<講義>
上記の内容、[調べよう]の(1)〜(4))、特に(4)を理解してもらうために、具体例で説明してみましょう。
例の題材は、中学の時に学習したエンドウの「丸」と「しわ」です。
この話はあくまで例なので、この流れを覚える必要はありません。
エンドウの豆は種子です。内部に種子の発芽に必要な栄養分をたくさん蓄えています。デンプンもその栄養分のうちの一つです。
豆が作られるときには、親が光合成をして作られた糖分が師管を通して送られてきます。
豆の栄養分を蓄える細胞が、糖を取り込んで蓄えていきますが、ここで問題が生じます。
糖をたくさん蓄えると、細胞内に周囲の水分が入り込んできて細胞が膨らんでしまいます(どうしてなのか知りたい人はコチラ)。
そうならないように栄養分を蓄える細胞は、糖を取り込んだ後、速やかにデンプンに変えていきます。
糖ではなく、デンプンとして蓄えると、細胞が膨らむのを防ぐことができます(どうしてなのか知りたい人はコチラ)。
糖をつなげてデンプンを合成するのは、化学反応です。そして細胞内で、化学反応を起こすものは酵素です。
このデンプン合成を行う酵素をここでは、「デンプン合成酵素」と呼んでおきましょう。
また、他にも酵素が働いています。「枝分かれ酵素」です。この酵素が今回の話の主人公です。
この酵素はデンプンに枝分かれを作って、次々と送られてくる糖を効率よくデンプン合成を行えるようにします。
つまり、枝分かれ酵素があると、デンプン合成がスピードアップするということです。
ここで、主人公である枝分かれ酵素と遺伝子の関係を考えてみましょう。
中学校で学習したのは、「丸」の遺伝子がA、「しわ」の遺伝子がaということでした。
生物基礎で学習したのは、遺伝子はDNAの塩基配列([調べよう](1)(2))で、遺伝子の情報をもとに作られるのはタンパク質で([調べよう](3))
このタンパク質は酵素として化学反応を起こす([調べよう](4))でした。
中学校で習った「丸」の遺伝子のAというのは、「枝分かれ酵素」を作る塩基配列のことです。
また、「しわ」の遺伝子のaというのは、突然変異で「枝分かれ酵素」を作る塩基配列が壊れたものです。
つまり、「しわ」の遺伝子のaは「枝分かれ酵素」を作れません。
遺伝子型がAAの場合は、「枝分かれ酵素」が作れます。
この場合は、効率よくデンプンを合成できるので、細胞は吸水せずに膨らみません。
豆が成熟するときには水分を失って乾燥するのですが、特に問題なく成熟して普通の形である「丸」になります。
遺伝子型がaaの場合は、「枝分かれ酵素」が作れません。
デンプン合成酵素は働いているものの、効率が悪く多くの糖が残ってしまいます。
すると、細胞が吸水して膨らみます。
膨らんだ後に、成熟乾燥するので、しわになってしまいます。
[考えよう]<講義>の内容を短くまとめなさい。
(正解はない。後から読んで自分でわかるようにまとめてみなさい。)
[考えよう]<講義>の内容を参考に次の問いに答えなさい。
(1) エンドウの種子の形など、生物の特徴を直接決定する物質は何か。
(2) エンドウの種子の形などの生物の特徴の情報を持ち、次世代に受け渡される物質は何か。
(3) (1)と(2)の物質はどのような関係にあるか([調べよう](3))。
[考えよう] <講義>にあるように、遺伝子型AAは「丸」に、遺伝子型aaは「しわ」になる。では、遺伝子型Aaではどうして「丸」になるのか、<講義>をふまえて説明せよ。
ヒント:遺伝子型Aaの細胞は、「枝分かれ酵素」を作れる?
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