位は、対立遺伝子PAVと同じ配列であることが分かった。
ヒトでSNP1〜3を生じさせる突然変異はヒトとチンパンジーの分岐後に起こったとした場合、これらの突然変異が起こった順序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。
ただし、遺伝子Rの進化の過程で、同じ部位に突然変異が複数回起こることはなく、多型部位の間に組換えはなかったものとする。
- SNP1 → SNP2 → SNP3
- SNP1 → SNP3 → SNP2
- SNP2 → SNP1 → SNP3
- SNP2 → SNP3 → SNP1
- SNP3 → SNP1 → SNP2
- SNP3 → SNP2 → SNP1
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この過去問の解説 (1件)
01
まず、祖先(チンパンジーと共通祖先から受け継いだ方)は、「PAV」。
そして、現在の人には、PAV、AAV、AAI、AVIの4種類あります。
さらに、
・同じ場所では突然変異は1回しか起こらない
・組換えは起こらない
という条件があります。これは、一度起こった変異は子孫にそのまま受け継がれるという意味です。
祖先型PAVと比べると、
・SNP1:P→A
・SNP2:A→V
・SNP3:V→I
です。
①最初の変異を探す
現在存在する、AAV、AAI、AVI全部に共通している特徴は、「SNP1がP→Aに変異している」ことです。つまり、AAV、AAI、AVIも全部「SNP1の変異を受け継いでいる子孫」ということです。
したがって、PAV→AAVが最初に起こったと考えられ、SNP1が最初に起こった変異となります。
②次に起こった変異を考える
AAVから、
・SNP3が起こればAAI
・SNP2が起こればAVIではないことに注意します。
AVIは
・SNP1変異あり
・SNP2変異あり
・SNP3変異あり
の3変異型です。
実際に各型を見比べると、
・AAV→AAIはSNP3だけ違う
・AAI→AVIはSNP2だけ違う
となっています。
つまり、
・PAV→AAV
・AAV→AAI
・AAI→AVI
とすると、すべての対立遺伝子が途中段階として現れます。
もし、仮にAAVを先にすると、→AVVという型が必要になりますが、表には存在しないので、SNP2が先ではありません。
よって、突然変異の順序は、SNP1→SNP3→SNP2となります。
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