令和3年度東北大学大学院理学研究科化学専攻

博士課程前期2年の課程入学試験

化学

令和2年8月26日（水）14：30〜17：00注意事項
1． 試験開始の合図まで問題冊子を開かないこと。
2．本試験問題は次の各問題群よりなる。4つの問題群のうちから3つを選択して解
答せよ。
回

A

回

︵

4

ヽ

A

﹇且

且

﹁

A
A

ヽ

﹇且二回﹈

7

﹇且

︵

6

﹇且

〇

ヽ

各問題の解答は、それぞれ指定した解答用紙に記入すること。
選択した問題の解答用紙のおもて左上の問題番号をそれぞれ○で囲むこと。○印のない答案は採点しないことがあるので注意すること。また、別紙の選択届（黄色用紙）に選択した解答群を明記し、解答用紙とともに提出すること。

4．

試験開始後、全ての問題用紙が揃っているかどうかを確認すること。な
お、本冊子に落丁、乱丁、印刷不鮮明の箇所などがある場合は申し出る

︵

3．

︵

こと。

5． 問題冊子は持ち帰ってよい。

余 白（メモ用紙）

巨］A（解答用紙巨］Aに解答せよ）
ⅠおよびⅠⅠの文章を読み，以下の問1から問8に答えよ。
Ⅰ．

次の①と②の配位子置換反応についての記述を読み，以下の間1から問4に答えよ。

①Ru2・，Mn2十，Cu2・の6配位水和金属錯体において配位した水分子の交換反応速度定数転0は，
Ru2＋＜Mh2＋＜Cu2＋の順に大きくなる。

②6配位Co3＋錯体［CoX（NH，）5］2十（X＝F−，Cl−，Br，Ⅰ￣）の加水分解反応（［CoXPH3）5］2＋H20→［Co（NH3）5（H20）］3＋＋Ⅹ￣）の転0は，「＞Br＞Cl￣＞F￣の順に小さくなる。

問1①について，Mn2・水和錯体のkH20を基準にしたとき，Ru2＋のそれが小さく，Cu2＋が大きい理

由を述べよ。

間2 ②について，この傾向はハロゲンイオンの特徴から考えると，どのように説明されるか。
問3

一般に，配位子の置換反応速度はその錯体の安定度定数とは直接関係ない。それはなぜか説明せよ。

問4 間3の事実にも拘わらず，②の置換反応速度は錯体の安定度定数と線形的な関係がある（水和反応速度定数が大きい場合，その錯体の安定度定数が小さい）。このことから，②の反応機構の特徴を述べよ。
ⅠⅠ．

ツアイゼ塩KlPtC13（C2H4）］は最も古く発見された有機金属化合物の一つである0この錯体において，エチレンが白金にどのように結合しているかについて大論争が展開されたが，Ⅹ線結晶構造解析によりエチレンのC−C二重結合の部分でside−On型に配位していることが明らかにされた0
その結合はDewar−Chatt−DunCanSOnモデル（DCDモデル）で説明される。

間5 ツアイゼ塩の白金の1）総最外殻電子数，2）酸化数および3）d電子数を答えよ。
問6 ツアイゼ塩のアニオン部分の立体構造を名称で答えよ。
問7

DCDモデルは，1）エチレン配位子からの金属への電子供与と2）金属からのエチレン配位子への電子逆供与からなる。その2つの軌道相互作用を示す模式図をそれぞれ措け。
間8

ツアイゼ塩とテトラシアノエチレンを配位子として持つ白金錯体（Ph3P）2Pth2−PC）2C＝C（CN）2）を比べると，どちらが白金とェチレン配位子との結合が強いか。その理由と共に答えよ。

［互］B（解答用紙回Bに解答せよ）
Ⅰ

以下の間1から間3に答えよ。

問1面心立方単位格子を図1に示す。格子点はすべてX原子により占められている。面心立方格子には八面体空隙と四面体空隙が存在する。図1の面心立方格子の四面体空隙のすべてをY原子が占めると蛍石型構造ができる。この構造を持つ単位格子に存在するⅩ原子およびY原子の総数をそれぞれ求めよ。
間2

図1の面ABDEに存在するY原子の数（面ABDEを横切るY原子の数）を求めよ。

間3この単結晶が面ABDEに平行に研磨された1cm2の清浄な面を持つとき，この面にはいくつのY原子が存在するか。なお，Ⅹ原子の半径をαnmとする。また，Ⅹ原子の配列には最密充填が保たれているとする。

C
図1

Ⅱ

面心立方単位格子

以下の間4から間6に答えよ。

間4ケイ素，窒化ガリウム，および酸化亜鉛の価電子数は等しい。このうち，ケイ素は不透明な共有結合性結晶であるが，構成原子の電気陰性度の差が大きい窒化ガリウムや酸化亜鉛の結晶はイオン結合性結晶であり，可視光をほとんど吸収せず透明である。可視光を吸収しない理由をエネ
ルギーバンド構造の観点から30字以内で説明せよ。

間5 二酸化チタンは透明な結晶であるが，その性質や用途としてふさわしいものをすべて選んで記せ。

（金より低融点，光触媒，塩酸に可溶，色素増感太陽電池，可視光吸収，超親水性）
間6

二酸化チタンにニオブをドープすると，電気をよく流す透明導電体となる。ニオブドープ二酸化チタンがn型半導体かp型半導体か理由を含めて簡潔に書け。ただし，ニオブは5族元素である。

Ⅲ

水素の同位体に関する次の文章を読み，以下の間7から間11に答えよ。必要な場合には次の数値を用い，解答は有効数字3桁で表すとともに，計算過程も簡潔に示せ。なお、以下の質量はすべて原子質量単位（u）で表す。

原子質量：1H＝1．007825

2H＝2．014102

3He＝3．016029

陽子の質量：1．007277

3H＝3．016049

4He＝4．002603

中性子の質量：1．008665

電子の質量：0．000549

1u：931・5MeVA）且は半減期が12．3年の放射性同位体である。3HはB）高層大気中において宇宙線と空気との核反応で常に生成しており，生成・壊変の速度の均衡により，大気中における濃度は一定となる。3H

は主に水となって降水（雪）により地表に到達するが，地中に浸透して形成された地下水では，外界からの新たな3Hの供給がたたれ，壊変によりその濃度が時間とともに減少する。たとえば，山頂に降った雨水（雪）が伏流水となり，数年後に麓で湧水となるような場合，C）降水（雪）中および湧水

中の頗こより，この地下水の滞留時間を推定することができる0
問7

下線部A）について，この同位体を表す固有の名称を記せ。

間8下線部B）のように生成する天然放射性核種を何と呼ぶか。

問9 3Hはβ￣線を放出して壊変する。その壊変式を書け。

間10下線部C）において，湧水中の3Hの濃度がX（Bqdm〜3）であり，近年の降水（雪）中の3H濃度がy（Bqdmうであるとき（ただし，y＞カ，この湧水が地下で滞留した時間r（年）をガとyを用いた式で表せ。ただし，降水（雪）中の3H濃度は一定であると仮定し，また他に起因する3Hの混入はないものとする。

間113Hは，核融合エネルギーを利用するための原料物質としても知られている。3Hと2Hとの核融合反応式を書け。また，この反応で発生するエネルギー（MeV）を答えよ。

直A（解答用相Aに解答せよ）
十分に高いエネルギーをもつ単色光を分子に当てると，光電効果によって分子内の電子が真空中に飛び出す。この光電子の運動エネルギーを測定することで分子内のエネルギー準位を測定する方法を光電子分光と呼ぶ。図1は光電子放出に関わるポテンシャル図と光子エネルギー21．22eVの真空紫外光を用いて測定したHZ分子の光電子スペクトルである。幾つかの振動準位が観測されている。光電子スペク
トルにおける横軸は，測定された光電子の運動エネルギーとイオン化エネルギーを示している。最初，
HZ分子は電子基底状態の振動量子数γ＝0の状態にあるとして，以下の問1から間6に答えよ。

＝十二二

1
5
1
0

︵＞￠︶−甘ミヰH

5

光電子の運動エネルギー

イオン化
0

100

200

結合距離（Pm）

エネルギー
（eV）

（eV）
18．0

17．0

16．0

15．0

図1H2およびH2＋分子のポテンシャル図（左）とH2分子の光電子スペクトル（右）間1光電子の運動エネルギーをgbn，真空紫外光の光子のエネルギーを加，イオン化エネルギーを才とするとき，丁を」‰nとろVで表せ。

間2H2分子の巧ls分子軌道のイオン化エネルギーパ巧ls）は，おおよそ何eVと見積もられるか？その理由と共に答えよ。
観測されたH2十の振動準位について考える。図1左に示したH2＋のポテンシャルとしてモースポテンシ

ャルが良い近似として成り立つことが知られている。このモースポテンシャルに関するシュレーディンガー方程式を解くと，許される振動項G（γ′）は，ある波数クに対して畔）＝（再録−（γ′＋巌菅 γ′＝0′1′2′・亮αズとなる。ここで非調和定数鳶eは，鳶e《1の正の定数である。また，γ′＞砿α方において分子は解離する。
加′＝＋1の遷移における振動準位間のエネルギー差を△G（γ′）とすると，解離エネルギーか0は

γんαズー18。＝∑△拘′）となる。これを利用してH2十の解離エネルギーを見積もることが出来る。図1の光電子スペクトルから，
γ′＝0からγ′＝1，γ′＝1からγ′＝2，……．におけるAG（γ′）が，2220，2100，1980，1860，1740，1620，

1500（cm￣l）と見積もられた。

問3 AG（γ′）をγ′，ず，芳eを用いて表せ。

間4解離エネルギー80を波数単位で求めよ。必要なら，解答用紙のグラフを使用してもよい。

次に，同条件でN2分子を測定したところ，イオン化エネルギー20eV以下では図2に示す3つのピー

ク群構造のみが観測された。
表1N2およびピーク群A，B，Cに対応する電子状態におけるN2＋分子の結合長
分子

状態

結合長
（pm）

19．0

1臥0

17．0

16．0

イオン化エネルギー（eV）
図2

15．0

Nz

lO9．8

N言

A lll．6

吋
N；

B

［＝ここ］
c

lO7．4

N2分子の光電子スペクトル

間5N2分子の電子基底状態の電子配置は，（巧ls）2（吼ls）2（巧2S）2（q2S）2（範恥）2（私2py）2（巧2pz）2である0

それぞれのピーク群A，B，Cに対応する放出電子が占有していた分子軌道を示せ。
問6 図2の光電子スペクトルにおいて，状態によって振動準位の相対強度に差があることが分かる。
表1の［二三二］に入る値として，117・5と109・5のどちらが適切と考えられるか？また，その理由を説明せよ。

回B（解答用紙回Bに解答せよ）
以下の文章を読み，問1から間5に答えよ。
＿＿＿＿2種類の液体αとろを混合した溶液を考える。温度Tにおける溶液中の成分αの化学ポテン

シャルは，溶液と平衡にある蒸気中の成分αの蒸気分圧島および気体定数月を用いて，‰㍉リ㍍＋片目n喜（1）と表される。ここで，滝と矧まそれぞれ成分αの純物質の化学ポテンシャルと蒸気圧である。
成分αの蒸気分圧を，溶液中の成分αのモル分率ズαに対してプロットすると，一般に下図のようなグラフが得られる。実線で書かれた斜めの直線は，2種の分子の大きさと形がほぼ等しいベンゼンとトルエンの溶液などの理想溶液における1つの成分の蒸気圧を示している。

理想溶液では，成如，あの蒸気分圧は以下の式で表されるし＿ ア￣「の法則に従う。
島＝樗∬α，

Pb＝瑞穐＝電（1一方α）（2）

ここで，矧ま成分あの純物質の蒸気圧，緑は成分あのモル分率である。また，成分βの化学
ポテンシャルは（3）〝α＝砿十月rlnXαと表される。このとき，温度，圧力一定の下で0成り立つギブズーデュェムの式

式と同様な形となることが示される。一方，多図中の○や△で表した蒸気分圧曲線を示す。

5くの溶液では理想溶液の振る舞いからずれて，㌔モ出女展騰母も‡￣ 一￣コ＝0（4）を用いると，成分あの化学ポテンシャルも（3）問1．文中の空欄ア，イにそれぞれ当てはまる最も適切な語句および式を書け。

0・0αのモノ露率レ〝）

間2．下線部の溶液が気相と共存している場合に関する以下の間し′、に答えよ。各成分の液相中の化学ポテンシャルを〃訂n，〝計，気相中の化学ポテンシャルを〝；ap，〝；apとする。

（a）溶液が気相と平衡にあるとき，各成分の化学ポテンシャルの間に成り立つ関係

式を，等号または不等号を用いて書け。
（b）温度を上昇させると，しばらく溶液の蒸発がつづき一定時間後に平衡となった0平衡にいたる前での各成分の化学ポテンシャルの間に成り立つ関係式を，等号または不等号を用いて書け。

問3．下線部の溶液が理想溶液である場合，混合ギブズェネルギーは（3）式よりAmixG＝乃α〃α＋乃わ侮一花α滝一勒扁＝灯（乱。lnズα十mわIn和）と表される。ここで，几任，托わはそれぞれ成分α，あのモル数である。上式から理想溶

液の混合エンタルピーが0となることが導かれることを，以下に間に従って示そう。
（a）混合エントロピーAmix∫を表す以下の式を用いて，理想溶液の混合エントロピーを与える式を書け。

△mix∫＝一（筈）脇（b）理想溶液の混合エンタルピーAmixfJが0となることを示せ0

問4．（a）図中の直線で表されるような蒸気分圧曲線を示し，ほぼ理想溶液とみなせる溶液について，正しい記述を以下のi〜Viからすべて選び，○で囲め。

（b）図中の○で表されるような蒸気分圧曲線を示す溶液の代表例として水とプロパ

ノール，また△で表されるような蒸気分圧曲線を示す溶液の代表例としてクロロホ
ルムとアセトンの溶液が知られている。それぞれの溶液について，正しい記述を以下のi〜Viからからすべて選び，○で囲め。

i）

異種分子間の相互作用はほぼ無視できるほど小さいoii）

同種分子間と異種分子間の相互作用が似通っている。

iii）

異種分子間の相互作用の方が，同種分子間よりも反発性が強いoiv）

異種分子間の相互作用の方が，同種分子間よりも反発性が弱い0v）

混合エントロピーがほぼ無視できるほど小さい。

vi）

混合に際して発熱，吸熱がほぼ無視できるほど小さい0

問5．40℃において，蒸気と平衡にあるベンゼンートルエン溶液に関する以下の間に答えよ。ただし，この溶液は理想溶液とみなせ，容器内にはベンゼンとトルエン以外の成分はないものとする。また，この温度における純ベンゼンと純トルエンの蒸気圧はそれぞれ180Tb汀と60Tb汀である。

（a）ベンゼンのモル分率0・5の溶液の全蒸気圧（単位恥可を有効数字2桁で求めよ0

計算過程も示せ。
（b）間（a）の圧力における，蒸気中のベンゼンのモル分率を有効数字2桁で求めよ。

計算過程も示せ。
（C）全蒸気圧筏。taI（単位恥汀）を，蒸気中のベンゼンのモル分率γの関数として表せ0計算過程も示せ。

回A（解答用紙回Aに解答せよ）
以下の間1および問2に答えよ。
間1（a）化合物AにNaOEtを加えるとBを経由して，化合物Cと化合物Dのうち一方が主に得られる。化合物C，Dが得られる反応機構を記し，化合物C，Dのうち，どちらが主に得られるかを，町〈Br竺［堅上郡／且。Et・醇Et
化合物Eおよび以下の式に関して，以下の（b）から（d）に答えよ。

伊e＋Br2→F意Et。曙eEG（b）化合物Fの構造式を記せ。

（C）化合物Fから化合物Gへの反応機構を記せ。
（d）化合物EにTHF／H20中でNaOHを加え加熱すると，2つのカ′レポニル化合物が得られる。それらの化合物名を記せ。
問2

以下に，鎮痛剤として市販されているイブプロフェン（0）の合成スキームを記す。イブプロフェンの合成に関して，以下の（a）から（C）に答えよ。

ノぜC■＼予oEt
NaOEt

人がco2Et竺聖／」がco2Na一竺

人選抗日」些竺」M且人かN一生人前。H
LN

イブプロフェン（0）（わ化合物H，Ⅰから化合物Jを合成する反応の反応機構を記せ。
（b）化合物Kから化合物Lへの反応では二酸化炭素が放出される。この反応の反応機構を記せ0（C）化合物Mの構造式を記せ。

回B（解答用紙匡Bに解答せよ）
有機化合物A（図1）のlHNMRスペクトルデータを参考に，その構造に関する以下の間1および
間2に答えよ。

OHC

図1有機化合物Aの構造

有機化合物AのIHNMRスペクトルデータ（重メタノール溶媒中で化学交換可能な水素は，全て重水素化されている）
lHNMR（CD30D，600MHz）∂7．69（d，J＝16．0Hz，1H），7・24（S，1H），7・18（d，J＝8・OHz，1H），6・99（d，J＝8・0
Hz，1H），6．47（d，J＝16．0Hz，1H），5．44（q，J＝3・OHz，lH），4・22（ddd，J＝4・0，9・0，11・0Hz，1H），3・81（dd，J＝

3．0，9．0Hz，lH），2．28（dd，J＝3．0，15．0Hz，lH），2．16（m，lH），2・14（m，1H），1・98（dd，J＝11・0，14・OHz，1H）・

間1有機化合物Aに含まれる芳香環部位には，2個の水酸基が結合している。IHNMRスペクトルから，2個の水酸基の結合位置をA−Dから2つ選べ。また，その理由を述べよ。

間2 有機化合物Aに含まれるシクロヘキサン部位には，1，2ふトリオール構造が含まれる（図中番
号1−3の炭素原子）。
（a）図中番号2の炭素原子に結合するIHのシグナルを決定せよ。

（b）各炭素原子に結合する水酸基の相対立体配置を決定し，シクロヘキサン部分を，アキシァ
ル位，エカトリアル位を明示したいす形立体配座で書け。また，結合定数の数値を用いて，相対立体配置決定の根拠を説明せよ。なお，図中番号5の炭素原子の立体化学は問わない。

BA（解答用紙田Aに解答せよ）
Ⅰ．DNAやタンパク質に関する次の間1から間5に答えよ。

間1次の文を読み，文中の空欄（ア）から（オ）に当てはまる語句を記せ。
DNAの塩基配列決定に今も広く使われる方法が，FrederickSangerが開発したジデオキシ法である。

この方法ではまず相補的な標的DNAを加熱して（ア）のポリヌクレオチドにする。次に（イ）と呼ばれる短鎖DNAを相補的な部位に結合させ，DNAポリメラーゼによって（ウ）の方向に末端を伸長させる。この際，通常のデオキシヌクレオチド三リン酸（dNTP）とともに，1種類の2−，3■−ジデオ
キシヌクレオチド三リン酸（ddNTP）を少量加えておくと，ddNTPが取り込まれた際に伸長反応が（ェ）するため，特定の塩基を末端に持つ一連のDNA断片が生じる。4種類のddNTP全てに対して同様の反応を行い，それぞれのDNA断片の（オ）を電気泳動度で比較すれば塩基配列を決定できる。

間2ジデオキシ法で生成したDNA鎖は当初，放射性ラベルをして検出していたが，現在では蛍光検出が主となっている。検出に蛍光を用いることの利点を挙げよ。
間3タンパク質のアミノ酸配列を決定するには，まずタンパク質の精製が必要である。タンパク質の精製過程で用いられる下記の2つの手法について，原理を説明せよ。
（a）硫安分画（b）ゲル濾過クロマトグラフィー

間4単量体であることが知られているタンパク質Aを精製し，そのN末端アミノ酸を分析したところ，ほぼ等量のグリシンとフェニルアラニンが検出された。この結果からタンパク質Aの構造について予想されることを記せ。なお，タンパク質の精製度は十分に高いものとする。

間5 異なる生物種で同じ働きをするタンパク質（オルトログ）のアミノ酸配列は，生物の進化に伴って少しずつ変化している。その変化速度はタンパク質の種類によって異なり，例えばヘモグロビンの配列変化に比べるとヒストンの変化は非常に遅い。このような違いが現れる理由を考察し，説明せよ。

丑タンパク質の構造と機能に関して，間6から間8に答えよ。

間6

次の文を読み，文中の空欄（カ）から（ス）に当てはまる語句を記せ。

タンパク質（酵素）の立体構造を安定化する相互作用のうち，最も寄与が大きいものが（カ）である。（カ）は非極性物質が（キ）との接触をできるだけ少なくしようとする性質に起因し，タンバク質の（ク）に多く見られる。一方，正負にイオン化したアミノ酸側鎖間の相互作用である（ケ）や水素結合は安定化への寄与は小さいものの，正しい構造の形成に重要と考えられている。

タンパク質の3次元構造を原子レベルで決定する代表的な手法としては（コ）や（サ）などが挙げられる。タンパク質はポリペプチド鎖以外の′ト分子と結合して機能することも多く，これらの小分
子のうち，有機化合物のものを（シ）と呼ぶ。（ス）の多くは（シ）の前駆体であり，ヒトは体内で生合成できないため食物などからの摂取が必要である。

問7リゾチームは細菌の細胞壁を壊す酵素であり，ペプチドグリカン中の下図のような糖鎖構造の中央部分にあるグリコシド結合を加水分解によって切断する。最もよく研究されているニワトリ卵白
リゾチームでは切断部位近傍に存在する35番目のグルタミン酸と52番目のアスパラギン酸が酵

素活性に重要なことが示されている。
（a）タンパク質の個々のアミノ酸残基の重要性や役割を解明するための研究手法を1つ挙げよ。
（b）リゾチームが下記のような基質を加水分解する際，切断する結合がC1−01か0卜C4かを区別するための実験を考案し，説明せよ。

H

H

NHCOCH3

NHCOCH3『l

CH3CHC00，

CH3CHC00￣間8 ミカエリス・メンテン型の酵素の反応初速度V。は次式で表され，基質濃度［S］が十分に高くなると飽和する。ただし，‰弧は最大速度，狐はミカエリス定数とする。
1㌦ax［S］
Vo＝‰＋［S］（a）なぜ酵素活性が飽和するのか，反応モデルを示した上で説明せよ。

（b）同じ反応を触媒する酵素AとBについて活性を測定し，ラインウイーバー・バークプロットを行った（下図）。2つの酵素のどちらが触媒効率が高いか，理由と共に答えよ。
L

（

）：二

■

l

︵≡与の︶ぞL
（

′

l

t4

t

t■

−3

−2

・1

0

ll

1

2

t

llll

3

1／tS】（1／mM）

図1酵素AおよびBのラインウイーバー・バークプロットlll

EB（解答用紙EBに解答せよ）
Ⅰ．次の文章を読み，問1から問9に答えよ。

解糖系はグルコースから（A）ピルビン酸を生成する反応経路であり，1分子のグルコースから（B）分子のピルビン酸と共に，（C）分子のArP，および2分子のNADHが生成する。最初の反応で生成する（D）Zzヒ三
一ス6＿リン酸は解糖系以外にもrElグリコーゲン合成と（F）経路の出発分子として機能している。真核細胞では生成したNADHはミトコンドリア内膜の電子伝達系に電子を渡しNAD十へ戻る。一九運動時の筋細胞で大量のArPを消費する場合は，ピルビン酸から（G）が生成する過程で（H）NADHがNAD＋へ変換される。

間1下線Aの化合物の構造式を書け。
間2

Bに当てはまる数字を答えよ。

問3

Cに当てはまる数字を答えよ。

問4 下線Dに関して，グルコースからグルコース6−リン酸への変換を触媒する酵素の名前を答えよ。

問5

下線Dに関して，細胞に取り込まれたグルコースはすぐにグルコース6−リン酸へ変換される。その理由
を答えよ。

間6

下線Eに関して，合成されたグリコーゲンを分解しグルコーストリン酸を生成する酵素であるグリコーゲ

ンホスホリラーゼは，肝臓においてグルカゴンというホルモンにより活性化する。その活性化機構を，受容体，CAMP，プロテインキナーゼ，という単語を使用して記述せよ。

間7

Fに当てはまる名称を答えよ。

間8

Gに当てはまる化合物の名称を答えよ。

間9

下線Hに関して，大量のATPを必要とする筋細胞でこのような変換が必要である理由を述べよ。

H．次の文章を読み，間10から間15に答えよ。

大腸菌のゲノムDNAは，約4．6Ⅹ106塩基対からなる環状構造であるのに対し，真核細胞のゲノムDNAは核内に直鎖状構造で存在しており，ヒトでは（Ⅰ）塩基対と大腸菌に比べて遥かに長大である0真核細胞がDNAを核内に保持するための構造体がクロマチンであるが，その基本構造はヌクレオソームと呼ばれる。ヌクレオソームは（J）約146塩基対のDNA が（K）コアヒストンと呼ばれる（L湛三蛙とタンパク質複合体に巻きついた構造と，巻きついていない10〜50塩基対の長さのリンカーDNAを基本単位としており，この状態

の電子顕微鏡写真では糸を通したビーズがほぼ一定間隔で並んでいるように見える。核内にDNAが収容されるためには，（M）ヌクレオソームが密に並んだ30nmクロマチン繊維となる。細胞の分裂期では，さらに30mm

クロマチン繊維がループ状にたたまれて高度に凝集した直径約1匹mのクロマチン繊維となる。分裂期ではない間期のヒト細胞の核内では，クロマチンは凝集しておらず広がった状態であり，DNAの複製や転写が行われている。

間10ヒトの細胞の核内の全DNAをつなぎ合わせるとその長さは2mになる。通常の二本鎖DNAでは二重らせんのピッチ（1巻の高さ）は3．4×10−9mであり，らせん1巻当たりの塩基対は10塩基対である。ヒト

は二倍体生物であることを考慮してⅠに当てはまる数値を有効数字2桁で答えよ。

問11下線Jに関して，ヒト細胞の核からDNAとヒストンの複合体を抽出した後，どのような実験によりこの長さを決定したのか，述べよ。

問12 下線Kに関して，コアヒストンを構成する各ヒストンの名称を全て答えよ。

間13

下線Kに関して，コアヒストンを構成する各ヒストンのN末端領域はヒストンテールとよばれ，様々な翻訳後修飾を受けることにより，遺伝子の発現（転写）を制御している。代表的な翻訳後修飾を2つ挙げよ。

間14下線Lに関して，各ヒストンにおいて他のタンパク質に比べてリシンと共に多く含まれているアミノ酸は何か答えよ。

間15下線Mに関して，ヌクレオソーム当たり約1分子が結合し30nmクロマチン繊維への折りたたみを制御しているヒストンの名称を答えよ。