〔Ⅰ〕 問１ アクチンフィラメント，中間径フィラメント，微小管 問２ １次構造：Ｇアクチンのポリペプチドを構成しているアミノ酸の 配列順序。 ２次構造：ポリペプチド内の水素結合などによって形成された， αヘリックスやβシートなどの立体構造。 ３次構造：Ｇアクチンのポリペプチドが疎水結合やＳ-Ｓ結合な どにより折りたたまれ形成された，球状の立体構造。 ４次構造：多数のＧアクチンが鎖状に連なり，さらに2本の鎖が 互いにらせん状に巻き付いて形成されたＦアクチン。 問３ あ：Ｈ2Ｏ， い：H3PO4 問４（分離）プラス端：Ｇアクチン-ATP マイナス端：Ｇアクチン-ADP （脱重合速度） 速度の違い：Ｇアクチン-ATPの脱重合は，Ｇアクチン-ADP の2倍の速度で進行する。 Ｃへの依存性：Ｇアクチン-ATP，Ｇアクチン-ADPともに， 脱重合速度はＣに依存することなく，一定の速度 で進行する。 問５ 遊離のＧアクチン-ATPに結合することで，Ｆアクチンへの重合 を妨げる。 問６ はじめは重合速度の方が脱重合速度より速かったため，Ｆアクチ ンが伸長した。遊離のＧアクチン-ATPがしだいに減少すると，や がて平衡状態になり脱重合速度と重合速度が等しくなった。 （式） 図５で，Ｇアクチン-ATP のうち 20％が常に脱重合してい ることから，重合速度は脱重合速度の４倍である。 図２より，Ｆアクチン全体の脱重合速度は２＋１＝３なので，重 合速度は４倍の 12 である。 図２の Vp と Vm を合わせたＦアクチンの伸長速度の式は， V＝ 5 C0-３ 2Ce したがって，V が 12 のときの C0 は， 100 Ｆアクチンを形成している Ｇアクチンの割合［％］ 問７ 80 60 40 20 100 Ｆアクチンを形成している Ｇアクチンの割合［％］ 問８ 0 80 60 40 20 0 薬剤Ｘの添加 C0＝６Ce 〔Ⅱ〕 問１ 動物培養細胞株は，実験室内での特殊な培養条件でないと生存で きないようにしてあるため。 問２（１）耐性遺伝子を導入した農作物以外の植物種を駆除できる。 （２）目的の農作物以外の植物種へ耐性遺伝子が移行し，除草剤に 耐性を持つ別の種が出現する可能性がある。 問３ ・条例による規制が厳しい。 ・外国から安価な遺伝子組換え作物が輸入されており，競争に不 利である。 ・消費者を含め遺伝子組換え作物への警戒感が強い。 など。 問４ 過剰な免疫反応によって生じる生体に不都合な反応をアレルギ ーといい，その原因となる抗原をアレルゲンという。アレルゲンが 体内に侵入して免疫記憶が成立すると，２回目以降の侵入でアナフ ィラキシーショックを起こし，死亡することもある。 問５ Ｂ農場は，導入遺伝子をヘテロ接合でもつ親株どうしを交配して おり，Ｃ農場は，導入遺伝子をホモ接合でもつ親株どうしを交配し ていると考えられる。 問６ 従来の品種改良では，交配可能な生物間でだけ，遺伝子の新たな 組合せを作り出していた。一方，遺伝子組換えでは，幅広い生物種 から目的遺伝子を選んで，直接導入する。したがって，自然界では ありえない組合せの遺伝子を人為的に付与する点で懸念がある。 〔Ⅲ〕 問１ 10 µm 問２ ・すべての細胞の体積や比重を同一として設定している点 ・結合組織の細胞間物質など細胞以外の体積を考慮してない点 問３ 6.0×104 分子 問４ 0.6 分子 ＋ 理由：細胞外に流出しやすいH を呼吸により補う。また，電子 を受け渡しやすい電子伝達系をもつ。H＋の代わりに，Na＋ などの陽イオン勾配を利用し，さまざまな反応を行う。 〔Ⅳ〕 問１ ヌクレオソームを形成していると，DNAポリメラーゼがDNA の複製開始点に作用しにくくなり，複製が進みにくくなる。 問２ DNAを含まない細胞核抽出液には，ヒストンに作用してヌクレ オソームを緩める因子が含まれている。ヌクレオソームが緩むと， DNAポリメラーゼが作用しやすくなり，複製効率が高くなる。 問３ タンパク質Xには，ヌクレオソームを形成しているDNAにおい て，ヒストンに作用してヌクレオソームの凝集を強めるはたらき がある。ただし，ATP存在下ではATPの加水分解エネルギーによ ってヌクレオソームを緩める。 問４ 実験２で用いたヒストンよりもDNAと複合体を形成しにくく， 実験２で形成されたヌクレオソームよりも緩やかなヌクレオソー ムを形成する。このため，複製効率は高くなる。 〔Ⅴ〕 問１ 土壌中に無機窒素養分が少ないとき，根粒菌はマメ科植物の根 に共生して窒素固定を行い，NH4＋を植物体に供給する。植物体の 落葉や枯死により，土壌を肥沃にすることに貢献する。 問２ 電子供与体として水が分解され，電子伝達反応に伴うATP合成 とNADPH生成に利用されて，CO2が固定される。その際にO2が発 生し，光合成に利用されることなく排出される。 問３ タンパク質Ａは転写因子として機能し，ポジティブフィードバ ックにより遺伝子Ａおよび遺伝子Ｂの発現量を増加させる。増加 したタンパク質Ｂは，ネガティブフィードバックにより遺伝子Ａ の発現を抑制する。 問４ 遺伝子Ａを過剰に発現させた細胞は，遺伝子Ｂの発現量も恒常 的に高く維持される。その結果，ほぼすべての細胞がヘテロシス トに分化するため，光合成が行えず，やがて死滅する。一方，遺 伝子Ｂを過剰に発現させると，遺伝子Ｂの転写が強く抑制されて， 遺伝子Aが発現しなくなり，ヘテロシストへの分化を抑制する。 問５ 遺伝子Ａの発現が続く細胞がヘテロシストに分化し，タンパク 質Ａの作用で遺伝子ＢのmRNAとタンパク質Ｂも高濃度に蓄積 する。タンパク質Ｂは隣接する数細胞に拡散し，それらの細胞で は遺伝子Ｂの転写が抑制される。また，タンパク質Ｂ濃度が低い ため，遺伝子Ａの発現が生じず，ヘテロシストが分化しない。 問６ 細胞の特定部位にmRNA遺伝子が係留されて局在し，そこで翻 訳される場合を想定する。翻訳したタンパク質は細胞内を自由に 拡散するため，mRNA量の分布と相関がなくなる。
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