I
(1)2
人でじゃんけんを1
回するときを考える。あいこになる,すなわち勝敗が決まらない確率は ア
イ であり,勝敗が決まる確率は ウ
エ である。
(2)
3
人でじゃんけんを1
回するときを考える。グー,チョキ,パーの3
つの手すべてが出てあいこになる確率は オ
カ である。また,1人だけが勝つ確
率は キ
ク であり,少なくとも
1
人が負ける確率は ケコ である。
(3)
4
人でじゃんけんを1
回するときを考える。グー,チョキ,パーの3
つの手すべてが出てあいこになる確率は サ
シ である。また,少なくとも
1
人が負ける確率は スセ
ソタ である。
グー チョキ パー
11月22日実施
II
O
を原点とする座標平面上で,4点A(3
,
1),B(1
,
3),C(0
,
2),D(2
,
0)
を考える。 直線AC
と直線BD
の交点をE
とする。平面上の点P(
x, y
)
の位置ベクトル−→
OP
を−→
OA,
−→
OB
を用いて−→
OP =
s
−→
OA +
t
−→
OB
と表したとき,
s
,
t
は1
6
<
=
s <
= 1
,0<
=
t <
= 1
を満たしているとする。さらに,−→
EP
を−→
EA,
−→
EB
を用いて−→
EP =
u
−→
EA +
v
−→
EB
と表したとき,
u
,
v
はuv <
= 0
を満たしているとする。(1)
−→
OE =
⎛⎝ ア イ
,
ウ エ
⎞
⎠である。
(2)
s
,t
およびu
,v
はそれぞれx
,y
を用いて表すことができる。特にs
=
オカ
x
−
キク
y,
v
=
ケコ
x
+
サシ
y
−
ス セとなる。
(3)
x
の最大値は ソ である。(4)
x
の最小値は タ である。x
が最小となるとき,y
=
チツ である。
(5)
y
の最大値は テト である。
y
が最大となるとき,x
=
ナニ
III
O
を原点とする座標平面上で,点A
2
3
,
5
と円
x
2−
10
3
x
+
y
2
−
4
y
+
16
9
= 0
· · · ·
1
を考える。この円の中心を
B
とする。(1)
B
の座標は ⎛⎝ ア
イ
,
ウ ⎞⎠である。また,
1
の半径はエ で
ある。
(2)
A
を通る傾きm
の直線の方程式はy
=
mx
−
オカ
m
+
キである。この直線と
1
が異なる2
点で交わるとき,m
のとりうる値の範囲はm <
クケコ または サ
< m
である。
(3)
A
を通る1
の接線は2
本ある。それぞれの接点をx
座標が小さい方から順に
P,Q
とすると,これらの点の座標はそれぞれP
⎛⎝ シス
セ
,
ソ ⎞⎠
,
Q
⎛⎝ タ
チ
,
ツ ⎞⎠
である。点
R
が直線PQ
上を動くとき,OR + BRの最小値はテトナ
ニ と
!
次の各問いの答えとして最も適当なものを,それぞれの解答群の中から1つ選びマー クせよ。図のように,水平とα0の角をなすあらい斜面上に小物体(質量m)を置いた。小物 体と斜面との間の静止摩擦係数をµ,動摩擦係数をµ′とし,重力加速度の大きさをg
とする。小物体は静止しており,tanα0<µ であった。
0
小物体(質量m)
( 小物体にはたらく重力の大きさはいくらか。 1
! mg " mgsinα0 # mgcosα0 $ µmgsinα0
% µmgcosα0 & m g
sinα0 ' mg cosα0
) 斜面が小物体に及ぼす垂直抗力の大きさはいくらか。 2 ! mg " mgsinα0 # mgcosα0 $ µmgsinα0
% µmgcosα0 & m g
sinα0 ' mg cosα0
物
理
*
-* 小物体にはたらく静止摩擦力の大きさはいくらか。 3 ! mg " mgsinα0 # mgcosα0 $ µmgsinα0
% µmgcosα0 & m g
sinα0 ' mg cosα0
次に小物体を持ち上げ,斜面の角を大きくし,α1(<90°)にした。その斜面に小物 体を静かに置いたところ,小物体はすべり始めた。
+ 斜面に平行な小物体の加速度の大きさはいくらか。ただし,斜面下向きを正とする。 4
! g(sinα1−µ′cosα1) " g(cosα1−µ′sinα1) # g(sinα1+µ′cosα1) $ g(cosα1+µ′sinα1) % gsinα1 & gcosα1
, すべり始めた位置から斜面に沿って距離Lだけ進んだときの小物体の速さはいく
らか。 5
! !gL(sinα1−µ′cosα1) " !gL(cosα1−µ′sinα1)
# !gL(sinα1+µ′cosα1) $ !gL(cosα1+µ′sinα1)
% !2gL(sinα1−µ′cosα1) & !2gL(cosα1−µ′sinα1)
' !2gL(sinα1+µ′cosα1) ( !2gL(cosα1+µ′sinα1)
抵抗
導体棒
l
Q
P B
滑車p
滑車q
!
以下の 6 から 12 にあてはまる最も適当な答えを,それぞれの解答群 の中から1つ選びマークせよ。ただし,同じものを何度選んでもよい。図のように水平で一様な磁束密
度B の 磁 場 の 中 で,長 さl,質
量mで抵抗が無視できる導体棒
PQが,水平を維持しながら鉛直
方向に落下している。また,導体
棒は常にB に垂直である。導体
棒の両端には軽くて十分に長い導
線がつけられており,導線は導体
でできたなめらかで軽い滑車p,qにかけられて,導体棒がなめらかに運動できるよう
になっている。導体でできた滑車p,qの間には台に固定された抵抗値R の抵抗が接
続されており,2本の導線,導体棒,抵抗により閉じた回路PQqpがつくられている。
滑車を取り付けている台は絶縁体でできており,また,滑車の左側にのばされた導線は
互いに接触しないものとする。導体棒は鉛直方向にのみ運動して導線はたるまないもの
とし,重力加速度の大きさはgとする。
" 導体棒の落下速度の大きさがvであるとき,導体棒PQの両端に生じる誘導起電
力 の 大 き さV は 6 で あ る。こ の と き 抵 抗 に 流 れ る 電 流 の 大 き さI は
7 となり,この電流により導体棒が磁場から受ける力の大きさf は 8
となる。また,電流の向きは 9 となる。f と導体棒にはたらく重力の大きさ
mgが等しいとき,導体棒の落下速度の大きさは 10 で一定となる。
# 次に,導体棒を手で持って静止させた後,導体棒に上向きの力がはたらくよう抵抗 と直列に電池を接続した。電池の起電力をE とし,内部抵抗は無視できるものとす
る。また,手による磁場への影響はないものとする。このとき導体棒を流れる電流の
大きさは 11 であり,静かに手をはなしても導体棒が静止し続けるには,抵抗
6 , 8 の解答群
! vB2l2 " IB2l2 # vB2l $ IB2l % vBl
& IBl ' v l
B (
I l
B ) 0
7 の解答群
! 0 " VR # V $ V
R %
V
R2 & V2
R
9 の解答群
! Q→P→p→q " P→Q→q→p
10 の解答群
! l B
mgR "
l2B2
mgR #
l2B2R
mg $
l B R mg
% mgR
l B &
mgR
l2B2 '
mg
l2B2R ( mg l B R
11 の解答群
! 0 " E R # E $ E 2
R %
E
R2 & E R
12 の解答群
! mgE
l B "
mgE
l2B2 #
mg
l2B2E $ mg l B E
% l B
mgE &
l2B2
mgE '
l2B2E
mg (
シリンダー
ピストン 理想気体
p0
)
次の各問いの答えとして最も適当なものを,それぞれの解答群の中から1つ選びマー クせよ。なめらかに動くピストン(断面積S)のついたシ
リンダーがある。図のように,ばね定数kのばね
がピストンに取り付けられており,ばねの他端はシ
リンダーの右端に固定されている。
ピストンによって,シリンダー内に物質量nの
単原子分子理想気体が閉じ込められている。なお,
ピストンの右側の気圧は大気圧で,一定値p0である。また,シリンダーとピストンで
の熱の出入りはない。
はじめピストンは静止しており,ばねは自然の長さからxA縮んでいた。このときの
気体の状態をAとする。気体定数をR として以下の問いに答えよ。
* 状態Aの気体の圧力はいくらか。 13
! k xA " k xA
S # k S xA $ p0+k xA
% p0+k xA
S & p0+k S xA ' p0S+k xA ( p0S+k S xA
+ 状態Aの気体の絶対温度はいくらか。ただし,状態Aの気体の圧力をpA,体積を
VAとする。 14
! pA
VA " pAVA #
pAVA
R $
R pAVA
% n pAVA
R & R
n pAVA '
pAVA
nR (
nR pAVA
, 状態Aの気体の内部エネルギーはいくらか。ただし,状態Aの気体の絶対温度を
TAとする。 15
! 12RTA " 2
3RTA # 3
2RTA $ 5 2RTA
次に,気体に熱量Q(>0)をゆっくりと加えたところ,ピストンは右へ移動し静止
した。このとき,ばねは自然の長さからxB縮んでいた。この気体の状態をBとする。
) A→Bでの気体の圧力と体積の関係をあらわすグラフ(縦軸:圧力,横軸:体積)
は次のどれか。 16
!
0
"
0
#
0
$
0
%
0
&
0
* A→Bで気体が外部にした仕事はいくらか。 17
! p0xB+ 1
2k xB2 " p0(xB−xA)+ 1
2k(xB2−xA2)
# p0(xB−xA)+ 1
2k S(xB2−xA2) $ p0S xB+ 1 2k xB2
% p0S(xB−xA)+12k(xB2−xA2) & p0S(xB−xA)+12k S(xB2−xA2)
+ A→Bで気体の絶対温度はいくら上昇したか。ただし,A→Bで気体が外部にした
仕事をWABとする。 18
! 3Q
nR " Q
2nR # 2Q
3nR $ 3Q 2nR
% Q−WAB
3nR &
Q−WAB
2nR '
2(Q−WAB) 3nR (
!
次の設問 1 ∼ 6 について最も適切なものを解答群から選び,解答欄 にマークせよ。ただし,同じものを何度選んでもよい。1 物質の分離・精製に関する次の記述のうち,正しいものの組合せはどれか。
a 食塩水を沸騰させ,その水蒸気を冷却することにより純水を取り出す操作を蒸留
という。
b お茶の葉に熱湯を注いで,湯に溶ける色素や味の成分を溶かし出す操作を抽出と
いう。
c 黒色のインク中に含まれているいろいろな色素を,ろ紙への付着のしやすさの違
いにより分離する操作をろ過という。
d 少量の塩化ナトリウムが混ざっている硝酸カリウムを熱水に溶かし,冷却するこ
とにより純粋な硝酸カリウムを分離する操作を分留という。
e 原油からガソリンの分離や液体空気から窒素の分離には,昇華の現象が用いられ
る。
化
学
!
2 分子の融点・沸点に関する次の記述のうち,正しいものの組合せはどれか。
a NaF,NaCl,NaBrの結晶では,両イオン間の距離が最も大きいNaBrの融点が
最も低い。
b 1 ブタノール,2 ブタノール,2 メチル 2 プロパノールでは,枝分かれのな
い炭素鎖をもつ1 ブタノールの沸点が最も低い。
c 分子結晶であるヨウ素や斜方硫黄の融点は,イオン結晶である塩化ナトリウムの
融点より高い。
d ケイ素は,黒鉛のような平面層状構造をもっているため,その融点は正四面体構
造の共有結合でできているダイヤモンドの融点より低い。
e NH3,PH3,AsH3においてNH3の沸点が最も高いのは,分子間に水素結合がは
たらいているからである。
3 物質の量に関する次の記述のうち,正しいものの組合せはどれか。ただし,
原子量はH=1.0,C=12,O=16,Na=23,Cl=35.5,Ca=40とする。また,気体
はすべて理想気体とする。
a 水100gに5.0gの塩化ナトリウムを溶かした溶液の質量パーセント濃度は
5.0%である。
b 0.10mol/L水酸化ナトリウム水溶液100mL中には,0.040gの水酸化ナトリウ
ムが含まれている。
c 標準状態で11.2Lのメタンガスを完全燃焼させる場合,標準状態で22.4Lの酸
素が必要である。
d 天然に存在する塩素には,35
Clと37Clの2種類の同位体があり,それらの存在比
は35
Cl:37Cl=1:3である。
e 1.00molの炭酸カルシウムに塩酸を十分加えて完全に反応させたとき,標準状
4 ハロゲンとその化合物の性質に関する次の記述のうち,正しいものの組合せ
はどれか。
a ハロゲン化水素の水溶液における酸としての強さは,HI<HBr<HCl<HFの順
に強くなる。
b KClの水溶液に臭素水を加えるとCl2が遊離する。
c AgF,AgCl,AgBr,AgIのうち,AgF以外のハロゲン化銀は,水に溶けにくい。
d ハロゲン原子は7個の価電子をもち,その価電子を失い,希ガス元素の原子と同
じ電子配置をとりやすい。
e ハロゲンの単体はいずれも二原子分子で,多くの元素と化合してハロゲン化物を
つくりやすい。
5 化学反応の速度に関する次の記述のうち,正しいものの組合せはどれか。
a 一般に,固体が関係する反応では,固体の質量が同じならば,その表面積を大き
くすると,反応速度は大きくなる。
b 温度が一定のとき,反応物の濃度に比例して,反応速度定数は大きくなる。
c 触媒を用いると反応の仕組みが変わり,活性化エネルギーがより大きい別の経路
で反応が進む。
d 過マンガン酸カリウムの硫酸酸性溶液にシュウ酸水溶液を加えて,赤紫色の消え
る速度を比べたとき,50℃より30℃の方が速い。
e 温度が10℃上がるごとに反応速度が3倍になる気体の反応がある。60℃のとき
6 コロイドに関する次の記述のうち,正しいものの組合せはどれか。
a コロイド溶液を限外顕微鏡で観察すると,コロイド粒子が不規則に動いており,
この現象をチンダル現象という。
b 水酸化鉄(Ⅲ)のコロイド粒子は水酸化物イオンが多く存在しているため,負の電
荷を帯びている。
c 疎水コロイドを凝析しにくくする作用を示す親水コロイドを,保護コロイドとい
う。
d コロイド溶液を電気泳動すると,正の電荷を帯びたコロイド粒子は陰極に移動す
る。
e コロイド粒子は,その直径が10−9∼10−6
m程度であるため,ろ紙の目は通らな
いが,セロハン膜に開いている微細な穴は通る。
1 ∼ 6 に対する解答群
!
アルミニウムおよび銅に関する次の文章中の空欄 7 ∼ 17 にあてはま る最も適切なものを,それぞれの解答群から選び,解答欄にマークせよ。ただし,同じものを何度選んでもよい。また,原子量はO=16,Al=27,S=32,Fe=56,Cu=63.5と
する。
アルミニウムは地殻中に最も多く存在する金属元素で,その単体は工業的に次のよう
につくられる。まず,ボーキサイト(主成分:Al2O3・nH2O)を濃い水酸化ナトリウム
水溶液で処理した後,高温で加熱すると酸化アルミニウムが得られる。続いて,炭素を
電極として,酸化アルミニウムを融解塩電解すると純粋なアルミニウムが得られる。陰
極と陽極で起こる反応は,
(陰極) Al3+ + 3e− "# Al
(陽極) C + 2O2− "# CO2+ 4e− または C + O2− "# CO + 2e−
と表される。陽極で二酸化炭素のみが生成した場合,二酸化炭素を理想気体として考え
ると,1molの純粋な酸化アルミニウムがすべてアルミニウムに変化したとき,理論的
に二酸化炭素は標準状態で 7 L発生する。
アルミニウムは,空気中では表面にちみつな被膜を生じ,内部が保護される。この状
態は不動態といわれる。特に,人工的に厚い酸化被膜をつけた製品を 8 という。
また,アルミニウムと少量の銅などとの合金は 9 といい,軽量で強度が大きい
ので,航空機などの機体に利用されている。
一方,銅の単体は工業的に次のようにつくられる。まず,溶鉱炉に黄銅鉱(主成分:
CuFeS2),石灰石,ケイ砂,コークスを入れて熱風を送り,生成する硫化銅(Ⅰ)を転
炉に移して空気を送りながら加熱すると銅が生成し,化学反応式は,
4CuFeS2+ 9O2"#2Cu2S + 2Fe2O3+ 6SO2
Cu2S + O2"#2Cu + SO2
理論的に 10 kgの銅が得られることになる。実際に得られる銅は他の金属を少
量含む粗銅で,純銅は粗銅を電解精錬することで得られる。たとえば,図Ⅱのように,
不純物として銀と亜鉛が均一に分布している粗銅板と純銅板を電極に用いて硫酸酸性の
硫酸銅(Ⅱ)水溶液中で電解精錬を行うと,粗銅板が溶け出し純銅板に純銅が析出する。
このとき,粗銅板に含まれていた銀は 11 し,亜鉛は 12 する。
陰 極 陽 極
硫酸酸性硫酸銅(Ⅱ)水溶液
図Ⅱ
銅は乾燥した空気中で,常温では変化しにくいが,1000℃以上の高温で加熱した場合
には 13 を生じる。一方,銅(Ⅱ)イオンを含む水溶液に水酸化ナトリウム水溶液
を加えると青白色の 14 の沈殿が生じ,この沈殿を含む水溶液を加熱すると沈殿
は黒色の 15 に変化する。また,銅(Ⅱ)イオンを含む水溶液にアンモニア水を加
えると沈殿が生じ,さらにアンモニア水を過剰に加えていくと沈殿が溶けて深青色
の水溶液になる。この水溶液中では,1個の銅(Ⅱ)イオンにNH3が 16 で 17 個
結合している。
7 に対する解答群
! 7.5 " 11.2 # 14.9 $ 22.4 % 33.6 & 44.8 ' 56.0 ( 67.2
8 および 9 に対する解答群
10 に対する解答群
! 2.9 " 4.3 # 5.8 $ 8.7 % 17.3 & 26.0 ' 34.6 ( 43.3
11 に対する解答群
! Ag2SO4として陰極側に沈殿 " Ag2SO4として陽極側に沈殿 # Agとして陰極側に沈殿 $ Agとして陽極側に沈殿
% Ag+として電解液中に溶出
12 に対する解答群
! ZnSO4として陰極側に沈殿 " ZnSO4として陽極側に沈殿 # Znとして陰極側に沈殿 $ Znとして陽極側に沈殿
% Zn2+として電解液中に溶出
13 ∼ 15 に対する解答群
! CuO " Cu2O # CuOH $ Cu(OH)2 % CuSO4 & Cu2SO4 ' CuS ( Cu2S
16 に対する解答群
! イオン結合 " 配位結合 # 水素結合 $ 金属結合 % ファンデルワールス力
17 に対する解答群
!
電解質に関する文章!1および!2中の空欄 18 ∼ 29 にあてはまる最も 適切なものを,それぞれの解答群から選び,解答欄にマークせよ。ただし,同じものを何度選んでもよい。また,log103=0.48とする。
!1 Na2CO3やNa2SO4は,2価の酸と1価の塩基がつくる塩である。これらの塩は, 化学式に酸のHも塩基のOHも残っていないので 18 と呼ばれる。一方,
NaHCO3やNaHSO4のように酸のHが残った 19 も存在し,NaHCO3の水
溶液は 20 を,NaHSO4の水溶液は 21 を示す。
!2 弱電解質を水に溶かすと,電離度に応じて,その一部が電離する。電離度は温度や 電解質の濃度により変化するが,温度が一定の場合,電解質は物質固有の平衡定数を
もって電離する。この定数を,電離定数という。
アンモニアの希薄溶液では,電離平衡が移動しても水のモル濃度[H2O]は,ほぼ
一定値とみなせるので,アンモニアのモル濃度を[NH3],アンモニウムイオンのモ
ル濃度を[NH4+],水酸化物イオンのモル濃度を[OH−]とすれば,アンモニアの
電離定数(Kb)は, 22 で表すことができる。アンモニア水溶液の濃度を
c〔mol/L〕,アンモニアの電離度をα とすると式!が得られる。
α=!Kb
c !
純水もわずかに電離し,電離平衡の状態になっているため,弱電解質と同様に一定
の電離定数を示す。しかし,水の電離度は非常に小さく,水のモル濃度[H2O]は,
ほぼ一定値とみなせるので,水素イオンのモル濃度を[H+],水酸化物イオンのモル
濃度を[OH−]で表すと,式"のように示すことができ,Kwを水の 23 とい
う。25℃に お い て はKw=1.0×10−14(mol/L)2と な る が,20℃の 純 水 に お い て
[H+]=8.25×10−8mol/Lで あ る た め,20℃に お け るKwは 24 (mol/L)2と
なる。
25℃におけるアンモニアの電離定数をKb=1.80×10−5mol/Lとすると,アンモニ
ア 水 溶 液 の 濃 度 が4.50×10−2
mol/Lの 場 合,α は 25 ,[OH−]は
26 mol/Lとなる。また,この水溶液の25℃におけるpHは,およそ 27
である。
一方,酢酸の電離定数をKa,酢酸水溶液の濃度をc〔’ mol/L〕とすると,酢酸の電
離度α’は式!のように表すことができる。
α’=!Ka
c’ !
酢酸水溶液の濃度が3.57×10−2
mol/Lで,25℃のときに,この酢酸水溶液のpH
が3.00であった場合,α’は 28 ,Kaは 29 mol/Lとなる。
18 および 19 に対する解答群
" 塩基性塩 # 酸性塩 $ 正 塩 % 複 塩 & 錯 塩
20 および 21 に対する解答群
" 酸 性 # 中 性 $ 塩基性
22 に対する解答群
" Kb=
[NH4+]
[NH3] # Kb
=[OH−]
[NH3] $ Kb
=[OH−] [NH4+]
% Kb=
[NH3]
[NH4+] & Kb=
[NH3]
[OH−] ' Kb=
[NH4+] [OH−]
( Kb=
[NH4+][OH−]
[NH3] ) Kb=
[NH3][OH−]
[NH4+] * Kb=
[NH3][NH4+] [OH−]
! Kb=[ [NH3]
NH4+][OH−] + Kb
= [NH4+]
[NH3][OH−] , Kb
23 に対する解答群
" イオン指数 # イオン積 $ 電離式 % 電離指数
24 に対する解答群
" 2.9×10−15 # 6.8×10−15 $ 1.0×10−14 % 1.5×10−14 & 2.9×10−8 ' 6.8×10−8 ( 1.0×10−7 ) 1.5×10−7
25 に対する解答群
" 1.41×10−4 # 2.00×10−4 $ 1.41×10−3 % 2.00×10−3 & 1.41×10−2 ' 2.00×10−2 ( 1.41×10−1 ) 2.00×10−1 * 1.41 ! 2.00
26 に対する解答群
" 1.11×10−11 # 8.85×10−11 $ 1.11×10−10 % 8.85×10−10 & 1.11×10−9 ' 8.85×10−9 ( 1.11×10−8 ) 8.85×10−8 * 9.00×10−7 ! 1.13×10−6 + 1.13×10−5 , 9.00×10−5 - 1.13×10−4 . 9.00×10−4
27 に対する解答群
" 1 # 2 $ 3 % 4 & 5
' 6 ( 7 ) 8 * 9 ! 10
+ 11 , 12 - 13 . 14
28 および 29 に対する解答群
!
酸素を含む有機化合物に関する次の文章!1および!2中の空欄 30 ∼ 40 にあてはまる最も適切なものを,それぞれの解答群から選び,解答欄にマークせよ。ただし,同じものを何度選んでもよい。
!1 有機化合物は構造中の官能基がそれぞれ特徴的な反応性を示すので,これを利用し て官能基の存在を知ることができる。たとえば,アルコールは単体のナトリウムと反
応して 30 を発生することから,ヒドロキシ基の存在を知ることができる。し
かし,常温ではヒドロキシ基以外に 31 も単体のナトリウムと反応するので,
アルコールの定性反応には注意を必要とする。また,フェノールも単体のナトリウム
と反応するが,フェノールに対して 32 または 33 を作用させて得られ
た化合物は,常温では単体のナトリウムと反応しなくなる。
ナトリウムフェノキシドの水溶液に二酸化炭素を通じると,フェノールが遊離する。
また,炭酸水素ナトリウムに酢酸を加えると二酸化炭素を発生する。このことから酸
の強さは 34 の順に強いことがわかる。エタノール水溶液とフェノール水溶液
!2 一般式CnH2n+2Oで表される炭素数が1∼3の化合物A∼Eがある。図Ⅳに示すよ うに,これらを硫酸酸性の二クロム酸カリウム水溶液中で穏やかに加熱したところ化
合物F∼Ⅰが得られた。このとき,化合物Eは反応しなかった。化合物F∼Ⅰのうち,
化合物F∼Hはフェーリング液と 反 応 し,フ ェ ー リ ン グ 液 中 の 銅(Ⅱ)イ オ ン を
36 沈殿が生じた。一方,化合物HおよびⅠは,水酸化ナトリウム水溶液中で
ヨウ素を加えて加熱すると黄色沈殿を生じた。次に,化合物F∼Ⅰを,再度,硫酸酸
性の二クロム酸カリウム水溶液と反応させたところ,化合物Ⅰのみ反応しなかった。
また,化合物J∼Lのうち,化合物Jのみ銀鏡反応を示した。以上の結果から,化合
物A∼Dのうち,構造異性体の関係にあるものは化合物 37 であることがわか
る。また,化合物Eは分子内に 38 をもつことがわかる。酢酸エチルを得るた
めには,化合物A∼Lのうち化合物 39 と 40 とを混合し,少量の濃硫
酸を加えて加熱すればよい。
図Ⅳ
化合物A 化合物B 化合物C 化合物D 化合物E
K2Cr2O7,H2SO4,加熱
化合物F 化合物G 化合物H 化合物Ⅰ 反応しない
化合物J 化合物K 化合物L 反応しない
30 に対する解答群
" H2 # N2 $ O2 % CO2 & Cl2
31 および 38 に対する解答群
" 炭素原子間の二重結合 # エーテル結合
$ カルボキシ基(カルボキシル基) % エステル結合 & ニトロ基
32 , 33 および 35 に対する解答群
" 臭素水 # 無水酢酸 $ 濃硝酸と濃硫酸の混合物 % 塩 酸 & 水酸化ナトリウム水溶液 ' 水 素
34 に対する解答群
" フェノール<炭酸<酢酸 # フェノール<酢酸<炭酸 $ 炭酸<フェノール<酢酸 % 炭酸<酢酸<フェノール & 酢酸<フェノール<炭酸 ' 酢酸<炭酸<フェノール
36 に対する解答群
" 還元して赤色 # 還元して黒色 $ 還元して青白色 % 酸化して赤色 & 酸化して黒色 ' 酸化して青白色
37 に対する解答群
" AとB # AとC $ AとD
% BとC & BとD ' CとD
39 および 40 に対する解答群
" A # B $ C % D & E ' F
!
植物の受精と発芽に関する以下の文章中の 1 ∼ 10 に最も適切なもの を解答群から選び,その番号または記号を解答欄にマークせよ。ただし,異なる番号のに同じものを繰り返し選んでもよい。
1) シロイヌナズナでは,1個の花粉母細胞が(ア)分裂を行って4個の細胞からなる
花粉四分子をつくる。この
イ)花粉四分子の個々の細胞は1回(ウ)分裂を行って大
小2つの細胞をつくる。その後,小さい方の 1 細胞が花粉管細胞に取り込ま
れることで成熟花粉になる。成熟花粉がめしべの柱頭に付着して受粉が成立すると,
エ)珠皮でおおわれている胚のうに向かって花粉から花粉管が伸長し,その中で 1
細胞は1回(オ)分裂して2個の 2 細胞になる。花粉管の先端が胚のうに到
達すると花粉管の中から出た 2 細胞の1つは 3 細胞と受精し,受精
卵をつくる。 4 細胞は,もう1つの 2 細胞と融合して
カ)胚乳をつ
くる細胞になる。このような受精様式を重複受精とよぶ。ここで,(ア),(ウ),(オ)
の正しい組み合わせは 5 である。また,花粉母細胞の核相を2nとすると,
下線部イ),エ),カ)の細胞の核相として正しい組み合わせは 6 である。
1 ∼ 4 に対する解答群
" 助 # 精 $ 卵 % 雄 原 & 中 央 ' 反 足 ( 精 原 ) 精 母 * 卵 原 ! 卵 母 + 胚のう母
生
物
,
5 に対する解答群
減 数 減 数
減 数 ⑧
体細胞 減 数
減 数 ⑦
減 数 体細胞
減 数 ⑥
体細胞 体細胞
減 数 ⑤
減 数 減 数
体細胞 ④
体細胞 減 数
体細胞 ③
減 数 体細胞
体細胞 ②
体細胞 体細胞
体細胞 ①
(オ) (ウ)
(ア)
6 に対する解答群
3n 2n 2n ⑧ 2n 2n 2n ⑦ 3n n 2n ⑥ 2n n 2n ⑤ 3n 2n n ④ 2n 2n n ③ 3n n n ② 2n n n ①
カ) エ)
イ)
重複受精に関する以下の記述A∼Dのうちで,正しいものあるいはその組み合わせ
は 7 である。
A 裸子植物でも被子植物でも起こる。
B 被子植物の中では有胚乳種子をつくる植物のみで起こる。
C 被子植物の中では無胚乳種子をつくる植物のみで起こる。
D 有胚乳種子をつくる被子植物でも無胚乳種子をつくる被子植物でも起こる。
7 に対する解答群
2) ある植物の光発芽種子500個を発芽に適した温度の暗所で十分に吸水させた後,100
個ずつ5つの実験群に分けて,温度も水分も発芽に最適な条件下で発芽実験を行った。
表Ⅰで示したように実験群は,光を照射しない実験群(!)と光を1回あるいは立て
続 け に2回 照 射 す る 実 験 群(")∼(%)と し た。光 を 照 射 す る4つ の 実 験 群
(")∼(%)において,1回の照射で使用する光は赤色光あるいは遠赤色光のみと
し,照射時間は1回につき5分とした。照射終了後,種子を暗所に置いて,約48時間
後に発芽率を測定した。その結果,実験群(!)の発芽率は7%であったのに対して,
実験群 8 では80%以上の高い発芽率が認められた。次いで,実験群(!)の
種子および実験群(!)の種子と同様に発芽率が低かった光照射をした実験群の種子
を暗所にて適量の 9 で処理し,暗所に約48時間置いた後,再度発芽率を測定
した。その結果,いずれの実験群でも80%以上の高い発芽率が認められた。
以上の結果は,光発芽種子がもっている,赤色光をよく吸収する型(PR型)と遠
赤色光をよく吸収する型(PFR型)のフィトクロムのはたらきで説明できる。すなわ
ち,赤色光を照射すると種子内のフィトクロムが(キ)型から(ク)型に変化して
9 の合成が促進され,遠赤色光を照射すると種子内のフィトクロムが(ク)
型から(キ)型に変化して 9 の合成が抑制されたためであると考えられる。
なお, 9 の合成によって発芽がはじまると,種子内で発芽を抑制していた
(ケ)の含有量が減少することが知られているが,この(ケ)による発芽抑制は(コ)
認められている。ここで,(キ)∼(コ)の正しい組み合わせは 10 である。
表Ⅰ
遠赤色光(5分)→ 赤色光 (5分)→ 暗 所 (%)
赤色光 (5分)→ 遠赤色光(5分)→ 暗 所 ($)
遠赤色光(5分)→ 暗 所 (#)
赤色光 (5分)→ 暗 所 (")
暗所のみ (!)
8 に対する解答群
" (-)のみ # (.)のみ $ (/)のみ % (0)のみ & (-)と(.)のみ ' (-)と(/)のみ
( (-)と(0)のみ ) (.)と(/)のみ * (.)と(0)のみ ! (-)と(.)と(/) + (-)と(.)と(0) , (.)と(/)と(0)
9 に対する解答群
" オーキシン # サイトカイニン $ パラトルモン % ジベレリン & エチレン ' チロキシン ( フロリゲン
10 に対する解答群
暗発芽種子でも インドール酢酸
PR
PFR ⑧
暗発芽種子でも アブシシン酸
PR
PFR ⑦
光発芽種子のみで インドール酢酸
PR
PFR ⑥
光発芽種子のみで アブシシン酸
PR
PFR ⑤
暗発芽種子でも インドール酢酸
PFR
PR ④
暗発芽種子でも アブシシン酸
PFR
PR ③
光発芽種子のみで インドール酢酸
PFR
PR ②
光発芽種子のみで アブシシン酸
PFR
PR ①
(コ) (ケ)
+
光合成に関する以下の文章中の 11 ∼ 19 に最も適切なものを解答群か ら選び,その番号または記号を解答欄にマークせよ。ただし,異なる番号のに同じものを繰り返し選んでもよい。
1) 植物の生命活動において,二酸化炭素をデンプンのような有機物につくりかえるは
たらきを炭酸 11 という。炭酸 11 は光エネルギーを利用して,葉緑体
で行われる。葉緑体の内部には,へん平な袋状構造の(ア)があり,(ア)が積み重
なった部分は(イ)とよばれる。また,(ア)の構造間は(ウ)で満たされている。
光合成の反応は,葉緑体内の(ア)で行われる第一段階の反応と,(ア)でつくられ
た物質を利用して有機物を合成する第二段階の反応からなる。このように,体外から
有機物を取り込まず,自ら有機物を合成できる生物を 12 栄養生物という。こ
こで,(ア)∼(ウ)の正しい組み合わせは 13 である。
11 および 12 に対する解答群
" 合 成 # 同 化 $ 異 化 % 酸 化 & 還 元 ' 従 属 ( 独 立 ) 共 生 * 寄 生
13 に対する解答群
チラコイド ストロマ
グラナ
-ストロマ クリステ
グラナ ,
クリステ チラコイド
グラナ !
チラコイド グラナ
クリステ ⑨
グラナ ストロマ
クリステ ⑧
ストロマ チラコイド
クリステ ⑦
チラコイド グラナ
ストロマ ⑥
グラナ クリステ
ストロマ ⑤
クリステ チラコイド
ストロマ ④
ストロマ グラナ
チラコイド ③
クリステ ストロマ
チラコイド ②
グラナ クリステ
チラコイド ①
(ウ) (イ)
2) 光合成の第一段階の反応において光エネルギーは,光化学系(エ)の反応中心であ
る(オ)に集められ,(オ)は活性化されて電子を放出する。電子を放出した(オ)
は, 14 の分解によって生じた電子を受け取り元の状態に戻る。このとき
14 の分解にともない(カ)イオンが生じる。光化学系(エ)から放出された
電子は,電子伝達系によって,光化学系(キ)の(オ)へと受け渡される。さらに,
光化学系(キ)の(オ)から放出された電子の伝達によって,最終的に(ク)型補酵
素と(カ)イオンから(ケ)型補酵素がつくられる。(ケ)型補酵素は(コ)ととも
に光合成の第二段階の反応において有機物の合成に利用される。ここで,(エ)∼
(キ)の正しい組み合わせは 15 である。また,(ク)∼(コ)の正しい組み合
わせは 16 である。
14 に対する解答群
" 二酸化炭素 # グルコース $ ピルビン酸 % 硝 酸 & コハク酸 ' アミノ酸 ( 脂肪酸 ) 水
15 に対する解答群
Ⅰ 水 素 カロテン
Ⅱ +
Ⅰ 水 素 キサントフィル
Ⅱ *
Ⅰ 水 素 クロロフィル
Ⅱ !
Ⅰ 酸 素 カロテン
Ⅱ ⑨
Ⅰ 酸 素 キサントフィル
Ⅱ ⑧
Ⅰ 酸 素 クロロフィル
Ⅱ ⑦
Ⅱ 水 素 カロテン
Ⅰ ⑥
Ⅱ 水 素 キサントフィル
Ⅰ ⑤
Ⅱ 水 素 クロロフィル
Ⅰ ④
Ⅱ 酸 素 カロテン
Ⅰ ③
Ⅱ 酸 素 キサントフィル
Ⅰ ②
Ⅱ 酸 素 クロロフィル
Ⅰ ①
(キ) (カ)
16 に対する解答群
ATP
酸 化 還 元
④
ADP
酸 化 還 元
③
ATP
還 元 酸 化
②
ADP
還 元 酸 化
①
(コ) (ケ)
(ク)
3) 葉緑体内で二酸化炭素を利用し,デンプン(C6H10O5)nを合成する経路を図Ⅱに示
している。なお,図中のC3は炭素数3,C5は炭素数5,C6は炭素数6の化合物,P
は結合しているリン酸基を意味する。
細胞内に取り込まれた二酸化炭素は,C5のリブロース二リン酸(RuBP)と結合し,
ホスホグリセリン酸(PGA)をつくる。このPGAはビスホスホグリセリン酸を経て,
グリセルアルデヒドリン酸(GAP)に変換され,そのGAPの一部はフルクトース二
リン酸の合成に使われ,残りはRuBPへと戻る。この一連の反応経路は 17 と
よばれる。
上記のフルクトース二リン酸を合成する反応では,酵素のはたらきにより6分子の
RuBPと6分子の二酸化炭素から(サ)分 子 のPGAが つ く ら れ る。つ く ら れ た
PGAのうち2分子は,1分子のフルクトース二リン酸をつくるために使われ,残り
は(シ)分子のRuBPへ戻る。この経路により,3分子のフルクトース二リン酸を
得るために必要な二酸化炭素は(ス)分子である。ここで,(サ)∼(ス)の正しい
組み合わせは 18 である。
一方,細胞内に取り込んだ二酸化炭素を,直接 17 で利用せず,炭素数4の
化合物(C4有機酸)に固定した後に利用する植物が存在する。このうち,乾燥地域
に生育するサボテンなどの 19 植物は,夜間に二酸化炭素を取り込んだ後,
C4有機酸として細胞内に蓄え,昼間にその分解から生じた二酸化炭素を利用してフ
P P
ATP ADP ATP ADP
C5
P
C5
リブロース二リン酸 (RuBP)
二酸化炭素
P
C3
P
C3
ホスホグリセリン酸 (PGA)
フルクトース二リン酸
P C3 P
NADPH
+
NADP
ビスホスホ グリセリン酸
グリセルアルデヒド リン酸(GAP)
P
C3
P C6 P グリセルアルデヒド
リン酸(GAP)
リブロースリン酸 (RuP)
(C6H10O5)n デンプン P
は化合物に結合している リン酸基を示す。
図Ⅱ
17 および 19 に対する解答群
! クエン酸回路 " カルビン・ベンソン回路 # 解糖系 $ 電子伝達系 % C3 & C4 ' C5 ( CAM
18 に対する解答群
18 9 18 ⑨ 12 9 18 ⑧ 6 9 18 ⑦ 18 6 12 ⑥ 12 6 12 ⑤ 6 6 12 ④ 18 3 6 ③ 12 3 6 ② 6 3 6 ①
(ス) (シ)
$
ヒトの感覚受容に関する以下の文章中の 20 ∼ 28 に最も適切なものを 解答群から選び,その番号または記号を解答欄にマークせよ。ただし,異なる番号のに同じものを繰り返し選んでもよい。
1) 音波は,外耳道に入り,中耳の鼓膜を振動させる。鼓膜の振動は,(ア)で増幅さ
れて(イ)に伝わり,さらに,(イ)の振動がうずまき管内のリンパ液に伝わる。リ
ンパ液が振動すると,音の周波数によって異なる場所の(ウ)膜が振動する。(ウ)
膜の幅は,うずまき管の 20 。(ウ)膜上にあるコルチ器官には聴細胞があり,
振動が伝わると聴細胞の感覚毛が(エ)膜に触れて動き,その結果,聴細胞が興奮す
る。この興奮は聴神経によって脳に伝わり,聴覚が生じる。ここで,(ア)∼(エ)
の正しい組み合わせは 21 である。
20 に対する解答群
! 基部から先端に向かうほど狭くなっている " 基部から先端に向かうほど広くなっている # 基部と先端で変わらない
21 に対する解答群
基 底 おおい
正円窓 耳 石
⑧
おおい 基 底
正円窓 耳 石
⑦
基 底 おおい
卵円窓 耳 石
⑥
おおい 基 底
卵円窓 耳 石
⑤
基 底 おおい
正円窓 耳小骨
④
おおい 基 底
正円窓 耳小骨
③
基 底 おおい
卵円窓 耳小骨
②
おおい 基 底
卵円窓 耳小骨
①
(エ) (ウ)
2) ヒトが判別できる音の周波数の範囲は,約20∼20000ヘルツといわれている。
図Ⅲ−1は引きのばしたうずまき管を,(ウ)膜の側面からみたものである。この図
に示した(ウ)膜の!∼#の領域のうち,200ヘルツの音がもっとも大きく振動させ
る場所は(オ)の領域に,10000ヘルツの音がもっとも大きく振動させる場所は(カ)
の領域に含まれる。ここで,(オ)と(カ)の正しい組み合わせは 22 である。
基
部
先
端
(イ)
(ウ)膜
0
10
20
35
基部からの距離(mm)
ⅰ
ⅱ
ⅲ
図Ⅲ−1
22 に対する解答群
" #
⑥
! #
⑤
# "
④
! "
③
# !
②
" !
①
3) 以下の記述キ∼ケのうちで,正しいものあるいはその組み合わせは 23 であ
る。
キ リンパ液の振動は,鼓室階から前庭階に伝わる。
ク 前庭にある平衡感覚の受容細胞は感覚毛をもつが,半規管にある平衡感覚の受容
細胞は感覚毛をもたない。
ケ 音が大きいほど,聴神経の興奮の発生頻度が高くなる。
23 に対する解答群
" キのみ # クのみ $ ケのみ % キ,クのみ & キ,ケのみ ' ク,ケのみ ( キ,ク,ケ
4) 光はおもに(コ)で屈折し,網膜上に像を結ぶ。光刺激を受け取った網膜上の視細
胞では,(サ)の変化によって生じる信号が連絡神経細胞を経由して視神経細胞に伝
わる。この細胞の軸索が網膜の(シ)に集まり,視神経となって脳へ向かう。ここで,
(コ)∼(シ)の正しい組み合わせは 24 である。
24 に対する解答群
黄 斑 遺伝子発現
角膜と水晶体 *
盲 斑 遺伝子発現
角膜と水晶体 )
黄 斑 イオン透過性
角膜と水晶体 !
盲 斑 イオン透過性
角膜と水晶体 ⑨
黄 斑 遺伝子発現
角膜と毛様体 ⑧
盲 斑 遺伝子発現
角膜と毛様体 ⑦
黄 斑 イオン透過性
角膜と毛様体 ⑥
盲 斑 イオン透過性
角膜と毛様体 ⑤
黄 斑 遺伝子発現
毛様体と水晶体 ④
盲 斑 遺伝子発現
毛様体と水晶体 ③
黄 斑 イオン透過性
毛様体と水晶体 ②
盲 斑 イオン透過性
毛様体と水晶体 ①
(シ) (サ)
5) 視細胞に関する以下の記述ス∼ツのうちで,正しいものあるいはその組み合わせは
25 である。
ス 青,緑および赤の錐体細胞が同じ程度反応すると黒色と感じる。
セ 緑と赤の錐体細胞が同じ程度反応すると白色と感じる。
ソ 全ての哺乳類は青,緑および赤の錐体細胞をもつ。
タ 暗順応が起きているとき,かん体細胞の光に対する感度が低下している。
チ ビタミンAが不足すると,かん体細胞の光に対する感度が低下する。
ツ 視軸と網膜の交わる視野の中心部に多いのは,かん体細胞である。
25 に対する解答群
6) 網膜における細胞の配置を模式的に示している下の図のうちで,正しいものは
26 である。
26 に対する解答群
光
脈絡膜
脈絡膜
光
脈絡膜
光
光
脈絡膜
脈絡膜
光
脈絡膜
光
色素細胞
視細胞
7) 図Ⅲ−2はヒトの大脳皮質を左側面からみたものである。図中のA∼Fで示される
大脳皮質上の場所のうちで,聴覚野に相当する場所は 27 ,また,視覚野に相
当する場所は 28 である。
27 および 28 に対する解答群
! A " B # C $ D % E & F
A
B
D
E
F
後
方
前
方
C
)
遺伝情報の発現に関する以下の文章中の 29 ∼ 38 に最も適切なものを 解答群から選び,その番号または記号を解答欄にマークせよ。ただし,異なる番号のに同じものを繰り返し選んでもよい。
1) 図Ⅳ−1は2本鎖DNAのうち転写される側のDNA鎖の一部を示したものである。
図Ⅳ−1に示したDNA鎖のすべての塩基配列を鋳型として図中の矢印の方向に転写
が行われると,開始コドンを含む 29 の塩基配列をもつmRNAが合成される。
表Ⅳに示した遺伝暗号表にしたがって, 29 の塩基配列が開始コドンから全て
翻訳された場合, 30 のポリペプチドが合成される。
図中の塩基ア∼オのうち, 31 の塩基が 32 に置き換わると,この
DNA鎖がコードするペプチドは3つのアミノ酸のみからなるものに変わる。
ア イ ウ エ オ
−
T T A C A G G C T A G C T T C G
−
転写の方向
図Ⅳ−1
29 に対する解答群
! UUTGTCCGUTCGUUGC
" UUTCTGGCUTGCUUCG
# UUAGACCGUACGUUGC
$ UUACAGGCUAGCUUCG
% AATGTCCGATCGAAGC
& AATCTGGCATGCAACG
' AAUGUCCGAUCGAAGC
表Ⅳ
3 番 目 の 塩 基
G グリシン
(Gly)
GGG グルタミン酸
(Glu) GAG
アラニン (Ala)
GCG バリン
(Val)
GUG G 1 番 目 の 塩 基
A GGA GAA GCA GUA C GGC
アスパラギン酸 (Asp) GAC GCC GUC U GGU GAU GCU GUU G アルギニン
(Arg) AGG
リシン (Lys) AAG
トレオニン (Thr)
ACG (開始)メチオニン(Met) AUG A A AGA AAA ACA
イソロイシン (Ile) AUA
C セリン (Ser) AGC
アスパラギン (Asn) AAC ACC AUC U AGU AAU ACU AUU G アルギニン
(Arg)
CGG グルタミン
(Gln) CAG
プロリン (Pro)
CCG ロイシン
(Leu) CUG C A CGA CAA CCA CUA C CGC
ヒスチジン (His) CAC CCC CUC U CGU CAU CCU CUU G トリプトファン
(Trp) UGG
(終止) UAG
セリン (Ser)
UCG ロイシン
(Leu) UUG
U
A (終止) UGA
UAA UCA
UUA
C システイン
(Cys) UGC
チロシン (Tyr) UAC
UCC フェニルアラニン
(Phe) UUC U UGU UAU UCU UUU G A C U
2番目の塩基
30 に対する解答群
" Asn−Val−Arg # Asn−Leu−Ala $ Met−Ser−Val
% Met−Ser−Lys & Leu−Asp−Arg ' Leu−Thr−Lys
( Asn−Val−Arg−Ser ) Asn−Leu−Ala−Cys
* Met−Ser−Asp−Gly ! Met−Ser−Lys−Cys
+ Leu−Asp−Arg−Thr , Leu−Thr−Lys−Met
- Asn−Val−Arg−Ser−Lys . Asn−Leu−Ala−Cys−Asn
/ Met−Ser−Asp−Arg−Ser 0 Met−Ser−Lys−Cys−Arg
31 に対する解答群
" ア # イ $ ウ % エ & オ
32 に対する解答群
" A # T $ C % G & U
2) 遺伝子組換え技 術 で は,2本 鎖DNAの 特 定 の 塩 基 配 列 を 認 識 し て 切 断 す る
33 酵素と切断したDNAを連結するDNA 34 を用いる。たとえば,
33 酵素であるEcoRIおよびKpnIは,それぞれ図Ⅳ−2に示すような塩基配
列を含む2本鎖DNAのみを認識して切断する。
による認識塩基配列と KpnI
EcoRI による認識塩基配列と
G A A T T C
C T T A A G
G G T A C C
C C A T G G
切断様式(点線) 切断様式(点線)
図Ⅳ−2
33 および 34 に対する解答群
3) EcoRI,KpnIおよびDNA 34 の各酵素と,図Ⅳ−3に示す遺伝子W を含
む全長約500塩基対のDNA断片ならびに図Ⅳ−4に示す全長約3000塩基対のプラス
ミドPを用いて,以下の実験を行った。ただし,EcoRIおよびKpnIは図Ⅳ−3お
よび図Ⅳ−4の点線で示された部位のみを切断し,図Ⅳ−3の遺伝子W を含む
DNA断片にはプロモーターが含まれていないものとする。また,プラスミドPに組
み込まれた遺伝子W が図Ⅳ−3および図Ⅳ−4の矢印で示された順方向に転写され
たときのみ,遺伝子Wがコードしているタンパク質が翻訳されるものとする。さら
に,いずれのDNA断片においても塩基の置換や欠失は起こらないものとする。
【実験1】 遺伝子W を含むDNA断片およびプラスミドPをEcoRIで切断した後,
DNA 34 と反応させて得たプラスミドを大腸菌に取り込ませた。この
結果,X,Y,Zの3種類の大腸菌を得た。大腸菌XとYは遺伝子Wがコー
ドしているタンパク質を合成しなかったが,大腸菌Zはそのタンパク質を合
成した。
【実験2】 実験1で得た大腸菌X,Y,Zから抽出したプラスミドDNAをそれぞれx,
y,zとした。それらをKpnIで切断して得たDNA断片の試料をそれぞれ
「x+KpnI」,「y+KpnI」,「z+KpnI」として電気泳動を行うと,図Ⅳ−5の
バンドa,b,cが認められた。バンドaに含まれるDNA断片の長さは,約
3000塩基対であった。バンドbとcに含まれるDNA断片の長さは,いずれも
約3500塩基対であった。
【実験3】 実験2で得たx,y,zをKpnIとEcoRIで切断して得たDNA断片の試料
を そ れ ぞ れ「x+KpnI+EcoRI」,「y+KpnI+EcoRI」,「z+KpnI+EcoRI」
とし,電気泳動を行うと,図Ⅳ−5のバンドd∼hが認められた。バンドd,
e,fに含まれるDNA断片の塩基対の数は同じであった。また,バンドgと
【実験4】 図Ⅳ−5で示したバンドd∼hのそれぞれに含まれるDNA断片の塩基配列
を調べたところ,バンドd,e,fのいずれにも2種類のDNA断片が含まれ
ており,バンドgとhには1種類のDNA断片が含まれていた。
G A A T T C T A 遺伝子
W A A G A A T T C
C T T A A G A T T T C T T A A G
転写の方向
G A A T T C C T T A A G
G G T A C C C C A T G G
プロモーター 転写の方向
全長約3000塩基対のプラスミドP
(キ)極
(ク)極
「x+KpnI」y+KpnI」z+KpnI」
「x+KpnI+ EcoRI
y+KpnI+ EcoRI
z+KpnI+ EcoRI」
バンドa
バンドb バンドc
バンドd バンドe バンドf
バンドh バンドg
DNA断片が
移動した 方向
試料を 入れる 穴
「 「 」
「
」 「
図Ⅳ−3
図Ⅳ−4
実験2および実験3で行った電気泳動においてDNA断片がゲル中を移動したのは,
DNAが(カ)に帯電しているため,図Ⅳ−5の(キ)極と(ク)極の間に電圧をか
けることで,DNAが(ク)極に向かって移動するからである。ここで,(カ)∼
(ク)の正しい組み合わせは 35 である。
実験3で得られたバンドdに含まれるDNA断片の長さは約 36 塩基対であ
る。バンドgに含まれるDNA断片の長さは約 37 塩基対である。実験1∼4
の結果から,大腸菌Yには 38 が取り込まれたことがわかる。
35 に対する解答群
陽 陰
負 ④
陽 陰
正 ③
陰 陽
負 ②
陰 陽
正 ①
(ク) (キ)
(カ)
36 および 37 に対する解答群
! 500 " 1000 # 1500 $ 2000 % 2500 & 3000 ' 3500
38 に対する解答群
! 遺伝子W が組み込まれていないプラスミドのみ
" 遺伝子W が2つ連なって組み込まれているプラスミドのみ
+
細胞膜に関する以下の文章中の 39 ∼ 48 に最も適切なものを解答群か ら選び,その番号または記号を解答欄にマークせよ。ただし,異なる番号のに同じものを繰り返し選んでもよい。
1) 細胞膜は,リン脂質を主成分とする脂質二重層とさまざまなタンパク質などで構成
される。 39 に溶けやすい物質は脂質二重層を通過しやすいが, 40 物
質は脂質二重層を通過しにくい。
脂質二重層を通過しにくい物質を通すために,細胞膜にはいろいろな種類の小さな
孔(あな)が存在し,これらの孔はタンパク質で構成されている。ナトリウムポンプ
はNa+を 41 輸送し,ナトリウムチャネルはNa+を 42 輸送する小
さな孔である。
39 ∼ 42 に対する解答群
" 水 # 油 $ 全透性 % 半透性 & 親水性 ' 疎水性 ( 透過性 ) 選択性 * 能 動 ! 受 動
2) 以下のa∼eの物質のうち,脂質二重層を通過しやすい物質あるいはその組み合わ
せは 43 である。
a グルコース b 二酸化炭素 c 酸 素 d エタノール e Fe2+
43 に対する解答群
3) 細胞膜上に存在するタンパク質の一種であるアクアポリンに関する以下の記述f∼
jのうちで,正しいものあるいはその組み合わせは 44 である。
f 細胞1個あたりのアクアポリンの量は細胞の種類に関係なく一定である。
g アクアポリンはATPを使って水分子を輸送する。
h アクアポリンが存在しない細胞膜は水分子を通さない。
i アクアポリンは細胞膜を貫通するタンパク質である。
j 赤血球を低張液に入れると,水分子はアクアポリンを通って細胞内から細胞外へ
移動する。
44 に対する解答群
" fのみ # gのみ $ hのみ % iのみ & jのみ ' f,gのみ ( f,iのみ ) f,jのみ * g,hのみ ! g,jのみ + h,iのみ , h,jのみ - i,jのみ . f,g,h / f,g,i 0 f,h,i 1 f,h,j 2 g,h,i 3 g,i,j
4) 水溶液の浸透圧は,水溶液の単位体積当たりにおける溶質の分子の数,または,そ
の溶質が電解質であった場合はイオンの総数に比例する。物質は,その物質の分子量
と同じグラム数の中に6.0×1023個の分子をもつ。たとえば,食塩(
NaCl,分子量
58)が58gあるとき,その中には6.0×1023個のNaClが存在することになる。
血液などの体液と等張の食塩水を生理食塩水といい,哺乳類では0.9%の食塩水が
これに相当する。水によく溶ける非電解質X(分子量174)の水溶液100mLが,
0.9%食塩水と同じ浸透圧をもつとき,食塩は水溶液中で全てNa+とCl−に分かれ
ているものとすると,0.9%食塩水100mL中のNa+とCl−の総数とXの水溶液
100mL中のXの分子数が等しいことを意味する。すなわち,0.9%食塩水と同じ浸
透 圧 の 水 溶 液 を つ く る に は, 45 %のX水 溶 液 を つ く れ ば よ い。こ の
45 %のX水溶液と0.9%食塩水を3:1の割合で混合した水溶液の浸透圧は,
0.9%食塩水の浸透圧と 46 。
体液の浸透圧は生物によって異なる。ヒトの体液の浸透圧は,淡水域に生息するカ
エルの体液の浸透圧と 47 。ヒトの体液の浸透圧は,海水に生息するイカの体
液の浸透圧と 48 。
45 に対する解答群
" 0.52 # 0.56 $ 0.93 % 1.55 & 1.86 ' 2.58 ( 2.70 ) 3.00 * 3.10 ! 5.40 + 6.00 , 6.20 - 7.44 . 9.31 / 10.6 0 11.1 1 12.7 2 15.5 3 27.0 4 31.0
46 ∼ 48 に対する解答群