バイオリンクイズ – 10問で生物学の知識を試そう！
誰もが一度は聞いたことがあるDNA、遺伝子、細胞など、生物学の基礎知識を問う10問のクイズにチャレンジしてみましょう。専門用語や反応メカニズムの理解度を確認できる内容となっています。ライフサイエンス分野に関心のある方はもちろん、バイオに詳しくない方も、この機会に生物学の基本を復習してみてはいかがでしょうか。クイズを通して、生命現象の不思議や奥深さを感じ取ってみてください。
Q1 : ヌクレアーゼのうち内部のリン酸ジエステル結合を切断する酵素はどれか？
エンドヌクレアーゼはDNAやRNAの鎖中の内部に位置するリン酸ジエステル結合を切断する酵素であり、制限酵素などがこのクラスに含まれる。一方、エキソヌクレアーゼは鎖末端からヌクレオチドを逐次除去する。DNAヘリカーゼは二本鎖をほどく役割、リガーゼはDNA断片を連結する役割を担う。
Q2 : ハーディ・ワインベルク平衡が成立するための条件ではないものはどれか？
ハーディ・ワインベルク平衡は、集団の遺伝子頻度が世代を経ても変化しない理想条件を指す。必要条件は大きな個体群、ランダムな交配、突然変異や遺伝子流動の不在、自然選択の不在などである。したがって『自然選択が働くこと』は平衡成立の条件ではなく、むしろアレル頻度を変化させる原因となる。
Q3 : タンパク質の一次構造を決定している主な結合はどれか？
タンパク質の一次構造はアミノ酸の配列そのものであり、アミノ酸同士を連結しているのはアミノ基とカルボキシル基の間に形成されるペプチド結合（アミド結合）である。水素結合やイオン結合は主に二次・三次構造の安定化に寄与し、ジスルフィド結合はシステイン残基間の共有結合で三次構造の安定化に重要だが、配列そのものを定義する一次構造はペプチド結合によって保持される。
Q4 : 脂質二重膜の流動性を高めるのはどれか？
脂質二重膜の流動性は脂肪酸の鎖の飽和度に強く依存する。不飽和脂肪酸は炭素鎖中に二重結合を持ち、鎖が折れ曲がるため隣接分子との密な詰まりが減り流動性が増す。一方、飽和脂肪酸は直鎖で密に配列し膜を硬くする。コレステロールは温度により流動性を安定化させる作用があり、必ず高めるわけではない。膜タンパク質の量は流動性に影響するが主要因は脂質組成である。
Q5 : 理想的なPCR反応において、サイクル数n回後の標的DNA量はどのように変化するか？
理想的なPCRでは、各サイクルで標的DNA分子が理論上2倍になる（一本鎖→二本鎖の伸長が完全に効率的な場合）。したがってnサイクル後のコピー数は初期コピー数を2^n倍した値となる。現実には酵素効率や試薬枯渇、阻害因子などで効率は低下するが、基本概念は指数増加（2^n）である。
Q6 : 光合成における光依存反応（明反応）で直接生成されないものはどれか？
光依存反応（明反応）は光エネルギーを利用して水を分解し電子伝達を行い、ATPとNADPHを生成し、副産物として酸素を放出する。一方、二酸化炭素の固定と糖合成はカルビン–ベンソン回路（光非依存反応、暗反応）で行われ、生成される糖は明反応で直接生じるものではない。
Q7 : DNA複製においてDNAポリメラーゼが新しい鎖を伸長するために必須なのはどれか？
DNAポリメラーゼは新しいヌクレオチドを付加する際に既存の鎖の3'OH基に結合して伸長するため、プライマー（短いRNAまたはDNA）による3'末端が必須である。これに対し5'末端単独やATPだけでは連鎖開始できず、接着因子という用語はDNA複製における必須条件を表すものではない。
Q8 : PCR法において、サーマルサイクル中の伸長反応でDNA鎖の新生を触媒する酵素はどれか？
PCR（ポリメラーゼ連鎖反応）では、反応中に高温での熱変性と低温でのアニーリングを繰り返すため、耐熱性を持つDNAポリメラーゼが必要である。Taqポリメラーゼは熱水性細菌Thermus aquaticus由来で、94–72℃のサイクルでも活性を保持してDNA鎖を5'→3'方向に伸長するためPCRで広く用いられる。他の選択肢はDNA鎖の連結やRNA合成、逆転写に関与し、PCRの伸長反応を担う酵素ではない。
Q9 : 一遺伝子座についてヘテロ接合体Aa同士を交配したときの子世代の遺伝子型比はどれか？
一遺伝子座の単純なメンデル遺伝（Aa × Aa）では配偶子の組合せによりAA：Aa：aaの比が1:2:1となる。これに対し表現型比は優性表現型:劣性表現型で3:1となる場合が多い。9:3:3:1は二遺伝子座（独立の遺伝子）の古典的比で、完全に優性がない場合に「すべて同一」といった単純な結果にはならない。
Q10 : 好気的呼吸で最も主要にATPを産生する細胞内オルガネラはどれか？
好気呼吸（酸化的リン酸化）はミトコンドリア内膜に存在する電子伝達系とATP合成酵素（ATPシンターゼ）によって行われ、酸化的リン酸化で大量のATPが産生される。葉緑体は光合成でATPを生産するが、好気呼吸の主要場はミトコンドリアである。リボソームは翻訳、ゴルジ体はタンパク質修飾・輸送を担う。
まとめ
いかがでしたか？ 今回はバイオリンクイズをお送りしました。
皆さんは何問正解できましたか？
今回はバイオリンクイズを出題しました。
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次回のクイズもお楽しみに。
