生物 沈降線の問題です

質問

ゲル内沈降反応の問題で、わからないことがありました。
大学入試用の問題集に記載されていました。みなさんなら
どうときますか？

問題
抗体を含む２種類の血清と３種類の抗原液を用いて３つのゲル内沈降反応を行ったところ
添付図のような沈降線が得られた。（実験Iの左抗現液は抗現液I
右は抗現液II、抗血清はI　/　実験IIの左抗原駅は抗原液I　右はIII 抗血清はI/
実験IIIの左抗原駅は抗原液I　右はIII　抗血清はII）

実験Ｉからは、両抗原に共通する抗原のみが抗血清中の抗体と結合することは
わかるが、抗血清に含まれる抗体の種類数は不明である。

実験IIからは、抗血清に含まれる抗体の種類数は少なくとも２種類以上で、
両抗原液には一部は共通するが一部は共通しない抗原が含まれてそれらの抗原が
抗血清中のそれぞれ異なった抗体と結合することがわかる。

実験IIIからは、抗血清に含まれる抗体の種類数は少なくとも２種類以上で、
両抗原液のそれぞれ異なった抗原が
抗血清中のそれぞれ異なった抗体と結合することがわかる。

以上のことから推察して、以下の問いに答えよ。

左側に抗原III右に新たな抗原IVを満たして抗血清Iを用いて実験を行ったところ
実験IIIのような沈降線になった。

では左側に抗原III右に新たな抗原IVを満たして抗血清IIを用いて実験を行った場合、
どのうような沈降線パターンになるか？

という問題があり、「正解は実験IIIと同じ」でしたが
なぜそれが答えになるのかよくわかりません。なんだかいろんなパターンが考えられてしまって、
実験IIのような沈降線にもなるんではないか？と思ったのです。

例えば、抗原をＡＢとか大文字で、抗体をabとかの小文字で表すとして、

実験Iからは抗原液IとIIは共通する抗原があるとわかるので、
両方抗原Ａを持ているとして抗血清Iも抗体aを持っているとする

実験IIより、抗原液IとIIIでは共通しない抗原があり、実験Iの結果も含めると
抗原I液と抗原III液には共通抗原Ａが含まれていて、抗原液Iには抗現役IIIと共通しない
抗原Ｂが含まれている。このとき、抗血清Iには抗体a、bが含まれている

実験IIIより、今までの結果より抗原I液と抗原III液には共通抗原Ａが含まれていて、抗原液Iには抗現役IIIと共通しない
抗原Ｂが含まれている。共通の抗原Ａがあるにもかかわらず
沈降線では、抗血清中のそれぞれ異なった抗体と結合することがわかる。
ので、抗原液IIIには抗原液Iと共通しない抗原Ｃがある。
抗血清IIには抗体aがなく、（あると抗原IにもIIにも結合するので）
抗体b cがある。
、
つまり、抗現液IにはＡ　ＢはあるがＣはない、
抗原液IIIにはＡ　Ｃはあるが　Ｂはない。ので
これを踏まえて実験IIに戻ると抗血清Iには抗体a、bがあるがcがない。
（もしあったら、抗原液IIIと結合してしまい、添付図のような沈降線がつくられないから）

以上より、問いの沈降線を検討すると抗血清IIIにＡ　Ｃはあるが　Ｂはなく、
抗血清Iには、抗体a、bがあるがcがない。ので右に新たな抗原液IV
をおいて沈降線パターンが実験IIIのようになるには抗現液IVには抗現役IIIと共通しない抗原Ｂ
がある。とする。このとき、抗血清液Iにはcがないから、抗原液ＩＶには抗現役Ｃが
あったと仮定すると・・・・☆
抗血清IIを用いると抗血清IIには抗体aがなく、
抗体b cがあるので沈降線は実験IIみたいになる。

・・・☆の部分で抗体Ｃがあったと仮定しなかったら抗血清IVでも実験IIIのような
沈降線になるかとは思うのですが、
ほかにも何の抗原をを共通にするかとか色々変えるとえてくと、また
結果が違ったりするので、どうやって答えを導き出せばいいのか。。。
そもそもこの考えが間違っていますか？
こういう問題、みなさんはどうときますか？

回答No.1

noname#160718 · ベストアンサー

質問文があまりにも長く、また後半の論旨も混乱しているので非常に読みづらく（抗原液と抗原の混同、誤字）、放置していたのですが、誰も回答しないので・・・

スマホからの投稿なのでローマ数字が打ちづらく、アラビア数字で代用させてください。
また抗原液はAG、抗血清はASと表記します。抗原と抗体の表記は質問文と同じとします。

実験３まてで判ること、は質問ぶんのとおりでいいと思います。
すなわち、それそれの抗原液と抗血清中の抗原及び抗体の組成は以下のとおりとなるはずです。

AG1 → A , B
AG2 → A , B
AG3 → A , C

AS1 → a , b
AS2 → b , c

さて、「実験４」を忘れていませんか？
AG3 , AG4 , AS1 の組み合わせだと沈降線は × 印状、すなわちクロスした、という実験です。
クロスした、ということは、AG3と4はAS1に対して共通する抗原を持たず、かつAS1はそれぞれに対して抗体を持っているわけですから、既出の広言で考える限り、AG4が持つ抗原は B ということになります。
AG4には C はありません。もしあれば実験４の沈降線は実験２のようになるでしょうから。

ということは、問題の実験はAG3（A , C）とAG4（B）に対してAS2（b , c）を反応させるわけですから、沈降線は × 印、すなわち実験３と同じになる、というわけですね。

実験４を見落としているのが質問者さんの混乱の原因かと思います。

余談ながら、AG4に対して新たな抗原 D の存在を仮定することもできます。
その場合、AS2が D に対する抗体 d を持っているか、で答えは２とおりかんがえられます。持っていれば × 、持っていなければ / の沈降線になるはずです。
でも、それは問題文としてアンフェアですし、問題文で与えられた条件できちんと導ける解答があるのにわざわさ解答を複雑にする仮定を持ち出していることでおおきくげんてんされるでしょうけど。
少なくとも与えられた条件で考える限り、AG4は B のみを持ち、従って問題の実験の沈降線は実験３と同じく × 印状となる、ということになります。

お礼

誰も回答してくれないだろうな・・・・とあきらめていたので、うれしいです。
しかもわかりやすい！！！！
誤字などもあったようで、混乱させてしまったにもかかわらず、
私の質問の意味と、不明点を察知してわかりやすく回答してくださり
ありがとうございました。本当に本当に本当に感動です。

私も、この問題はよくわからなくて、あきらめていたのですが、
質問してよかったです。
本当にありがとうございました。