技術士第一次試験のバイオテクノロジー対策｜DNA・RNA・タンパク質を解説

導入

技術士第一次試験では、バイオテクノロジー分野からDNA、RNA、タンパク質合成、細胞の構造に関する問題がよく出題されます。

特に、機械系・物理系を専門としている方にとっては、生物分野の用語が多く、最初は難しく感じるかもしれません。

しかし、試験で問われる内容の多くは、専門的な研究レベルの知識というよりも、基本用語の意味と役割の組み合わせです。

たとえば、次のような内容です。

• DNAとRNAの違い
• 転写と翻訳の違い
• タンパク質がどこで合成されるか
• ミトコンドリアやリボソームの役割
• 真核細胞と原核細胞の違い

この記事では、技術士第一次試験対策として、バイオテクノロジーの基礎を初心者向けに整理します。

用語を丸暗記するだけでなく、「何が、どこで、何をするのか」を意識して理解していきましょう。

目次

• バイオテクノロジーが技術士第一次試験で重要な理由
• セントラルドグマとは
• 転写と翻訳の違い
• DNAとRNAの違い
• タンパク質合成の基本
• 細胞の構造と小器官の役割
• 真核細胞と原核細胞の違い
• 試験で狙われやすいポイント
• FAQ
• まとめ

バイオテクノロジーが技術士第一次試験で重要な理由

バイオテクノロジーとは、生物の仕組みを利用して、医療、農業、食品、環境、工業などに役立てる技術のことです。

技術士第一次試験では、幅広い科学技術の基礎知識が問われます。その中で、DNA、RNA、タンパク質、細胞構造などは、生物系の基本テーマとして出題されやすい分野です。

ほぼ毎年出題される頻出分野

過去問を見ると、DNA、RNA、タンパク質、細胞構造などに関する内容は、頻出テーマの一つといえます。

特に、平成29年度から令和7年度付近までの出題傾向を見ても、バイオテクノロジー関連の知識は繰り返し問われやすい分野です。

そのため、生物分野が苦手な方でも、基本事項を押さえておくことで得点源にしやすくなります。

機械系・物理系の受験者でも対策しやすい

バイオテクノロジーと聞くと、難しい生物学を想像するかもしれません。

しかし、試験対策としてまず重要なのは、次のような基本の対応関係です。

用語	役割
DNA	遺伝情報を保存する
RNA	DNAの情報を伝える
mRNA	タンパク質合成に使われる情報を運ぶ
リボソーム	タンパク質を合成する
ミトコンドリア	ATPを産生する
葉緑体	光合成を行う

つまり、複雑な計算よりも、用語の意味を正しく結びつけることが重要です。

セントラルドグマとは

セントラルドグマとは、遺伝情報が

DNA → RNA → タンパク質

という流れで伝達されるという、生物学の基本原則です。

バイオテクノロジー分野では、非常に重要な考え方です。

DNAからRNA、タンパク質へ情報が流れる

DNAには、生物の体をつくるための遺伝情報が保存されています。

ただし、DNAそのものが直接タンパク質になるわけではありません。

一般的には、DNAの情報がRNAに写し取られ、そのRNAの情報をもとにタンパク質が作られます。

この流れを簡単に表すと、次のようになります。

流れ	内容
DNA → RNA	転写
RNA → タンパク質	翻訳

試験では、転写と翻訳を逆にした選択肢が出ることがあります。

そのため、次のように覚えておくと便利です。

• 転写：DNAの情報をRNAに写す
• 翻訳：RNAの情報をタンパク質に変換する

転写と翻訳の違い

セントラルドグマを理解するうえで重要なのが、転写と翻訳です。

どちらもタンパク質合成に関わりますが、意味は異なります。

転写とはDNAからmRNAを作る過程

転写とは、DNAの塩基配列をもとにして、mRNA（伝令RNA）を合成する過程です。

mRNAとは、DNAの情報を写し取って、タンパク質合成の場所へ伝えるRNAです。

真核生物の場合、転写は主に細胞核内で行われます。

整理すると、次のようになります。

項目	転写
元になるもの	DNA
作られるもの	mRNA
主な場所	細胞核内
役割	遺伝情報を写し取る

翻訳とはmRNAからタンパク質を作る過程

翻訳とは、mRNAの情報をもとにして、アミノ酸を順番につなぎ、タンパク質を合成する過程です。

翻訳は、細胞内のリボソームで行われます。

整理すると、次のようになります。

項目	翻訳
元になるもの	mRNA
作られるもの	タンパク質
主な場所	リボソーム
役割	アミノ酸をつなげてタンパク質を作る

転写と翻訳の覚え方

転写と翻訳は、次のようにイメージすると覚えやすいです。

• 転写：設計図をコピーする
• 翻訳：コピーを読んで製品を作る

工場にたとえると、DNAは元の設計図、mRNAはコピーされた作業指示書、リボソームは製造ライン、タンパク質は完成品のようなイメージです。

DNAとRNAの違い

DNAとRNAは、どちらも核酸と呼ばれる物質です。

ただし、構造や含まれる塩基に違いがあります。

試験では、この違いが正誤問題として問われやすいです。

DNAの特徴

DNAは、デオキシリボ核酸のことです。

主に遺伝情報を保存する役割を持ちます。

DNAの主な特徴は、次のとおりです。

項目	DNA
正式名称	デオキシリボ核酸
構造	二重らせん構造
塩基	A・G・C・T
特徴	遺伝情報を保存する

DNAに含まれる塩基は、次の4種類です。

• A：アデニン
• G：グアニン
• C：シトシン
• T：チミン

特に、DNAにはチミンが含まれるという点は重要です。

RNAの特徴

RNAは、リボ核酸のことです。

DNAの情報を伝えたり、タンパク質合成に関わったりします。

RNAの主な特徴は、次のとおりです。

項目	RNA
正式名称	リボ核酸
構造	一本鎖
塩基	A・G・C・U
特徴	遺伝情報の伝達やタンパク質合成に関わる

RNAに含まれる塩基は、次の4種類です。

• A：アデニン
• G：グアニン
• C：シトシン
• U：ウラシル

RNAでは、DNAのチミンの代わりにウラシルが使われます。

DNAとRNAの違いを表で整理

DNAとRNAの違いをまとめると、次のようになります。

項目	DNA	RNA
正式名称	デオキシリボ核酸	リボ核酸
主な構造	二重らせん構造	一本鎖
含まれる塩基	A・G・C・T	A・G・C・U
特徴的な塩基	チミン	ウラシル
主な役割	遺伝情報の保存	遺伝情報の伝達・タンパク質合成への関与

試験対策では、まず次の2点を押さえましょう。

• DNAは二重らせん構造で、チミンを含む
• RNAは一本鎖で、ウラシルを含む

この2つは、ひっかけ問題で特に狙われやすいポイントです。

タンパク質合成の基本

タンパク質は、生物の体の構造や働きを支える重要な物質です。

酵素、筋肉、ホルモン、細胞内のさまざまな機能に関わります。

mRNAが遺伝情報を運ぶ

タンパク質を作るには、まずDNAの情報がmRNAに写し取られます。

このmRNAが、タンパク質合成のための情報を運ぶ役割をします。

mRNAは「メッセンジャーRNA」とも呼ばれ、日本語では伝令RNAと表現されます。

リボソームでアミノ酸がつながる

mRNAの情報をもとに、リボソームでアミノ酸が順番につながります。

アミノ酸が多数結合することで、タンパク質が作られます。

試験では、次の対応関係を押さえておくとよいです。

用語	役割
mRNA	DNAの情報を伝える
アミノ酸	タンパク質の材料
リボソーム	タンパク質合成の場所
タンパク質	細胞や体の働きを担う物質

タンパク質合成でよく問われるポイント

タンパク質合成では、次のような問題が出やすいです。

• タンパク質はリボソームで合成される
• mRNAの情報をもとにアミノ酸がつながる
• 転写はDNAからmRNAを作る過程である
• 翻訳はmRNAからタンパク質を作る過程である

「どの用語が、どの段階に関係するのか」を整理しておきましょう。

細胞の構造と小器官の役割

細胞は、生物を構成する基本単位です。

細胞の中には、それぞれ異なる役割を持つ構造があります。これを細胞小器官といいます。

細胞小器官は、工場の設備にたとえると覚えやすいです。

核はDNAを保管する場所

核は、DNAを保管している場所です。

真核細胞では、DNAは主に核の中に存在します。

工場にたとえると、核は設計図を保管する管理室のような役割です。

ミトコンドリアはATPを産生する

ミトコンドリアは、呼吸によってエネルギーを取り出し、ATPを産生する細胞小器官です。

ATPとは、細胞が活動するために使うエネルギーの受け渡しに関わる物質です。

ミトコンドリアは、よく「細胞の発電所」と表現されます。

試験では、次のような対応関係で覚えましょう。

細胞小器官	役割
ミトコンドリア	ATPを産生する

葉緑体は光合成を行う

葉緑体は、植物細胞に存在する細胞小器官です。

光エネルギーを利用して有機物を合成する光合成を行います。

動物細胞には基本的に葉緑体はありません。

細胞小器官	役割
葉緑体	光合成を行う

リボソームはタンパク質を合成する

リボソームは、タンパク質を合成する場所です。

セントラルドグマの「翻訳」に関わる重要な構造です。

細胞小器官	役割
リボソーム	タンパク質を合成する

「タンパク質合成＝リボソーム」は、試験で非常に狙われやすい組み合わせです。

細胞膜は物質の出入りを調整する

細胞膜は、細胞の内側と外側を区切る膜です。

脂質二重層からなり、物質の出入りを調整する役割を持ちます。

簡単にいうと、細胞膜は細胞の境界であり、必要な物質を取り入れたり、不要な物質を外へ出したりする働きがあります。

細胞壁は細胞を支える硬い構造

植物細胞では、細胞膜の外側に細胞壁があります。

細胞壁は、細胞を保護したり、形を支えたりする硬い構造です。

細胞膜と細胞壁は混同しやすいので、次のように整理しましょう。

構造	主な役割
細胞膜	物質の出入りを調整する
細胞壁	細胞を支え、形を保つ

真核細胞と原核細胞の違い

細胞は、大きく分けて真核細胞と原核細胞に分類できます。

この違いも試験でよく問われます。

真核細胞は明確な核を持つ

真核細胞は、明確な核を持つ細胞です。

動物や植物の細胞は、基本的に真核細胞です。

項目	真核細胞
核	あり
代表例	動物、植物など
特徴	DNAが核内に存在する

原核細胞は明確な核を持たない

原核細胞は、明確な核を持たない細胞です。

大腸菌などの細菌、いわゆるバクテリア類が代表例です。

項目	原核細胞
核	なし
代表例	細菌、大腸菌など
特徴	DNAが核に包まれていない

核の有無で覚える

真核細胞と原核細胞の違いは、まず核の有無で覚えましょう。

比較項目	真核細胞	原核細胞
明確な核	あり	なし
代表例	動物、植物	細菌、大腸菌
構造	比較的複雑	比較的単純

試験では、「原核細胞は核を持つ」といった誤った選択肢に注意が必要です。

試験で狙われやすいポイント

バイオテクノロジー分野では、用語の意味を入れ替えたひっかけ問題が出ることがあります。

そのため、単語だけを覚えるのではなく、用語と役割をセットで覚えることが重要です。

DNAとRNAの違いを問う問題

DNAとRNAでは、構造と塩基の違いがよく問われます。

最低限、次の内容は押さえましょう。

項目	覚えるポイント
DNA	二重らせん構造、チミンを含む
RNA	一本鎖、ウラシルを含む

特に、RNAにはチミンではなくウラシルが含まれるという点は重要です。

転写と翻訳のひっかけ問題

転写と翻訳は、意味が逆にされやすい用語です。

用語	内容
転写	DNAからmRNAを作る
翻訳	mRNAからタンパク質を作る

「翻訳はDNAからRNAを作る」といった選択肢は誤りです。

細胞小器官の役割の入れ替えに注意

細胞小器官の役割も、入れ替えられやすいポイントです。

細胞小器官	役割
ミトコンドリア	ATPを産生する
リボソーム	タンパク質を合成する
葉緑体	光合成を行う
核	DNAを保管する
細胞膜	物質の出入りを調整する

特に、ミトコンドリアとリボソームの役割は混同しないようにしましょう。

最低限覚えたい頻出セット

試験前には、次のセットを確認しておくとよいです。

頻出セット	内容
セントラルドグマ	DNA → RNA → タンパク質
転写	DNA → mRNA
翻訳	mRNA → タンパク質
DNA	二重らせん、チミン
RNA	一本鎖、ウラシル
リボソーム	タンパク質合成
ミトコンドリア	ATP産生
葉緑体	光合成
真核細胞	核あり
原核細胞	核なし

FAQ

バイオテクノロジーは暗記だけで対応できますか？

基本用語の暗記は必要です。

ただし、単語だけを覚えるよりも、DNA、RNA、タンパク質、リボソームなどの役割を関連づけて理解することが重要です。

技術士第一次試験では、用語の意味を入れ替えた選択肢が出ることもあるため、用語と役割のセットで覚えると対応しやすくなります。

DNAとRNAの違いで最も重要な点は何ですか？

試験対策では、まず次の2点が重要です。

• DNAは二重らせん構造で、チミンを含む
• RNAは一本鎖で、ウラシルを含む

特に、RNAにはチミンではなくウラシルが含まれる点は、正誤問題で問われやすいです。

転写と翻訳の違いは何ですか？

転写は、DNAの情報をもとにmRNAを作る過程です。

翻訳は、mRNAの情報をもとにリボソームでタンパク質を作る過程です。

簡単に整理すると、次のようになります。

用語	内容
転写	DNA → mRNA
翻訳	mRNA → タンパク質

タンパク質はどこで合成されますか？

タンパク質は、主にリボソームで合成されます。

mRNAの情報をもとに、アミノ酸が順番につながることでタンパク質が作られます。

試験では、「リボソーム＝タンパク質合成」と覚えておくとよいです。

真核細胞と原核細胞の違いは何ですか？

最も大きな違いは、明確な核の有無です。

真核細胞は明確な核を持ち、動物や植物の細胞が該当します。

原核細胞は明確な核を持たず、大腸菌などの細菌が代表例です。

ミトコンドリアの役割は何ですか？

ミトコンドリアは、呼吸によってエネルギーを取り出し、ATPを産生する細胞小器官です。

よく「細胞の発電所」と表現されます。

試験対策では、ミトコンドリア＝ATP産生という対応を押さえておきましょう。

技術士第一次試験ではどこまで覚えればよいですか？

まずは、次の内容を優先して覚えるとよいでしょう。

• セントラルドグマ
• DNAとRNAの違い
• 転写と翻訳の違い
• タンパク質合成とリボソームの関係
• ミトコンドリア、葉緑体、細胞膜などの役割
• 真核細胞と原核細胞の違い

技術士第一次試験では、大学の専門課程レベルの細かい分子生物学まで深く問われるというより、基本用語の意味と対応関係が問われることが多いです。

そのため、最初から細かい反応機構まで覚えようとするよりも、まずは次のような対応を正確に押さえることが重要です。

用語	最低限覚える内容
セントラルドグマ	DNA → RNA → タンパク質
転写	DNAからmRNAを作る
翻訳	mRNAからタンパク質を作る
DNA	二重らせん構造、チミンを含む
RNA	一本鎖、ウラシルを含む
リボソーム	タンパク質合成の場所
ミトコンドリア	ATPを産生する
葉緑体	光合成を行う
真核細胞	明確な核を持つ
原核細胞	明確な核を持たない

余裕があれば、mRNA、アミノ酸、細胞膜、細胞壁などもあわせて整理しておくと、選択肢の判断がしやすくなります。

まとめ

バイオテクノロジー分野は、機械系・物理系の受験者にとっては専門外に感じやすいテーマです。

しかし、技術士第一次試験で問われる内容の多くは、難解な生物学の詳細ではなく、DNA、RNA、タンパク質、細胞小器官などの基本用語を正しく理解しているかという点です。

特に重要なのは、次の内容です。

項目	覚えるポイント
セントラルドグマ	DNA → RNA → タンパク質
転写	DNAの情報をもとにmRNAを作る
翻訳	mRNAの情報をもとにタンパク質を作る
DNA	二重らせん構造、A・G・C・Tを含む
RNA	一本鎖、A・G・C・Uを含む
リボソーム	タンパク質を合成する
ミトコンドリア	ATPを産生する
葉緑体	光合成を行う
細胞膜	物質の出入りを調整する
真核細胞	明確な核を持つ
原核細胞	明確な核を持たない

まずは、「DNA → RNA → タンパク質」というセントラルドグマの流れを理解しましょう。

そのうえで、DNAとRNAの違い、転写と翻訳の違い、リボソームやミトコンドリアなどの役割を整理すると、バイオテクノロジー分野の問題に対応しやすくなります。

試験では、用語を入れ替えたひっかけ問題も出やすいため、単語だけを覚えるのではなく、次のようにセットで確認することが大切です。

• DNAは遺伝情報を保存する
• RNAは情報の伝達やタンパク質合成に関わる
• 転写はDNAからmRNAを作る
• 翻訳はmRNAからタンパク質を作る
• リボソームはタンパク質を合成する
• ミトコンドリアはATPを産生する
• 原核細胞は明確な核を持たない

バイオテクノロジーは、最初は用語が多く難しく感じるかもしれません。
しかし、頻出ポイントはある程度決まっています。

まずはこの記事で紹介した基本事項を押さえ、過去問でどのように出題されているかを確認していくと、理解が定着しやすくなります。