問題一覧
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1. 野生動物の数のコントロール方法について自分の意見を書きなさい
野生動物の数を生殖学的に制御する方法を3つあげる。 1つ目は不妊手術である。野生動物に対して不妊手術を行うことで、繁殖能力を低下させることができる。これにより、個体数の増加を抑制することができる。 2つ目は遺伝子組み換えである。 遺伝子工学の手法を用いて、野生動物の繁殖に関与する遺伝子を修正することができ、生殖能力を変化させ、個体数の調整が可能となる。 3つ目は、生殖制御剤である。 生殖制御剤を使用することで、野生動物の繁殖を制御することができる。例えば、野生動物に経口摂取可能な避妊薬を与えることで、繁殖能力を抑制することができる。 ただし、これらの方法は個々の野生動物の種や環境によって効果が異なる場合があるため、野生動物の数を管理する際には、適切な方法を選択することが重要である。
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2. ステロイドホルモンを3つ上げ 基本骨格を説明しなさい
ステロイドホルモンは、A環からD環までの基本骨格を有し、全体の炭素数と側鎖の官能基の種類によって分類される。炭素数21のプロジェスチン、炭素数19のアンドロゲン、炭素数18のエストロゲンの3種類がある。いずれも複数の異性体が存在し、性腺からは、主にプロジェステロン、テストステロン、エストラジオールが分泌されている。
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3. 人工授精・受精卵移植・核移植 で重要な仕事をされた先人の名前を一人あげて説明してください
アーネスト・ジョン・クリストファー・ポルジ博士は、グリセロールを添加した保存液を加えた牛精液を-79℃の低温で凍結させ精子を保存する方法を発見し、人工授精における精液の凍結保存法を確立させた偉大な学者である。
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4. 雌雄産み分けの方法を説明しましょう
オスの染色体はXYであり、メスはXXである。 X染色体とY染色体の精子のDNA量は異なり、X染色体を持つ精子の方がDNA量がやや多いことを利用し、凍結保存する際に精子を分別させる。メスを産みたい場合はX染色体をもつ精子を、オスを産みたい場合はY染色体をもつ精子利用して産み分ける。
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5. 精子形成に重要な働きをする2つの細胞を上げてこれに作用するホルモンについて
精子形成には、支持細胞であるセルトリ細胞と、アンドロジェンを産生し精子形成能を維持するライディッヒ細胞が関与している。精子形成が正常に維持されるためには、性腺刺激ホルモンであるLHとFSHおよび、精巣のアンドロジェンが必要である。アンドロジェンは、LHの刺激を受けたライディッヒ細胞から分泌され、精子形成全般に関与する。FSHは、セルトリ細胞に作用してインヒビンやアンドロジェン結合淡泊質、プラスミノーゲン活性化因子など多くの物質を産生させる。
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6. 血液精巣関門とはなにか
血液精巣関門はセルトリ細胞の基底面近くに発達する密着結合でつくられており、精細管周辺部の精原細胞が有糸分裂する区域と減数分裂する区域を分けている。血液精巣関門は血液中の分子が精巣内に侵入するのを防ぐものである。
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7. テロメアについて簡単に説明せよ
テロメアは染色体の両末端部にあり、ある一定の塩基配列の反復構造をしており、染色体末端部を保護する役割を持つ。テロメアはDNAを複製するたびに短くなっていき、体細胞分裂が一定の回数しかできないため、寿命が存在すると考えられている。
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8. 精巣の温度を低く保つメカニズム ★
精巣を収納している陰のうは表皮が薄く、被毛も少なく、汗腺がよく発達しているため、熱放散に都合がよい。陰のうには平滑筋層(へいかつきんそう)があり、外気温などの変化に応じて収縮・弛緩(しかん)して陰のう表面積を変えたり、腹壁との距離を調節することによって適温を保っている。 精巣に流入する動脈はコイル状をなして精索(せいさく)内を下降し、静脈がそれにつる上に巻き付いて精索静脈叢(せいさくじょうみゃくそう)を形成している。このような仕組みにより、動静脈間で熱交換が行われ、あらかじめ冷却された動脈血が精巣に流入する。
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9. 人工授精のメリットは
① 優秀な遺伝形質をもつ個体を同時に多数確保できること ② 離れたところまで運ぶことができること ③ 伝染病の蔓延を防止することができること ④ 種の保存に役立つこと ⑤ 老年でも精子を採取できること ⑥ 自然交配が不可能な個体への応用 6は例えば、雌しか居ない農家とかに精子を届けたり、死んでしまった雄の個体からでも精子を採取することが出来るため、それによって人工授精させる などのメリットがある。
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10. 卵子の発育を支持する2つの細胞と下垂体から分泌されるホルモンの相互作用について説明せよ
下垂体から分泌されるLHは、卵胞膜の卵胞膜細胞に働いてコレステロールからテストステロンを作成する。卵胞の中では、FSHの作用を受けた顆粒層細胞がテストステロンからエストラジオールを作成する。エストラジオールは脳に帰って負のフィードバックとして LHやFSHの分泌を減らす。
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11. メスの(ウシ)の発情行動を説明しよう
歩行数が急激に増えて、普段の数倍以上の歩行数になったり、相手を探すために鳴きながら歩き回ったりする。また、発情牛の外陰部は腫脹(しゅちょう)しており、内部は充血し、粘性のある発情粘液でぬれている。
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12. 雄と雌の生殖細胞で減数分裂の起こる時期について説明せよ
雄は、第二次性徴が起きてから減数分裂を開始する。 雌は、出生前からずっと減数分裂を続けている。 雌は、胎子期の極めて早い時期に生殖隆起へと移動した始原生殖細胞は卵原細胞へと分化し、活発に分裂を繰り返してその数を増したのち一次卵母細胞へと分化して減数分裂を開始する。 一方、雄は、生殖隆起へと移動した始原生殖細胞は精原細胞へと分化するが、動物が性成熟に達するころまで精原細胞は分裂を開始しない。減数分裂を開始した一次精母細胞からは、2個の二次精母細胞が形成される。二次精母細胞は染色体を複製することなく第二減数分裂を進め、最終的に4個の半数体の精細胞が形成され、最終的に精子となる。
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13. 雌雄の生殖器形成についてミューラー管 ウオルフ管の単語を使って説明せよ ★
生殖原基が精巣に分化した場合、セルトリ細胞から分泌される抗ミューラー管ホルモン(AMH)によりミューラー管のほとんどの部分が退行する。ウォルフ管は、ライディヒ細胞から分泌されるテストステロンにより、精巣上体、精管、精嚢腺へと分化する。 生殖原基が卵巣に分化した場合、AMH、テストステロンが分泌されず、ミューラー管が発達し、ウォルフ管のほとんどの部分が退行する。エストロジェンの作用により、ミューラー管は卵管、子宮、膣前部へと発達する。外性器にも作用し、陰核、膣後部、膣前庭、外唇部の形成を誘導する。
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14. 減数分裂が停止しているメカニズムを書け
サイクリンはサイクリン依存性のキナーゼCDKと結合して活性を持つ。PKA(プロテインキナーゼA)の活性が高いとCdc25の活性が阻害される。その結果サイクリン複合体は活性化型になれない。卵子の中のcAMPが多いとPKAの活性も高いので、卵子は分裂期には入らずに減数分裂を停止していることができる。
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17. 多精子受精を防止するメカニズムを説明せよ
多精子受精を防ぐメカニズムは2つあり、卵黄膜遮断と透明帯反応である。 卵黄膜遮断は、精子が卵子に取り込まれると卵子の膜電位が変化して、卵細胞膜の性質が変わり、次の精子が取り込まれなくなる。 透明帯反応は、精子の侵入を受けて卵子の表面から表層顆粒が放出される。これらは分解酵素を含んでいるため透明帯の性質が変わり、精子が透明帯を通り抜けられなくなる。 この2つのメカニズムが多精子受精を防止している。
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18. 受精後、初期発生で起こる大きなイベントを上げて説明せよ
受精後は、胚性ゲノムの活性化の方にめがけて脱メチル化が起こる。脱メチル化してから細胞の系譜にあわせて少しずつメチル基がついていく。
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19. 雄と雌間での性染色体の数の不均衡をどのように制御しているのか説明せよ
哺乳類の雌では2本あるX染色体のうちの1本を不活性化し、それによって個体を維持するために必要な遺伝子の発現量が雄と等しくなるようにしている。例えばショウジョウバエではXX雌とXY雄の遺伝子量を雄のX染色体から2倍量の遺伝子を発現させることで調節している。
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20. 胚盤胞期胚の内部細胞塊(かい)を取り出して他の胚に細胞外科的に入れると生まれる子供はどうなるのか
内部細胞塊(かい)を他の胚に移植して生まれる子供は、同一個体内に異なった遺伝的背景を持つ細胞が混じっているキメラが生まれる。キメラとして生まれた子供は発育ができず、産子が作れない。
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21. 胚の遺伝子診断でどのようなことが調べられるのか
胚の遺伝子診断で、胚の呼吸量や胚の形状、胚の発育動態、染色体の本数や構造に異常はないかなど、胚移植に適した胚かどうかを調べることができる。
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黄体の寿命を延長させるためにあるメカニズムについて(ウシ、マウス、ヒト)から1つ選んで説明せよ
ヒトの黄体の寿命を延長させるためには、妊娠の成立により、hCG(ヒト絨毛性ゴナドトロピン)を分泌し、黄体のプロゲステロン産生を促進させることによって、 黄体の寿命や機能を延長させる。
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15. 動物種と子宮の形の違いについて説明せよ
ウサギ…重複子宮 ブタ、ウマ、ヤギ、ヒツジ…双角子宮 ウシ…両分子宮 ヒト…単子宮 また、動物種による胎盤の形態として 絨(じゅう)毛の分布による分類 散在性胎盤:ウマやブタに見られる胎盤。 子宮内の全体に形成される。 叢(そう)毛(げ)胎盤:ウシやヒツジなどの反芻類に見られる胎盤。 羊膜に小さな胎盤が分布する。 帯状胎盤:イヌやネコに見られる胎盤。 羊膜の中央を帯状に一周する。 盤状胎盤:ヒト、マウスに見られる胎盤。 子宮の一部に盤状に形成される