2911'IA 生 物基礎 ・生 問題 (1) 1 ア ウ (2) (3) ゴル ジ 体 イ ン トロ ン イ エ エ キ ソン スプ ライシング シアノバ クテ リアは、光合成を行 い環境 中の二酸化炭素を消費 し酸素 を放出 した。その結果、環境 中の酸素濃度 が上昇 した。次 に、酸素 の酸 化作用か ら身を守 り、これ を積極的に利用 して呼吸を行 う好気性生物が 現れた。呼吸は嫌気的な有機物 の分解 に比べ て効率 よくエネルギー を獲 得 でき、生物の大形化 多細胞化 をもた らした。 また、藻類 が繁栄 して 大気中の酸素が増加 し、紫外線 の作用 により上空にオゾン層 が形成 され た。 このオゾン層 が有害な紫外線 を吸収す ることで、生物 の陸上進出を 促 した。 真核生物 の 場合 では 、核 で DNAを 鋳型 と して 合成 され た RNAは ス プ ライ シ ング を受 けて mRNAと な る。 次 に、mRNAは 核膜 7し を通 って 細 胞質基質 に移動 し、 リボ ソー ム と結合 しリボ ソー ム上 で翻訳 が行 われ る。 す なわ ち、転写 が核 内で完 了 してか ら翻訳 は細胞質で行 われ 、転写 と翻 訳 は空 間的 に も時間的 に も分離 され てい る。 これ に 対 して 、原核 生物 で は核 膜 が 存在 せず 、DNAは 小 さく環状 であ り、 ス プ ライ シングはほ とん ど起 こ らな い 。そ のた め 、DNAの 遺伝情報 の 転写 が 始 ま る と、転 写途 中 の mRNAに 次 々 と リボ ソー ム が結合 し翻訳が始 ま る。 29前 理 A (4) 目的 の遺伝 子や DNA領 域 (配 列 )を 増幅 したい時や 、 目的 の タンパ ク 質 を大量 に生産 したい ときに大腸 菌が用 い られ る。 具体的 には、 目的 の 遺伝 子や DNA領 域 をベ クター とな るプ ラ ス ミ ドDNAに 連結す る。そ し て 、連結 したプ ラ ス ミ ドDNAを 大腸菌 に形質転換す る。得 られ た 目的 の 大腸菌 を培養す る と、 目的 の 遺伝 子や DNA領 域 を含 んだプ ラ ス ミ ド DNAあ るい は 目的 の タ ンパ ク質 を得 る こ とが で きる。 29前 理 A 生 物基礎 ・ 生 物 問題 2 (1) ９４ (3) ア ′' ￨ ￨‐ =‐ イ 80(78) ウ 根粒 オ アンモニ ウムイオ ン (NH4.) カ ネ■〔 Pl i キ 窒 素 同化 ク 炭酸 同化 ケ 相利 共 生 コ ア ミノ酸 エ アゾ トバ クター 、 クロス トリジウムなど 吸収 され た 硝 酸 イ オ ン (N03)は 硝 酸 還 元酵 素 に よ り亜硝 酸 イ オ ン (N02)に 還元 され 、 さ らに亜硝酸還 元酵素 に よつて ア ンモ ニ ウム イオ ン (NH4+)に な る。 blH4+は 、 グル タ ミン酸 と結合 して グル タ ミン にな リア ミノ基 と して 固定 され る。 固定 され た ア ミノ基 はア ミノ基 転移 酵 素 に よ つ て、種 々の 有機 酸 と結 合 し各種 ア ミノ酸 が 合成 され る。 これ らア ミノ酸 を材料 と して タンパ ク質 が 合成 され る。 (4) 窒素源 が減 少 した 田畑 で 、 共生 して い る根粒 菌 に よ り窒 素固定能力 を もつ 植 物 を栽培 し、そ の まま 田畑 にす き こむ こ とに よ り次 に 栽培す る植 物 の 肥料 にす る こと。 29前 理 A 生 物 基礎 ・ 生 問題 3 (1) 胚珠 ア ウ つ オ キ カ 反足 ク 1丞 ︱し 孝 ´ 胚 サ ス (2) 中央 エ 助 ケ 7 イ コ 赤色 'r.tv t) :,,, 7 a t r t/, F"l フィ トク ロム シ 遠赤 色 セ 春化 裸 子植 物 の 胚珠 は露 出 した状 態 だが 、被 子植 物 の 胚珠 は子 房 の 中 に あ る。 裸子植 物 は重複 受精 を行 わず 、胚 乳 の核相 は nだ が 、被 子植 物 は重複 受精 を行 い 胚乳 の核相 が 3nに な る。 裸 子植 物 では多 くは木 本 で、通常 は道 管 が な く仮道 管 を持 つ が 、被 子 植 物 は木本 と草本 があ り、道管 が発 達 して い る。 など (3) 長 日植 物 アプラナ、アヤメ、 コムギ、カーネーション、 ホ ウレンソウ 短 日植 物 アサガオ、オナモ ミ、キク、ダイ ズ 中性植 物 エ ン ドウ、 トウモ ロコシ、 トマ ト 29前 理 A (4) 高緯度地域 では 夏期 が短 く、秋期 の 気温低 下 が 早 く起 こるため 、花芽 形成 か ら種子形成 を行 うのに適 した期 間が初夏 か ら初秋 に限 られ る。 ま た、 日長 の 変化 が よ り大 き く、 日長 は花芽形成 の 制御 因子 と して適 して い る と考 え られ る。春 か ら初 夏 にか けて長 くな る 日長 に反応 して花芽形 成 を行 う長 日植 物 では、気温 が低 くな り枯死す るまでに種子形成 を行 う こ とがで き、生存戦略上有利 なため と考 え られ る。 一 〇 種子 が土深 く埋 ま つてい る と発 芽 して も光が な くて成長 で きな いの で、地表 面や そ の 近 くにあ つて発芽後成長 可能 な環境 にある ことを 、光 の 有無 に よって認 識 で きる点 で都合 が よい。 J I 物 基礎 ・ 生 問題 4 極相 (ク ライ マ ック ス) (2) 溶岩流跡な ど土壊がほとん どない裸地を出発点 とす るさ 移 を一 次遷移 と呼び、山火事跡や森林伐採跡 地な ど以前に存在 した植生が作 り出 した 種子や根な どを含み うる土壌 が存在す る状態を出発点 とす る遷移を二次 遷移 とい う。 (3) 子 の う菌類や 担子 菌類 が シア ノバ クテ リアや 単細胞 緑藻類 と共 生 して い る もので 、緑 藻類や シア ノバ クテ リア は菌類 か ら菌 糸 で保 護 され た水 分や 無機 塩類 を供 給 され 、菌類 は共生す る緑藻類 や シア ノバ クテ リアか ら同化産物 を得 て栄養分 と してい る。 (4) 森林 が発達す ると地表層や低木層 が暗 くな り、幼木が弱光下 で生育で き、成木 になると強 光下 でよく成長す る極相樹種 の陰樹 のみ が生 育でき るようにな り、安定 した陰樹林 が形成 され る。 29肯 1理 ¨Э ヽ ′ ② 031 ① 029 l 007 ● 気温 が高温 で高齢林 のため熱帯多雨林 の呼吸量が幼齢林 の照葉樹林 の 32倍 と多 く、被食・枯 死量 も約 37倍 と多いため。 ml 二 酸 化炭 素 量 を xg/cm2.年 とお く と、 180:6× 44=052:x x=076 答 iv) 076ゴ lcm2.年 ) 表 よ り熱 帯多雨林 の 総生産量 は 123ノ cll12・ 年 で あ り、有機 物 生産す るのに 必要 な太 陽 の 光 エ ネ ル ギー は 18,7∞ 」よ り (18,700× 123X1001■ 500,000=460 答 460% lgを A
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