先日こんな記事を書きました。
この記事を書いた時、個人的には、「これは受験生も読む可能性があるので、ネタバレはなるべく避けて…」みたいな考えがあり、
こう、絶妙になんとも言えないコメント群になってしまいました…。
面白さが伝えきれていないというか…だって解説したら答えになっちゃうんだもん……
でもよく考えたら解かない人もいるよね？
解かない人にとってはネタが伏せてあるだけ損だよね？
という指摘をいただき、確かに！となったので…（そりゃ皆が皆「全国大学入試問題正解」買わないですよね）
どうしても面白いやつだけネタバレ編を書いていこうと思います！！！
ただ、大学入試問題をそのまま貼り付けて解説していくことはできないので、どうしても簡略化したものになります。また、問題一つずつ提示するたびに答えというか、軽い解説も入れています。問題を純粋に解きたい場合は、目を進ませずに頑張って解いてから読み進めてください(?)
自分の説明力がかなり不足しているので、良さが伝わらない可能性は十分にあります。というか基本伝わらなさそう。子供がなんか必死に伝えようとしてる時あるじゃないですか、あんな感じっぽい…優しい目で見てほしいです。
前回の記事で紹介した良問の中でも、説明できそうにないものは外しました…
つまりかなり苦しい記事になっておりますが、ご了承くださいませ…
どうしても感動がほしい人は解いてください！！！
どうしても問題を解きたいor閲覧したい場合
「全国大学入試問題正解なんて買えないよー！でも解きたい!!」という場合は以下の方法をおすすめします。
・各大学のHPに掲載されているものをとってくる
例えば東京大学だと
というページに掲載されています！
・パスナビに登録する
パスナビは全国大学入試問題正解を基に問題と解答が掲載されているので良いと思います！ただし登録が必要です。
・東進の過去問データベースに登録する
こちらも登録が要りますが過去問を本当に古いものまで遡りたい場合はこちらのサイトがおすすめです。めっちゃ沢山情報があります。何よりパスナビより見やすく使いやすいです。
…ということで、これら3つの方法をオススメします！
個人的に良問だと思う問題の解説
大阪大学大問3
トランスジェニック動物に関する問題。
リード文ではまず、
・通常外来遺伝子を発現させるためには、転写調節配列とプロモーターを含めた領域＋発現させたい遺伝子＋ポリA付加シグナルをつなげた外来DNA断片を染色体に挿入する
・挿入するゲノム位置は制御できない
という旨の説明をされます。そして、
・マウスの毛色形質はメンデル遺伝に従い、黒毛[B]が優性で白毛[b]が劣性表現型である（対立遺伝子B>bとする）
・遺伝子型BBマウスを元手に、ロドプシン遺伝子のプロモーター領域+GFPの遺伝子+ポリA付加シグナルをつなげた外来DNA断片を用いてトランスジェニック動物を作成、挿入場所が異なる2種類のマウス系統（X, Y）が作出される
・X, Yをそれぞれ白毛マウスと交配させ、得られた黒毛・眼に蛍光あり個体をXの子はXの子と, Yの子はYの子と交配させた結果、出生比が下のようになる
X 黒毛・蛍光：黒毛・蛍光なし：白毛・蛍光：白毛・蛍光なし＝9:3:3:1
Y 黒毛・蛍光：黒毛・蛍光なし：白毛・蛍光：白毛・蛍光なし＝22:5:5:4
→ここで問1。下線部の個体についてXの子とYの子をかけ合わせたときの出生比を求めよという問題です。
まぁこれは簡単ですよね？そもそもの2系統XとYは、交配結果を見るに
Xは「毛の色を決める遺伝子が載っている染色体とは別の染色体上にDNA挿入が起こったもの」、
Yは「毛の色を決める遺伝子が載っている染色体と同じ染色体上にDNA挿入が起こったもの（不完全連鎖）」 だとわかります。
でも「ある掛け合わせによる子供の比から挿入DNAの位置を捉える」という設定は良いと思いませんか？すごくリアルですよね。実際にやる実験っぽい。ただ知識を聞くよりもよっぽど生きた知識の使い方をさせています。
問題は続きまして、次はプロモーター領域のないDNA断片（GFP遺伝子＋ポリA付加シグナル）を黒毛マウスに導入していきます。複数のトランスジェニックマウス系統が作られます。多くのマウスでは全身どの器官でも蛍光が認められないのですが、一部マウス系統には体全体や一部器官に蛍光が認められ、その蛍光パターンは系統ごとに違う。
問2ではその「DNAを挿入させた」という事実に対してなぜ結果がばらつくのかを問うています。皆さんはわかりますか？…これもリアルな実験の悩みというか、ありがちな話ですよね（プロモーター領域なしDNAを入れていくか？という疑問はあるが…）
最後に、プロモーター領域なしDNA断片を導入して作出したトランスジェニックマウスの系統から、脳に蛍光を持ち黒毛のマウスZを一系統選び出します。これを白毛のマウスと交配させ、得られた黒毛・蛍光マウス同士で交配させると、次の分離比になる。
黒毛・蛍光：黒毛・蛍光なし：白毛・蛍光：白毛・蛍光なし＝6:2:3:1
で、最後の問題（問3）は、「黒毛・蛍光マウスを、マウスZの子孫の白毛・蛍光マウスと交配したときの分離比を求めよ」という流れです。
そもそも6:2:3:1という比、これがかなりヘンテコなわけで、素直に遺伝学をやっているような子にはあまりピンとこないわけです。こんなパターンできなくない？ってなる。
でも「致死遺伝子」の知識や、「ヘンテコな遺伝子が２つ揃った時にその遺伝子の機能がなくなるせいで死ぬ可能性がある」というイメージがあれば、この分離比はスッと飲み込め、なんなら「脳にGFP」の時点でヤバそう…という直感にも繋がってくるわけです。とても巧妙な流れです。
【推しポイント】
- 遺伝学の知識を聞きたいだけだが、それをトランスジェニックマウス作出というリアルな実験場面と結びつけているのが良い
- トランスジェニックマウス作出という作業が「外来DNA断片の挿入位置がわからない」という不確定要素を持つが、それを逆手にとった作問がよい
- 問題のつなぎ方が綺麗で、最後まで違和感なく進んでいける。飛躍がない
- 素直ないい子…つまり表面上で遺伝学を文字だけ見てやるパズル的処理をする人ではなく、結果や処理の背景でまさに「遺伝子が動いている」というイメージを持っている人を篩にかけられる点がよい
北海道大学前期大問１
問題は、理学部6号館付近の小麦研究記念碑の話から始まります（記念碑の画像も掲載されています）。
そして、
・北海道大学農場ではかつて多くの系統の小麦が栽培されていた
・坂村博士が小麦の正しい染色体数を同定した
・木原博士が小麦の種間雑種の細胞学的研究を進め、ゲノムの概念の提唱と、ゲノム解析によるパンコムギの3つの祖先種の解明をした
と続きます。更に
・コムギ研究とゲノムの知見をもとに種なしスイカ作出方法が考案され、3倍体不稔を利用している
・種なし果実は植物ホルモン処理もある
・3倍体育成方法として、2倍体植物体で3倍性を示す部位を組織培養する方法もある
と説明されます。
この時点で「へ～そうなんだ～」と学びになる歴史満載のリード文です。
問1はゲノム分析について、アブラナ属植物でも研究が進み、アブラナ属も種間交雑で成立したことから、これらアブラナ属の体細胞の染色体数とゲノム構成を特定するという問題です。例えばBrassica oleraceaの体細胞の染色体数とゲノム構成を答えるようになっていますが、そのヒントとして
・Brassica oleraceaとBrassica nigraの種間交雑で成立したのがBrassica carinataであること
・Brassica nigraは2n=16、ゲノム構成はBB
・Brassica carinataは2n=34、ゲノム構成はBBCC
というものが与えられています。こんな感じでヒントを参考に体細胞の染色体数とゲノム構成を答えていくと、与えられたアブラナ属の図？が完成するようになっています。ちょっと感動します。
問2では純粋な種なしスイカの作出方法を穴埋め式で解答するものです。コルヒチン処理が紡錘体形成阻害をするのでこれを2倍体成長点に作用させると（ ）になり…なんて感じで進みます。まぁこれは普通ですね。授業でも習います。
問3では3倍体が不稔になる理由を記述します。
問4では植物ホルモンによる種なしブドウ作出について、どのホルモンを使うか、また開花前と開花後の処理がどういう意味を持つのかを問われます。
問5では2倍体被子植物の生活環において3倍性を示す部位名称を答えよ と言われ…ここでなるほど、胚乳から3倍体作出ができるのか！という気持ちになります。自分の知識が発展する感じが楽しいですね。
問6では2倍体植物と3倍体植物をもとに5倍体植物を作出する方法を述べろと求められます。今までの流れをちゃんと覚えていればどうってことない問題です。でも知識を活用できるのはやはり楽しいですよね。
【推しポイント】
- 知識問題をそこそこ入れてあげる辺りの優しさが垣間見える
- しかしその知識問題をちゃんと答えていくと流れができるようになっている
- コムギゲノムから3倍体不稔までの発展性、流れが良い（通常だとどちらか一方しか題材に使われない）
- 学びのあるリード文がよい
- ただ知識を脊髄反射的に答えさせる問題ばかりではなく、それを新たな場所に結びつけたり、知識を活用して今まで見たことがないものを生み出させよう（答えを作らせよう）という姿勢が良い
同志社大学大問2
TRPV1に関する問題。
リード文は温度の話から入ります。日本って季節で温度違うよね～、温度の感覚ってどう生まれるんだろうね～、と言って、温度受容体の一つがTRPV1ですよと。
で、
・TRPV1は特定温度以上の熱で活性化する
・TRPV1はカプサイシンも感知する
・TRPV1は熱やカプサイシンの刺激を感知すると細胞内にNa+やCa2+が流入することで脱分極が生じ、その刺激が電気信号として神経細胞を伝わる＝「辛い」も「熱い」も同じ仕組みである（英語ではどちらも「hot」ということにも触れている）
・TRPV1は「痛み」感知にも関与する
と説明されます。
問1～4はごく普通の知識問題です。まぁ聞けること沢山あるし…
問5は、「熱いカレーライスは辛いが冷たいカレーライスはそれほどでもない。なぜかをリード文中のTRPV1性質を考慮しつつ論ぜよ」というものです。TRPV1が熱でも辛さでも脱分極するせいなのですが、日常生活の謎が新たな知識で解けるのは楽しいですね！（大半の人は知っているのであまり真新しくもないかもしれませんが…）
問6は味覚に関連したミラクルフルーツの問題です。ミラクルフルーツの説明文が最初にあります。
・ミラクルフルーツに含まれるミラクリンが味細胞の甘味受容体に結合すること
・周囲が酸性だと甘味受容体がより強く反応し、受容体に結合するタンパク質がGDP結合型からGTP結合型になること
が書かれています。ミラクルフルーツについて知っている人は割といるけれど、Gタンパク質共役型受容体としての機能にまで触れて知っている人は少ないのでは？
で、問6の締めは「トムヤムクンは強い酸味と辛さが特徴だが、ミラクルフルーツを食べたあとでトムヤムクンを食べるとどう感じるか？」と来ます。
物凄く学術的なわけではないし「知識を活かして～」というほど高尚な問題なわけではないのですが、単純に面白いですよね。ただ知識を吐き出させるよりはよっぽど良いひねり方だと個人的には思います。ミラクルフルーツとトムヤムクンを食べるかどうかは別として…
問7では「痛み」とTRPV1ということで、プロスタグランジンが放出されるとTRPV1が脱分極することが説明された上で、プロスタグランジン放出前と放出後で各温度におけるTRPV1による活動電位の発生の有無を調査した結果が掲載されています。その結果を読み解きながら、プロスタグランジン放出前と放出後では痛みの感じ方がどう変化するか、そして炎症部の痛みを和らげるにはどうすればよいか、という問に繋がっていきます。グラフなどの読み取り能力と知識の活用の組み合わせですね。
結果を見れば、プロスタグランジン放出前よりも放出後の方がTRPV1の閾値が低くなっている（前は42℃以上の温度でしか活動電位が生じないのに、後では33℃以上の温度ならば生じるようになっている）ことが明らかにわかり、プロスタグランジン放出によってTRPV1の活性化が容易に起こりやすくなることが読み取れます。TRPV1が活性化すれば痛いわけですから、この閾値よりも炎症部の温度を下げればTRPV1の活性化すなわち痛みが発生しなくなるわけです。
【推しポイント】
- 新しい題材を分かりやすく提供しているのがGood
- 知識を活かすことで日常生活の謎が解ける感じが良い
- 流れも綺麗で無理がない
同志社大学大問3
大問3は低酸素応答を題材とし、ノーベル賞を確実に反映した内容になっています。
リード文の最初に「低酸素ストレス」と出てくる時点でワクワクしますね笑
・低酸素応答では特定の遺伝子発現誘導が生じ、細胞の代謝反応を解糖系中心とし、赤血球を増やす
ということを述べた上で、問1は普通の遺伝子発現調節についての知識問題です。ヒストン、ヌクレオソーム、クロマチン繊維、プロモーター、RNAポリメラーゼ、基本転写因子…これらの語群をまとめて穴埋め形式で問う問題を、今年度は3つ見ました。もう常套手段という感じです。
文章は続き、通常酸素濃度と低酸素濃度における低酸素応答遺伝子の発現メカニズムの図示と説明に入ります。
・細胞が低酸素ストレスにさらされると遺伝子Hから発現誘導されたタンパク質Hが低酸素ストレス応答遺伝子発現を誘導する
・通常酸素濃度では細胞内の酸素センサーにより酸素濃度が感知され、遺伝子Hからタンパク質Hを発現させる一連過程のいずれかに作用することでタンパク質Hを減少＝低酸素ストレス応答遺伝子の発現は抑制される
という説明の後、通常酸素濃度においてタンパク質H量を減少させるメカニズムを追求するための実験1として、低酸素or通常酸素に暴露された細胞からRNAと全タンパク質を抽出、通常酸素濃度下での発現量を1として遺伝子HのmRNAとタンパク質H量を測定し、そのグラフが提示されます。問2①はそのグラフを見て、通常酸素濃度におけるタンパク質H量減少メカニズムとして考え得るものを選択肢の中から全て選ぶというものです。
グラフを見るとmRNA量は低酸素・通常酸素濃度どちらでも同じく発現量は1となっているのに対し、タンパク質Hは低酸素では25になっています。「タンパク質Hの発現を抑える」ルートはいくらでも存在しますが、遺伝子Hからの転写の抑制や、mRNA分解は生じていないことが分かります。普通に考えれば、mRNAからの翻訳阻害か、タンパク質Hを分解しているかあたりが落とし所でしょう。
そう来ると今度はその可能性を絞りたくなってくるわけで、問題もその欲求通りに進みます。皆さんならどう実験しますかね？
実験2では、低酸素濃度で培養している細胞に放射性同位体元素で標識されたアミノ酸を添加するという方法をとります。すると添加している間に生じるタンパク質合成は、放射性同位体元素標識されたアミノ酸を使って行われ、添加中に生じたタンパク質には放射性同位体が含まれる状態になります。
この状態を保って4時間後、低酸素状態を維持しながら培養液から放射性同位体元素を除去し、細胞を通常酸素濃度と低酸素濃度の2つの条件で培養継続していきます。0,5,10,30分後に細胞を回収して、全タンパク質とってきて、放射性同位体元素標識されたタンパク質Hの量の変動をグラフにまとめます（縦軸は「低酸素濃度下4時間で翻訳されたタンパク質Hの量に対する割合(%)」）。そのグラフを見れば、「通常酸素濃度の時にタンパク質H量が少ない理由」がタンパク質Hの分解によるものかどうかが絞れるわけですね。問2②はグラフを見て、通常酸素濃度におけるタンパク質H量減少メカニズムの候補を絞るというものです。
もし通常酸素濃度でも放射性同位体標識されたHが維持され続けるならば、それはタンパク質Hが新規合成されてこないせいで少なくなると考えられるし、逆に放射性同位体標識されたHが減っていくならば…しかもそのスピードが低酸素と比べて速いならば、積極的な分解が起こっていると判断できます。今回のグラフでは後者であることが読み取れます。問2③はこのような仕組み…つまりタンパク質を取り敢えず作るんだけど酸素濃度に応答して分解速度を変えさせるという仕組みがどんな生理的意義があるのかを考えさせます。
問3では低酸素濃度下での異化反応に注目し、タンパク質Hはある遺伝子発現を活性化させることで解糖系最終産物ピルビン酸からアセチルCoAへの変換を阻害すること、それによって酸素を使わずにATP産生（@解糖系）が可能になることを、提示された文章を穴埋めさせることで導きます。
問4はエリスロポエチン分泌促進による赤血球増加に絡めた計算問題（とはいえこれは普通の赤血球が運べる酸素量に絡めた計算です）、
問5はタンパク質H制御メカニズムに関するタンパク質Vの遺伝子変異で通常濃度下でも低酸素ストレス応答が恒常的に起こるという説明からの遺伝子Vとvに関するハーディー・ワインベルグの法則の計算です。vホモが62,500匹中1匹の割合で生まれる集団でのVとvの遺伝子頻度比を答えさせ、ヘテロ体マウス出現率を計算させます。まぁこれも普通ですね。
【推しポイント】
- ノーベル賞にちゃんと興味を持っている生徒なら正直すらすら答えられちゃう＆自分が知っている点で嬉しくなる作り。普段の意識の張り方を問う題材は良い
- ノーベル賞のことを知らなくてもちゃんと丁寧な説明があるので理解可能。解ける、発展性がある、楽しい題材になっている。
- 実験をして一発で可能性が絞れないという点を反映するのは良い。そしてそれを詰める方法を提示するように進んでいくのがGood。生徒が今後研究する時にもアイデアとして役立つのではないか。
- 少々苦しさはあるものの、低酸素応答という題材は今回の問いでもあるように遺伝子発現調節から始まってシグナル伝達、代謝、血液、遺伝子頻度など色んな所に繋がる素晴らしいテーマである。それをフル活用して横に広い知識や発想を問い、繋げるのは作問として素晴らしい。
まだ良問はあります！が、一旦止めます！
ということで、何問かまず手につきそうなものから解説してみましたが、楽しさや良さが欠片でも伝わったでしょうか…？？？？？
本当は全部の解説したい問題について書いてから記事を完了させたかったのですが、もしかして全然伝わらなかったらどうしようとか不安になり始めたのでここで一旦切って、様子見て続きを書こうと思います…（大本命で楽しいお茶の水や東京大学にまだ一切触れられていないので、続きを書くならその2つは必ず取り上げたい！！！）
現役バリバリの教員なのに説明力ないという致命的なやつ…（つらい）
そもそも記事も問題と答えを織り交ぜながら書いてしまったけど、本当は問題全部書いてから解説という風に分離させた方が良かったか？とか思ったり…体裁から何から何までなんか悩んでばかりです。ご意見等あればコメントよろしくお願いいたします…！
