総合問題

生
!
平 成２３年 度（後期日程）
入学者選抜学力検査問題
総合問題
（１２０ 分）
〔注意事項〕
１．監督者の指示があるまで，この冊子を開いてはいけません。
２．解答用紙
（!枚目だけでなく，"枚目，#枚目，$枚目も）
に受験番号を"箇所とも必
ず記入しなさい。
３．この冊子の問題は，"ページからなっています。落丁・乱丁および印刷の不鮮明な箇
所などがあれば，手を挙げて監督者に知らせなさい。
４．この問題の白紙と余白は，適宜下書きに使用してもよろしい。
５．解答は，必ず別紙
「解答用紙」
の指定された場所
（問題番号と一致した場所）
に記入しな
さい。指定された場所以外への解答は採点対象外です。
６．解答用紙は，持ち帰ってはいけません。
７．この冊子および下書用紙は，持ち帰りなさい。
◇Ｍ１０
（３８２―５８）
'
次の英文を読み，以下の問いに答えなさい。
（配点率２５％）
（著作権の関係で掲載しておりません）
（Raven & Johnson 著, “Biology”, McGrawHill より引用）
― １ ―
◇Ｍ１０
（３８２―５９）
問 １．下線部!"#を和訳しなさい。
問 ２．下線部$%で示す basic research と applied research の違いについて英文の内容に沿って
説明しなさい。
問 ３．下線部&で示す peer review の科学論文における意義について説明しなさい。
― ２ ―
◇Ｍ１０
（３８２―６０）
&
次の文章を読み，以下の問いに答えなさい。
（配点率２５％）
シャルガフらはヌクレオチド分析により，いろいろな生物の DNA について，含まれる塩基ア
デニンと
（ ! ）
，グアニンと
（ " ）
の数がそれぞれ等しいことを示した。ワトソンとクリッ
クは，この情報とウィルキンスらによって得られた DNA の X 線結晶構造解析データをもとに，
!
DNA は糖とリン酸の繰り返しでできた"本のポリヌクレオチド鎖がゆるやかにねじれて，その
内側でアデニンと
（ ! ）
，グアニンと
（ " ）
が
（ # ）
結合によって塩基対を作っていると
（mRNA）
いう有名な構造モデルを提唱した。DNA 上に書かれた遺伝情報は，いったん伝令 RNA
"
の塩基配列として写しとられる。次に mRNA の塩基配列をもとに，アミノ酸が一定の配列順序
で結合してタンパク質が合成される。
メッセルソンとスタールは以下の実験により，複製が
（ $ ）
的であることを証明した。大腸
菌は，糖の他に窒素源として塩化アンモニウム
（NH４Cl）
を与えるだけで培養できる。窒素
（N）
を １４N よりも重い １５N におきかえた NH４Cl を培地に入れて大腸菌を培養し，大腸菌の窒素のほ
とんどが １５N に変わったところで，１４N からなる NH４Cl を含む培地に大腸菌を移してさらに増
殖させた。そして!回，２回，３回と分裂を繰り返した大腸菌から DNA を抽出後，塩化セシウ
#
ム溶液中で遠心分離することで，その密度を調べた。１５N のみからなる DNA
（重い DNA）
は大き
い密度を示し，１４N のみからなる DNA
（軽い DNA）
は小さい密度を示す。また!回分裂した後の
DNA
（中間の DNA）
は，中間の密度を示した。
$
大腸菌のゲノム
（４６０万塩基対）
は環状"本鎖 DNA ひとつからなり，その複製は!箇所から始
まり両方向に進行する。ショウジョウバエなどの真核生物では，DNA は通常
（ % ）
と呼ばれ
るタンパク質と複合体を形成しているため，複製時の DNA 鎖伸長速度は大腸菌よりもかなり遅
い。それにも関わらず，ショウジョウバエゲノム
（!億８，
０００万塩基対）
の複製は，発生初期の胚
%
では大腸菌よりも早く，%分間という短時間で完了する。
（ ! ）
∼
（ % ）
に入る最も適切な語句を答えなさい。
問 １．文章中の
問 ２．下線部!の DNA 構造を何というか答えなさい。
問 ３．下線部"の過程を何というか答えなさい。
問 ４．DNA 複製酵素の補助因子として知られるショウジョウバエの PCNA
（増殖細胞核抗原）
を
コードする遺伝子は，開始コドンのはじめの塩基から終止コドンの終わりの塩基まで８４３塩
基対である。この遺伝子は，開始コドンと終止コドンの間に６０塩基対のイントロンをひと
つだけ持っている。PCNA は，何個のアミノ酸から構成されているか答えなさい。
― ３ ―
◇Ｍ１０
（３８２―６１）
問 ５．運搬 RNA
（tRNA）
の機能を簡潔に説明しなさい。
問 ６．下線部!の実験において，大腸菌が!回分裂したあとの重い DNA と中間の DNA と軽い
DNA の量比を答えなさい。
問 ７．下線部"にある大腸菌ゲノムの複製が３０分間で完了するとして，DNA 鎖の伸長速度
（塩
基対／秒）
を計算しなさい。小数点以下は四捨五入すること。
問 ８．下線部#にあるショウジョウバエの発生初期の胚が大腸菌よりも短時間でゲノムの複製を
完了させることができる仕組みを答えなさい。
― ４ ―
◇Ｍ１０
（３８２―６２）
!
免疫に関する以下の問いに答えなさい。
（配点率 ２５％）
問 １．次の英文を参考に B 細胞と T 細胞の特徴および役割を４００字程度で説明しなさい。
（著作権の関係で掲載しておりません）
（M. Kent 著 “Advanced Biology”, Oxford Univ. Press ２０００より引用）
問 ２．antigen と antibody の結合を示す模式図を描き，以下の名称の部位を矢印で示しなさい。
可変部，
定常部，
重鎖
（H 鎖）
，
軽鎖
（L 鎖）
，
antigen
問 ３．antibody 生産細胞に次の薬剤を添加した時，antibody 生産は短時間でどのように変化す
ると予想されるか，適切な変化を選び，記号で答えなさい。
" DNA 合成阻害剤
# RNA 合成阻害剤
$ タンパク質合成阻害剤
% 脂質合成阻害剤
antibody 生産の変化 & 増加する
' 減少する
― ５ ―
( 変化しない
◇Ｍ１０
（３８２―６３）
問 ４．次の図は免疫におけるある現象を示している。!，"は antigen A 侵入のタイミングを表
している。#は生産される antibody の量を表し，最初のピークより"番目の方が大きな反
応となる。"の時期に別な antigen B が侵入した場合にはこのような大きな反応が起こらな
い。これらの現象が起こる仕組みについて，下記の
（
）
内の語句を必ず使用し３００字程
度で説明しなさい。
（ワクチン，
問 ５．次の文章中の
（
記憶細胞，
B 細胞，
T 細胞，
食作用）
）
内に入る適切な語句を答えなさい。
単一の antibody を生産する細胞を体外で大量に培養することは困難なことであった。そ
こで応用された方法が細胞融合である。antibody 生産細胞とがん細胞の雑種細胞を作製す
る こ と に よ り，単 一 の antibody を 大 量 に 生 産 す る こ と が 可 能 に な っ た。そ れ に は
（ ! ）
，ポリエチレングリコール，高電圧シ ョ ッ ク な ど を 用 い た 方 法 に よ り 細 胞 の
（ " ）
を融合し，雑種細胞を作製する必要がある。次に細胞分裂が同調し，ひとつの
（ # ）
をもつ雑種細胞を得なければならない。このような雑種細胞を得るために
（ $ ）
的培地でのみ増殖可能ながん細胞株を利用する。
― ６ ―
◇Ｍ１０
（３８２―６４）
!
次の文章を読み，以下の問いに答えなさい。ただし，数値は少数第三位を切り上げて少数第二
位 ま で の 値 で 記 述 す る こ と。ま た，H，C，N，O，Na，P，S，Cl，K の 原 子 量 は そ れ ぞ れ
!，１２，１４，１６，２３，３１，３２，３５，３９とする。なお，M ＝ mol/l ，mM ＝ mmol/l である。
（配点率２５％）
以下の組成の水溶液 A を次の手順で１５００ml 調製した。
試 薬
最終濃度
使用量
１３７．
００mM
（ ア ）
g
Na２HPO４・１２H２O
８．
１０mM
（ イ ）
g
KCl
２．
６８mM
（ ウ ）
g
KH２PO４
１．
４７mM
（ エ ）
g
NaCl
まず，それぞれの試薬の必要な分量
（ ア ）
∼
（ エ ）
を電子上皿天秤でそれぞれ正確にはか
かくはん
りとった。次に，ビーカーに全ての試薬と蒸留水１４００ml を加え，攪拌しながら完全に溶解させ
た。そののち，ビーカーから２０００ml 容量のメスシリンダーに溶液を移し，蒸留水を加えて総量
かくはん
を１５００ml にした。再度よく攪拌して，最後に pH メーターを使って pH が７．
４であることを確
認して調製を完了した。
問 １．
（ ア ）
∼
（ エ ）
はそれぞれ何 g か答えなさい。
問 ２．水溶液 A に少量の酸や塩基を混ぜても pH はほとんど変化しない。その理由について，
酸を H＋，塩基を OH− として，水溶液 A の成分と生じるそれぞれの反応式を示して説明し
なさい。
問 ３．アミノ酸の一般式は R―CH
（NH２）
COOH で表され，官能基 R の違いにより様々な種類が
存在する。いま，アミノ酸のメチオニン
（C５H１１NO２S）
とセリン
（C３H７NO３）
がペプチド結合
したジぺプチドを１．
１g 計量し，蒸留水に溶かして総量を５００ml にした。このジペプチド
の水溶液の濃度は何 mM か計算しなさい。
問 ４．アミノ酸のアラニン CH３―CH
（NH２）
COOH が無水酢酸と反応してアセチル化される場合
の化学反応式を書きなさい。
問 ５．官能基 R が H のアミノ酸であるグリシンを溶かした酸性溶液
（pH ＝２．
０）
，塩基性溶液
（pH ＝１１．
０）
をそれぞれ用意した。これらの溶液に電流を流した場合，グリシンはどちらの
極に移動するかそれぞれ答えなさい。
― ７ ―
◇Ｍ１０
（３８２―６５）