問題：DNAの塩基配列が遺伝情報になる理由を説明しなさい。

解答例：塩基の並び順がアミノ酸配列を指定し、タンパク質の性質を決めるため。

解説：遺伝情報はタンパク質合成を通して形質として現れます。

問題：遺伝子とは何か説明しなさい。

解答例：特定のタンパク質または機能性RNAの情報をもつDNA上の領域。

解説：遺伝子はDNA全体の一部で、生命活動に必要な産物の情報を含みます。

問題：ゲノムとは何か答えなさい。

解答例：生物がもつ遺伝情報全体。

解説：染色体上の遺伝子だけでなく、遺伝子以外のDNA領域も含めた全体を指します。

問題：転写とは何か説明しなさい。

解答例：DNAの塩基配列を鋳型にしてRNAを合成する過程。

解説：真核生物では主に核内で行われ、mRNAがつくられます。

問題：翻訳とは何か説明しなさい。

解答例：mRNAの塩基配列に従ってアミノ酸を並べ、タンパク質を合成する過程。

解説：リボソームでtRNAがアミノ酸を運び、コドンに対応して結合します。

問題：コドンとは何か答えなさい。

解答例：mRNA上の連続する3つの塩基の組。

解説：1つのコドンが1種類のアミノ酸または翻訳開始・終止を指定します。

問題：tRNAの役割を説明しなさい。

解答例：特定のアミノ酸をリボソームへ運び、アンチコドンでmRNAのコドンと対応する。

解説：翻訳では塩基配列とアミノ酸配列を結びつける分子です。

問題：突然変異とは何か説明しなさい。

解答例：DNAの塩基配列に変化が起こること。

解説：置換、挿入、欠失などがあり、タンパク質や形質に影響する場合があります。

問題：減数分裂の目的を説明しなさい。

解答例：染色体数を半減した配偶子をつくること。

解説：受精で染色体数がもとに戻るため、世代をこえて染色体数が保たれます。

問題：相同染色体とは何か説明しなさい。

解答例：父母から1本ずつ受け継いだ、同じ種類の遺伝子をもつ一対の染色体。

解説：同じ位置に同じ形質に関わる遺伝子がありますが、対立遺伝子は異なる場合があります。

問題：メンデルの分離の法則を説明しなさい。

解答例：対立遺伝子は配偶子形成時に分かれ、各配偶子にはどちらか一方だけが入る。

解説：減数分裂で相同染色体が分離することが細胞学的な根拠です。

問題：独立の法則が成り立ちやすい条件を説明しなさい。

解答例：異なる染色体上にある遺伝子どうしでは、配偶子へ独立に分配されやすい。

解説：同じ染色体上で近い遺伝子は連鎖し、独立に分配されにくくなります。

問題：連鎖とは何か説明しなさい。

解答例：同じ染色体上にある遺伝子が、まとまって遺伝しやすい現象。

解説：距離が近い遺伝子ほど組換えが起こりにくく、連鎖が強くなります。

問題：組換え価が遺伝子間距離の推定に使える理由を説明しなさい。

解答例：遺伝子間の距離が遠いほど乗換えが起こりやすく、組換え型の割合が増えるため。

解説：組換え価1％を1センチモルガンとして地図距離の目安にします。

問題：半保存的複製とは何か説明しなさい。

解答例：複製後のDNA二重鎖が、親鎖1本と新しく合成された鎖1本からなる複製様式。

解説：相補的塩基対により、親鎖を鋳型として新鎖が合成されます。

問題：DNAポリメラーゼの主なはたらきを説明しなさい。

解答例：鋳型鎖に相補的なヌクレオチドをつなげ、新しいDNA鎖を合成する。

解説：DNAポリメラーゼは5'から3'方向へ新鎖を伸長します。

問題：ラギング鎖が不連続に合成される理由を説明しなさい。

解答例：DNAポリメラーゼは新鎖を5'から3'方向にしか伸ばせず、複製フォークの進行方向と逆向きになるため。

解説：短い岡崎フラグメントが合成され、後で連結されます。

問題：スプライシングとは何か説明しなさい。

解答例：前駆体mRNAからイントロンを除き、エキソンをつなぐ過程。

解説：真核生物では転写後修飾によって成熟mRNAがつくられます。

問題：選択的スプライシングの意義を説明しなさい。

解答例：1つの遺伝子から複数種類のmRNAやタンパク質をつくれる。

解説：限られた遺伝子数でも多様なタンパク質を生み出せます。

問題：遺伝暗号がほぼ普遍的であることの意義を説明しなさい。

解答例：多くの生物で同じコドンが同じアミノ酸を指定するため、共通祖先や遺伝子組換え技術の根拠になる。

解説：細菌にヒト遺伝子を導入してタンパク質をつくらせられる理由の一つです。

問題：サイレント変異が形質に影響しないことがある理由を説明しなさい。

解答例：塩基が変化しても同じアミノ酸を指定するコドンになる場合があるため。

解説：遺伝暗号には縮重があり、複数のコドンが同じアミノ酸を指定します。

問題：ミスセンス変異がタンパク質機能を変える理由を説明しなさい。

解答例：別のアミノ酸に置き換わり、タンパク質の立体構造や活性部位が変わることがあるため。

解説：変化する位置やアミノ酸の性質によって影響の大きさは異なります。

問題：ナンセンス変異が大きな影響を及ぼしやすい理由を説明しなさい。

解答例：途中で終止コドンが生じ、短いタンパク質しか合成されないため。

解説：機能に必要な領域が欠けると、タンパク質が働けなくなることがあります。

問題：フレームシフト変異が深刻になりやすい理由を説明しなさい。

解答例：塩基の挿入や欠失で読み枠がずれ、以後のアミノ酸配列が大きく変化するため。

解説：3の倍数でない挿入・欠失ではコドンの区切りが変わります。

問題：PCRでDNAを増幅できる原理を説明しなさい。

解答例：目的配列を挟むプライマーを使い、変性・アニーリング・伸長を繰り返してDNAを指数関数的に増やす。

解説：耐熱性DNAポリメラーゼにより高温サイクルでも反応を続けられます。

問題：電気泳動でDNA断片を長さごとに分離できる理由を説明しなさい。

解答例：DNAは負に帯電しており、短い断片ほどゲル中を速く移動するため。

解説：電場をかけるとDNAは陽極側へ移動します。

問題：制限酵素の役割を説明しなさい。

解答例：特定の塩基配列を認識してDNAを切断する。

解説：遺伝子組換えでは目的遺伝子とベクターを切るために利用されます。

問題：プラスミドが遺伝子組換えでベクターとして使われる理由を説明しなさい。

解答例：細菌内で複製でき、目的遺伝子を組み込んで細胞へ運べるため。

解説：薬剤耐性遺伝子などを目印に、導入された細胞を選別できます。

問題：形質転換とは何か説明しなさい。

解答例：外来DNAを細胞が取り込み、新しい形質を示すようになること。

解説：大腸菌にプラスミドを導入する操作などが該当します。

問題：遺伝子発現の調節が細胞分化に必要な理由を説明しなさい。

解答例：同じゲノムをもつ細胞でも、発現する遺伝子の組み合わせを変えることで異なる機能をもつ細胞になるため。

解説：神経細胞や筋細胞は同じ個体由来でも働く遺伝子が異なります。

問題：オペロン説でリプレッサーが果たす役割を説明しなさい。

解答例：オペレーターに結合してRNAポリメラーゼの進行を妨げ、構造遺伝子の転写を抑える。

解説：ラクトースオペロンでは誘導物質があると抑制が解除されます。

問題：エピジェネティックな調節とは何か説明しなさい。

解答例：DNA配列を変えずに、DNAメチル化やヒストン修飾などで遺伝子発現を変える調節。

解説：細胞分化や発生過程で重要な役割をもちます。

問題：X染色体不活性化が雌の細胞で起こる意義を説明しなさい。

解答例：雌ではX染色体が2本あるため、一方を不活性化してX連鎖遺伝子の発現量を雄と近づける。

解説：遺伝子量補償の仕組みの一つです。

問題：母性効果遺伝子が初期発生に影響する理由を説明しなさい。

解答例：母親由来のmRNAやタンパク質が卵内に蓄えられ、受精直後の発生を制御するため。

解説：胚自身の遺伝子発現が本格化する前に働く情報です。

問題：ホメオティック遺伝子の異常で体の一部が別の構造になる理由を説明しなさい。

解答例：体の部位を決める遺伝子の発現場所や働きが変わり、細胞の分化方向が変わるため。

解説：ショウジョウバエの脚が触角の位置に形成される例が知られています。

問題：遺伝子頻度と遺伝子型頻度の違いを説明しなさい。

解答例：遺伝子頻度は集団中の対立遺伝子の割合、遺伝子型頻度はAAやAaなど個体の型の割合。

解説：集団遺伝では、対立遺伝子の割合変化が進化の指標になります。

問題：ハーディ・ワインベルグ平衡が成立する条件を説明しなさい。

解答例：十分大きな集団で、突然変異、自然選択、移入・移出、任意でない交配がないこと。

解説：条件が満たされると、対立遺伝子頻度と遺伝子型頻度は世代をこえて一定になります。

問題：遺伝的浮動が小集団で強く働く理由を説明しなさい。

解答例：偶然による対立遺伝子頻度の変動が、個体数の少ない集団ほど大きく反映されるため。

解説：びん首効果や創始者効果は遺伝的浮動の代表例です。

問題：近親交配が有害な劣性形質を表れやすくする理由を説明しなさい。

解答例：共通祖先由来の同じ劣性対立遺伝子を両親から受け継ぎ、ホモ接合になりやすいため。

解説：ヘテロ接合では隠れていた劣性形質が現れる確率が上がります。

問題：ゲノム編集でCRISPR-Cas9が標的配列を切断できる理由を説明しなさい。

解答例：ガイドRNAが相補的なDNA配列へCas9を導き、Cas9がその位置のDNA二本鎖を切断するため。

解説：切断後の修復過程を利用して、遺伝子を壊したり置換したりできます。