微生物の増殖に関する次の記述の ㋐、㋑、㋒ に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。

「微生物の増殖速度を表す世代時間は、増殖曲線における ㋐ 期で測定される。例えば、一般的な 2 分裂をする微生物の場合、増殖曲線における ㋐ 期において、 2 個の微生物が 5 時間後に ㋑ 個になった時の世代時間は 50 分である。また、 ㋐ 期の状態を維持しながら培養する方法として連続培養法がある。この方法には、培養槽内の培養液の ㋒ を測定して、培養液の注入速度を調整する方法がある。」

㋐　㋑　㋒
1．対数増殖　2⁶　pH
2．対数増殖　2⁷　pH
3．対数増殖　2⁷　濁　度
4．定　常　　2⁶　濁　度
5．定　常　　2⁷　pH

　解 説　　　　　

㋐ ですが
「世代時間」とは、細菌の分裂増殖において、一分裂に必要とされる時間のことです。この時間を測るためには、細菌が増えている時期で測定が必要です。従って、㋐ は「対数増殖期」です。

㋑ ですが
5 時間 = 300 分です。世代時間が 50 分であれば、6 回分裂しています。１回で 2 倍になるので、初めが 2 個なら、2⁷ になっています。

㋒ ですが
細菌が増殖すると、培養液が濁っていきます。濁度を測定しつつ、注入速度を調整します。

以上より、正解は 3 です。

微生物を利用した飲食品に関する記述㋐〜㋓のうち妥当なもののみを挙げているのはどれか。

㋐　Botrytis cinerea は灰色カビ病の原因菌であるが、ブドウの果皮にこの菌が繁殖してできた貴腐ブドウを使用して貴腐ワインが造られる。

㋑　琉球泡盛のもろみは、リンゴ酸生成能の高い黒麹菌を用いることによって、もろみが酸性に保たれるため、汚染微生物の繁殖が防止される。

㋒　食酢製造では、酢酸菌による好気的発酵が行われ、その中でも静置発酵法では発酵液表面に酢酸菌による菌膜が形成される。

㋓　醤油製造に用いられる麹菌は、原料の大豆からうまみ成分を作り風味を高めるため、リパーゼ活性が高い菌株が使用される。

1．㋐、㋑
2．㋐、㋒
3．㋑、㋒
4．㋑、㋓
5．㋒、㋓

　解 説　　　　　

㋐ は妥当な記述です。
ボトリティス・シネレアによる病気は灰色かび病と呼ばれます。これが白ワイン品種用のブドウに感染することで、糖度の高まり、芳香などが生まれるのが「貴腐」という現象です。

㋑ ですが
黒麹菌が高い生成能を有するのは「クエン酸」です。リンゴ酸ではありません。よって、㋑ は誤りです。

㋒ は妥当な記述です。

㋓ ですが
「リパーゼ」ではなく「プロテアーゼ」です。原料の大豆から、旨味成分であるグルタミン酸やペプチドを作り風味を高めるため、タンパク質分解酵素であるプロテアーゼ活性が高い菌株が用いられます。よって、㋓ は誤りです。

以上より、正解は 2 です。

水質浄化に関する次の記述の㋐〜㋓に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。

「人間が使用した排水中には有機物や窒素分などが含まれており、その浄化には微生物が利用されている。有機物を除去する一般的な浄化方法として、 ㋐性微生物による㋑分解を利用する活性汚泥法がある。また、微生物を利用した窒素分の一般的な除去方法については、㋒である硝化細菌によりアンモニア等の窒素分を分解する硝化工程と分解されたものを脱窒細菌により窒素ガスに変換する脱窒工程の2 段階で行われる。なお、脱窒工程の反応においては㋓を必要とする。」

　解 説　　　　　

㋐、㋑ ですが
活性汚泥法とは、下水や汚水に活性汚泥を加え、空気を注入しながら好気性微生物による生物学的浄化を行う処理法です。㋐ は「好気」、㋑ は「酸化」です。

㋒ ですが
硝化細菌は、独立栄養菌です。

㋓ ですが
必要とするのは「有機炭素」です。炭素源としてメタノールなどが用いられます。

以上より，正解は 1 です。

遠心機を用いて、ラット肝臓から細胞小器官ごとに分離する過程に関する次の記述の ㋐、㋑、㋒ に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。

「ラット肝臓を 0.25 M ショ糖を含む溶液中でホモジナイザーを用いてすりつぶして得た懸濁液を、図に示すように遠心分離し、それぞれの沈殿を各細胞画分として回収した。

このとき、 2 回目の遠心で沈殿する画分（P2）に主に含まれるのは ㋐ である。

使用したアングルローターの平均回転半径が 10 cm、最大回転半径が 15 cm の場合、このローターでの105、000 × g に相当する回転数は約 ㋑ rpm となる（次頁の換算表を使用すること）。

沈殿に必要な遠心時間や速度は沈降係数 s を用いて計算でき、沈降係数 s は粒子や溶媒により変化する。沈降係数 s の値が 2 倍になると、同じ遠心力で対象の粒子を沈殿させる時間は ㋒ となる。」

　解 説　　　　　

㋐ ですが
P1 が核画分、P2 はミトコンドリア画分です。正解は 3 ~ 5 です。

㋑ ですが
左端の R の「15」と、真ん中の「100000」を結ぶと 25000 と読み取れます。

㋒ ですが
沈降時間は、沈降係数に反比例します。㋒は「1/2」です。

以上より、正解は 3 です。
類題 97-44

遺伝子工学実験で用いられる酵素に関する次の記述の ㋐、㋑、㋒ に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。

・ベクター自身のセルフライゲーションを防ぐため、制限酵素で切断した二本鎖 DNA の㋐末端のリン酸基をアルカリ性ホスファターゼにより除去する。

・制限酵素を用いて 10 kbp DNA の切断を行う際、AluⅠ（認識配列が4 塩基）を使用したときの平均的 DNA 断片数は、HindⅢ（認識配列が 6 塩基）を使用したときの約 ㋑ 倍となる。

・長さの異なる DNA と RNA を混ぜて DNAーRNA ヘテロ二本鎖を形成させた後、相補的なDNAーRNA 二重鎖形成部分の RNA だけを特異的に分解するには ㋒ を用いる。

㋐　㋑　㋒
1． 3’　8　  リボヌクレアーゼ A
2． 3’　16　リボヌクレアーゼ H
3． 5’　8　  リボヌクレアーゼ A
4． 5’　16　リボヌクレアーゼ H
5． 5’　16　リボヌクレアーゼ A

　解 説　　　　　

㋐ ですが
制限酵素で切断した DNA の「5’」末端にあるリン酸基を除去します。正解は 3 ~ 5 です。

㋑ ですが
10k つまり 10000 文字並んでいて、１つの文字として 4 種類（A,T,G,C) が用いられる文字列を考えます。適当な連続する 4 文字を見て、それが AluⅠの認識配列と一致する確率は 1/4⁴ です。一方、認識配列が 6 文字になると、一致確率は 1/4⁶ となります。従って、AluⅠの方が 16 倍切断されやすく、平均的断片数も 16 倍になると考えられます。

㋒ ですが
リボヌクレアーゼ（RNase）「A」 は、一本鎖 RNA 配列特異的です。ハイブリッド二重鎖の RNA 特異的分解酵素は RNase「H」です。

以上より、正解は 4 です。

培養細胞を用いた実験に関する記述㋐〜㋓のうち妥当なもののみを全て挙げているのはどれか。

㋐　5 ％ 二酸化炭素存在下での細胞培養では、pH の制御を目的としてピルビン酸ナトリウムを培地に添加する。

㋑　細胞増殖の測定に用いられる MTT アッセイでは、生細胞のミトコンドリア内加水分解酵素によって代謝される MTT の色の変化を測定する。

㋒　細胞誤認や細胞の同一性は、PCR 法を用いて複数箇所のマイクロサテライト多型を解析することにより確認できる。

㋓　S 期を進行している細胞を標識するには、複製されるDNA に取り込まれるブロモデオキシウリジンを用いる。

1．㋐、㋑、㋓
2．㋐、㋒
3．㋑、㋒、㋓
4．㋑、㋓
5．㋒、㋓

　解 説　　　　　

㋐ ですが
pH 制御のため、重炭酸系バッファーを用います。ピルビン酸ナトリウムではありません。また、pH 変化が目視できるよう、フェノールレッドが添加されることが一般的です。よって、㋐ は誤りです。

㋑ ですが
細胞の「還元」酵素によって、黄色の MTT が紫色のホルマザンに変換されます。「加水分解」ではありません。よって、㋑ は誤りです。

㋒、㋓ は妥当な記述です。

以上より、正解は 5 です。