以下の １ から ２８ に最もよくあてはまる答えを各解答群から１つ選び， 解答用紙（マークシート）にマークせよ。ただし，同じ番号を繰り返して用いてもよい。 数値を選ぶ場合は最も近い値を選ぶものとする。
!
図１のような平面でできたなめらかな斜面ABが，点Bで中心が点O，半径がR の 下に凸のなめらかな円筒面BCDにつながり，さらに点Dで中心が点P，同じく半径R の上に凸のなめらかな円筒面DEにつながった台がある。この台は質量３mで，水平面 の床に置かれている。最下点Cからの高さ３R の点Aで静止していた質量mの小球を 静かに放した後の運動を考える。斜面と円筒面，円筒面どうしの接続はなめらかで，台と水平面の床の間には摩擦はないものとする。重力加速度の大きさをgとし，小球の
回転は考えない。
A
B
C
D
R
R R
R R m
E
O P
R ３R
３m
図１
２月１２日実施
理 科
理工学部) まず図１のように台の左右にストッパーをつけ，台は固定されているとする。点A
で静止していた質量mの小球を静かに放すと斜面に沿ってすべり落ちた。最下点C
を通過するときの速さv０は，v０＝ １ である。最下点Cで小球は円運動する
ので，その向心力の大きさは ２ である。点Cでは重力と垂直抗力と向心力
がつり合っている。したがって，小球にはたらく垂直抗力の大きさは ３ であ
る。
点Bから点Dまで円運動した小球が，点Dを通過する瞬間はまだ円運動している
と考えられるので，このときの垂直抗力は ４ である。点Dを通過後，小球
は点Dから ５ 。
１ の解答群
! !２gR " !２２gR # !gR $ !２gR
% !３gR & ２!gR ' !５gR ( !６gR
２ の解答群
! m
R " m
R２ # m v０
R $ m v０
R２ % m v０２
R & m v０２ R２
３ ， ４ の解答群
! mg " ２mg # ３mg $ ４mg
% ５mg & ６mg ' ７mg ( ８mg
５ の解答群
! 左上方を向く初速度で飛び出し，斜面のどこかに落下する
" 鉛直上方に飛び出し，最高点に到達した後，点Dに戻ってくる
# 円弧DEをたどり，Eに到達する前に斜面を離れて右上方に飛び出す
$ 点Eまで円弧DEをたどり，点Eで右上方に飛び出す
% 点Eまで円弧DEをたどり，点Eで水平方向に飛び出す
' 図２のように台の左右のストッパーをはずした。静止していた台の上の点Aで質
量mの小球を静かに放すと斜面に沿ってすべり落ちて最下点Cを通過した。小球が
点Cを通過する瞬間，小球の床に対する速さをv，台の床に対する速さをuとする
と，運動量保存の法則より，台は ６ で動く。力学的エネルギー保存の法則を
考えると，v＝ ７ となる。小球が点Cを通過する瞬間，台の加速度は０で，
小球は台から見たとき，速さu＋vで台の上で円運動している。したがって，小球に
はたらく垂直抗力の大きさは ８ である。
その後小球は点Dまで円運動を続ける。小球が点Dを通る瞬間，小球と台の水平
方向の運動量保存の法則を考えると，床から見て ９ 。この後，小球は点D
から １０ 。
A
B
C
D
R
R R
R R m
E
O P
R ３R
３m
図２
６ の解答群
! 右向きに速さu＝１
３v " 右向きに速さu＝v # 右向きに速さu＝３v $ 左向きに速さu＝１
７ の解答群
" １２!gR # １
２!２gR $
１ ２!３gR % ３２!gR & ３２!２gR ' ３２!３gR
８ の解答群
" mg # ２mg $ ３mg % ４mg & ５mg
' ６mg ( ７mg ) ８mg * ９mg ! １０mg
９ の解答群
" 小球は左向きに動き，台も左向きに動いている
# 小球は左向きに動き，台は止まる
$ 小球は左向きに動き，台は右向きに動いている
% 小球は水平方向には止まり，台も止まる
& 小球は水平方向には止まり，台は右向きに動いている
' 小球は右向きに動き，台も右向きに動いている
１０ の解答群
" 左上方を向く初速度で飛び出し，斜面のどこかに落下する
# 鉛直上方に飛び出し，最高点に到達した後，点Dに戻ってくる
$ 円弧DEをたどり，Eに到達する前に斜面を離れて右上方に飛び出す
% 点Eまで円弧DEをたどり，点Eで右上方に飛び出す
& 点Eまで円弧DEをたどり，点Eで水平方向に飛び出す
(
半 径r１〔m〕，長 さl１〔m〕，巻 数N１の ソ レ ノ イ ドPが，図１の よ う に 抵 抗 値 が R１〔Ω〕およびR２〔Ω〕の電気抵抗と，内部抵抗の無視できるE〔V〕の電源に接続され ている。ソレノイドの抵抗は無視できる。空気の透磁率をµ〔N／A２〕とし，電流I１は 図１の矢印の向きを正とする。P
S E
b
f
g d
e
a c
R２
R１
I１
図１
) スイッチSを閉じたり開いたりするときにおこる自己誘導現象について考えよう。
ス イ ッ チ を 閉 じ て 十 分 時 間 が た っ た と き，ソ レ ノ イ ドPに 流 れ る 電 流 は
I１＝ １１ 〔A〕である。このとき，点ab間の電位差は １２ 〔V〕である。続 い て ス イ ッ チSを 開 く と，開 い た 直 後 に ソ レ ノ イ ドPに 流 れ て い る 電 流 は，
I１＝ １１ 〔A〕であるとみなしてよい。したがって，経路abcdgaでキルヒホッフ の第２法則をもちいると，点ab間の電位差は １３ 〔V〕となり，点dg間の電位
差は １４ 〔V〕となる。また １５ 。
１１ の解答群
! ０ " E２
R１＋R２ # E２
R１ $
E２ R２
% E
R１＋R２ & E
R１ '
１２ ∼ １４ の解答群
! ０ " E # R２
R１E $ R１ R２E
% R１
R１＋R２E & R２
R１＋R２E '
R１＋R２
R１ E (
R１＋R２ R２ E
１５ の解答群
! 点aと点bの電位は等しく，点dと点gの電位も等しい
" 点aと点bの電位は等しく，点dの方が点gより電位が高い
# 点aと点bの電位は等しく，点dの方が点gより電位が低い
$ 点aの方が点bより電位が高く，点dと点gの電位は等しい
% 点aの方が点bより電位が高く，点dの方が点gより電位が高い
& 点aの方が点bより電位が高く，点dの方が点gより電位が低い
' 点aの方が点bより電位が低く，点dと点gの電位は等しい
( 点aの方が点bより電位が低く，点dの方が点gより電位が高い
) 次に，図１の回路のソレノイドPの外側に，長さl２〔m〕，巻数N２のソレノイドQ を取り付けた。図２は，図１の回路のうち，ソレノイドの部分のみを示したものであ る。l１はl２にくらべて十分長く，P内の磁場は一様で，Pが外に作る磁場は無視でき ることとする。また図１の電源を内部抵抗の無視できる可変電源に変更した。この可 変電源は，電圧の大きさだけでなく，電極の正負も変化させることができる。
a
P
b Q
h i
I１
図２
スイッチSを入れ て 可 変 電 源 の 電 圧 を 調 整 し，Pを 流 れ る 電 流I１がI〔A〕に な っ た と き，ソ レ ノ イ ドP内 の 磁 束 密 度B はa→bの 向 き を 正 と す れ ば，
１６ 〔Wb／m２〕で あ る。次 に，こ の 電 流 を 時 間Δt〔s〕の 間 に 一 定 の 割 合 で
I〔A〕からI＋ΔI〔A〕まで増加させたところ，誘導起電力を生じ，点aに対する
点bの電位はV１＝ １７ × ΔI
Δt〔V〕になった。 １７ の大きさは １８ とよばれ，これ以後L〔H〕とおく。一方，ソレノイドQでは，点hに対する点iの
電位はV２＝ １９ ×V１〔V〕である。
１６ の解答群
! µN１I " πr１２µN１I # µN１I
l１ $
πr１２µN１I l１
% −µN１I & −πr１２µN１I ' −µN１I
l１ (
１７ の解答群 ! µN１
l１ "
µN１２
l１ #
πr１２µN１
l１ $
πr１２µN１２ l１
% −µN１
l１ & −
µN１２
l１ ' −
πr１２µN１
l１ ( −
πr１２µN１２ l１
１８ の解答群
! 電磁誘導 " 相互インダクタンス # 自己インダクタンス
$ キャパシタンス % リアクタンス & インピーダンス
１９ の解答群
! N２ " l１
l２N２ # N２l１
N１l２ $ N２ N１
% −N２ & −l１
l２N２ ' − N２l１
N１l２ ( − N２ N１
* N１＝１０００，l１＝０．１〔m〕のソレノイドPと，N２＝５００，l２＝０．０５〔m〕のソレノイド
Qからなる図２の回路の電流I１を図３のように変化させた。点aに対する点bの電 位V１の時間変化と，点hに対する点iの電位V２の時間変化は ２０ のようにな る。ただし，電流I１は図１の矢印の向きを正とし，解答群の図中のL〔H〕は)で定 義した値と同じである。
−３ −２ −１ ０ １ ２ ３
０ ２ ４ ６ ８
時間t〔s〕
電流
I１
〔
A
〕
２０ の解答群
時間〔s〕 ０ ２L −２L ０ ２L −２L
０ ２ ４ ６ ８ V１ 〔 V 〕 V２ 〔 V 〕 !
時間〔s〕 ０ ２L −２L ０ ２L −２L
０ ２ ４ ６ ８ V１ 〔 V 〕 V２ 〔 V 〕 "
時間〔s〕 ０ ２L −２L ０ ２L −２L
０ ２ ４ ６ ８ V１ 〔 V 〕 V２ 〔 V 〕 #
時間〔s〕 ０ ２L −２L ０ ２L −２L
時間〔s〕 ０ ２L −２L ０ ２L −２L
０ ２ ４ ６ ８ V１ 〔 V 〕 V２ 〔 V 〕 !
時間〔s〕 ０ ２L −２L ０ ２L −２L
０ ２ ４ ６ ８ V１ 〔 V 〕 V２ 〔 V 〕 "
時間〔s〕 ０ ２L −２L ０ ２L −２L
０ ２ ４ ６ ８ V１ 〔 V 〕 V２ 〔 V 〕 #
時間〔s〕 ０ ２L −２L ０ ２L −２L
!
光の屈折，全反射の性質について考える。光線は図の面内を伝わるとする。P A
Q
B nA
nB θ１
θ２
θ３
図１ & 図１のように屈折率nAの媒質A中に屈折
率nB（＞nA）の断面が長方形の媒質Bがある。
媒質Bの上面から入った光が側面で全反射さ
れ側面からは出られないとき，屈折率nAと
nBが満たす条件を求めよう。
点Pから光が入射した。このとき，２つの
屈折率の比は入射角θ１，屈折角θ２を用いて nB
nA
＝ ２１ と表される。
いま，点Pで媒質Bに入射した光が 点Q
で全反射した。θ３が全反射の臨界角とすれば
（ア） nB
nA
＝ ２２ が成り立つ。
側面に到達する光のうち，上面すれすれに入射する光"$θ１≒２π #%が作るθ３が最も 小さいので，その光が点Qで全反射されるならば，あらゆる入射角θ１で全反射され る。θ１≒２π で入射した光の屈折角θ２は，点Qから来た光が点Pで全反射する条件
（イ） nB
nA
＝ ２３
で与えられる。（ア）と（イ）より，nB＝ ２４ nAを得る。したがって
nB≧ ２４ nA
２１ の解答群 ! cosθ１
cosθ２ "
cosθ２
cosθ１ #
sinθ１
sinθ２ $
sinθ２
sinθ１ %
tanθ１
tanθ２ &
tanθ２
tanθ１
２２ の解答群
! cosθ３ " １
cosθ３ # sinθ３ $ １
sinθ３ % tanθ３ & １
tanθ３
２３ の解答群
! cosθ２ " １
cosθ２ # !cosθ２ $ " １
cosθ２
% sinθ２ & １
sinθ２ ' !sinθ２ ( " １
sinθ２
２４ の解答群
) 空気の屈折率を１とする。図２のように，空気中に半径R で，屈折率n（１＜n＜２） の媒質からなる小球がある。小球の中心を通る直線Xから距離aだけ離れて光線が 直線Xに平行に小球に入射したとする。角度θ１など以下で用いる角度はすべて小さ く，近似式
sinθ１≒tanθ１≒θ１ が成り立つと仮定せよ。
R R
a
b
X
n
Q P
c F θ２
θ２ θ１
θ１ δ
図２
光が小球に点Pで入射する。入射角をθ１，屈折角をθ２とすると ２５ が成り 立つ。近似式よりa＝Rθ１であるので，光の曲がる角度δ＝θ１−θ２は，n，R，aを 使って ２６ と表される。また屈折光が到達する点Qの直線Xからの距離bは
２７ と求まる。
角度に関する近似式が成り立つ場合，直線Xに近いすべての平行光線が，球から
距離c離れた直線X上の点Fに集まる。実際，この原理はガラス球で光ファイバー
に光を入れることに応用されている。例えば，n＝ ２８ のガラスを選べば，
c＝R となる。
２５ の解答群
! θ１＝nθ２ " θ１＝ θ２
n # θ１＝n
２θ
２
$ θ１＝ θ２
n２ % θ１＝ n−１
n＋１θ２ & θ１＝n ＋１ n−１θ２ ' θ１＝!n２−１θ２ ( θ１＝ θ２
２６ の解答群
! a
R（n−１） " a
R（２−n） #
a R
) +２n −１
*
, $ Ra
) +１−１n
* ,
% a
R ) +１− １n２
*
, & Ra（n
２−１） ' a
R )
+n＋１２n *, ( Ra )
+n−１２n *,
２７ の解答群
! R)+１−１ n
*
, " R)+１−２n*, # R)+ ２
n −１ *
, $ R)+ ２
n −１ * , ２
% a)+１−１ n
*
, & a)+１−２n*, ' a)+２n −１ *
, ( a)+２n −１ * , ２
２８ の解答群
!
次の １ ∼ ６ に入れる最も適当なものを，それぞれの解答群から一つ 選び，解答欄にマークせよ。水の飽和蒸気圧は４６℃では１０．０kPa（１kPa＝１０００Pa），８２℃では５０．０kPaとする。また，高さ１０．０cmの水柱が示す圧力は，つねに１．０kPa
に等しいとする。計算では ３５５
３１９＝１．１１とせよ。また，解答は有効数字３桁で求めよ。
図１ 水 水素
図２
５０．０cm １００．０kPaの大気圧のもとで以下の実験を
行った。ここでは気体は理想気体としてふる まい，水に溶解する気体の体積は無視できる とする。質量が無視できる容器に一定量の水 素を水上置換により捕集し，容器内外の水面 の高さが等しく保たれたまま，４６℃で十分に
長い時間放置した（図１）。このときの容器内の水素の分圧は １ kPaとなる。
つぎに，この状態から，容器内外の水面の高さが等しく保たれたまま水と容器全体を ８２℃ま で 昇 温 し 十 分 に 長 い 時 間 放 置 し た。こ の と き の 容 器 内 の 水 素 の 分 圧 は
２ kPaとなる。また，図１の状態と比べ，このときの容器内の気体の体積は
３ 倍となり，容器内の水蒸気の物質量は ４ 倍となる。
こんどは，図１の状態から，容器内の水面の高さが容器外より５０．０cm低くなるま
で容器を押し下げ，４６℃で十分に長い時間放置した（図２）。このときの容器内の水素の
分圧は ５ kPaとなり，容器内の気体の体積は図１のときの ６ 倍とな
る。ただし，図中の容器内の気体部分のスケールは実際の気体の体積を反映したもので はない。
!
"解答番号 １ ∼ ２０ #$
解答群
１ ， ２ ， ５
" １０．０ # ２０．０ $ ２５．０ % ３０．０ & ３５．０ ' ４０．０ ( ４５．０ ) ５０．０ * ５５．０ ! ６０．０ + ６５．０ , ７０．０ - ７５．０ . ８０．０ / ８５．０
0 ９０．０ 1 ９５．０ 2 １００ 3 １０５ 4 １５０
３ ， ４ ， ６
+
次の ７ ∼ １０ に入れる最も適当なものを，それぞれの解答群から一つ 選び，解答欄にマークせよ。以下の条件では各物質はつねに温度１１８０Kの気体であり，反応も１１８０Kで行われ
ている。
H２O 78 H２＋ １
２O２ 9
CO２78 CO＋１２O２ :
密閉容器内に４．５molずつのCOとH２Oを混合したところ，式9と式:に関係した ２段階の反応が進行し，式;で表される平衡状態になった。
78
CO＋H２O 67 CO２＋H２ ;
このとき，容器内のCOとH２Oの物質量はいずれも２．５molであった。１１８０Kでの
COの燃焼熱を２８２kJ／mol，H２の燃焼熱を２４０kJ／molとすると，このときの容器内
での反応における反応熱は ７ kJとなる。また，式;の１１８０Kでの平衡定数は
８ となる。
この後，容器内に０．５０molずつのCOとH２Oを追加して平衡状態になるまで反応さ せたところ，容器内には同じ物質量のCOとH２Oが残った。したがって，このときの 容器内のH２の物質量は ９ molとなる。
式9の反応が平衡状態に達したときの１１８０Kでの平衡定数は１．６×１０−９（mol／L）０．５
で あ る と す る と，式:の 反 応 が 平 衡 状 態 に 達 し た と き の１１８０Kで の 平 衡 定 数 は
１０ （mol／L）０．５となる。
解答群 ７
" −１０４４ # −５２２ $ −２８２ % −２６１ & −２４０
' −１４１ ( −１２０ ) −８４ * −４２ ! −２１
, ２１ - ４２ . ８４ / １２０ 0 １４１
８ ， ９
" ０．００ # ０．１０ $ ０．１５ % ０．１８ & ０．２０ ' ０．３３ ( ０．４４ ) ０．５６ * ０．６４ ! ０．８０
+ １．０ , １．３ - １．５ . １．７ / １．８
0 ２．０ 1 ２．２ 2 ２．５ 3 ４．４ 4 ５．０
１０
!
次の １１ ∼ １６ に入れる最も適当なものを，それぞれの解答群から一つ 選び，解答欄にマークせよ。沈殿滴定により試料溶液中の塩化物イオンCl−を定量する方法がある。Cl−を含んだ
水溶液に指示薬としてクロム酸カリウムK２CrO４を加え，これに濃度既知の硝酸銀
AgNO３水溶液を滴下していくと，まず塩化銀AgClの白色沈殿が生じる。Cl−がAgCl としてほぼ完全に沈殿すると，Ag＋は次にクロム酸イオンCrO４２−と結合してクロム酸 銀Ag２CrO４の赤褐色（暗赤色）沈殿を生じる。この時点を滴定の終点として，この終点 まで滴下したAgNO３の物質量から試料溶液中のCl−の物質量が求められるわけである。 そこで，１．００×１０−１
molの塩化ナトリウムNaClと１．００×１０−４molのK２CrO４を含む 水溶液１．００Lを試料溶液として本法による定量結果を評価した。この測定温度での AgClの 溶 解 度 積 を１．００×１０−１０（mol／L）２，ク ロ ム 酸 銀Ag２CrO４の 溶 解 度 積 を １．００×１０−１２（
mol／L）３とする。また，AgNO３水溶液の滴下による水溶液の体積変化は 無視できるとともに，滴定の終点においてAg２CrO４が飽和濃度に達してからAg２CrO４ の沈殿が肉眼で検出されるまで滴下するAgNO３の物質量も無視できるとする。
この試料溶液に対して上述の方法で滴定を行うと，終点において溶液中に溶解してい るAg＋の濃度は １１ mol／L，Cl−の濃度は １２ mol／Lとなる。最初の溶液
中に含まれるCl−の物質量の測定値は，終点まで加えられたAgNO３の物質量として求 められるが，この測定値としてのCl−の物質量は，上述の １１ の値から，終点ま
でに生じたAgClの沈殿に含まれるCl−（＝Ag＋）の物質量より １３ 。また，上述
の １２ の値から，このAgClの沈殿に含まれるCl−の物質量は，最初の溶液中に
含まれるCl−の実際の物質量（１．００×１０−１mol）より １４ 。したがって，この測定
値としてのCl−の物質量は，実際のCl−の物質量より １５ 。この値から，Cl−の
測定値と実際の値との差は実際の物質量に比べて非常に小さいといえる。また，以上の 結果から，滴定の終点において溶液中に溶解しているAg＋とCl−のモル濃度が等しけ
ればCl−の測定値と実際の値とは完全に一致することになるが，そうなるためには最初
解答群
１１ ， １２ ， １６
" ０ # １．００×１０−１２ $ ２．００×１０−１２ % ５．００×１０−１１ & １．００×１０−１０ ' ２．００×１０−１０ ( ５．００×１０−９ ) １．００×１０−８ * ２．００×１０−８ ! ５．００×１０−７ + １．００×１０−６ , ２．００×１０−６ - ５．００×１０−５ . １．００×１０−４ / ２．００×１０−４ 0 ５．００×１０−３ 1 １．００×１０−２ 2 ２．００×１０−２ 3 ５．００×１０−２ 4 １．００×１０−１
１３ ∼ １５
" １．００×１０−７
mol少ない # ０．９９×１０−６mol少ない
$ １．００×１０−６
mol少ない % １．０１×１０−６mol少ない
& ０．９９×１０−５
mol少ない ' １．００×１０−５mol少ない
( １．０１×１０−５
mol少ない ) ０．９９×１０−４mol少ない
* １．００×１０−４
mol少ない ! １．０１×１０−４mol少ない
+ １．００×１０−７
mol多い , ０．９９×１０−６mol多い
- １．００×１０−６
mol多い . １．０１×１０−６mol多い
/ ０．９９×１０−５
mol多い 0 １．００×１０−５mol多い
1 １．０１×１０−５
mol多い 2 ０．９９×１０−４mol多い
3 １．００×１０−４
+
次の １７ ∼ ２０ に入れる最も適当なものを，それぞれの解答群から一つ 選び，解答欄にマークせよ。C５H１０O２の分子式で表されるエステルの構造異性体は １７ 種類ある。これらす べてのエステルを，それぞれ加水分解して得られるアルコールから分子内脱水によりア ルケンを生成させたところ，あるアルコールからは２種類のアルケンの構造異性体が得 られた。ザイツェフ則（ザイツェフの法則）に従うと，この２種類のうち主生成物は
１８ である。また，ここで得られたアルケンの構造異性体は全部で １９ 種
類あり，この中にはハロゲン化水素の付加により２種類のハロゲン化アルキルの構造異 性体を生じるアルケンがある。マルコフニコフ則（マルコフニコフの法則）に従うと，こ の２種類の構造異性体間の生成比率が異なるハロゲン化アルキルを生じるアルケンの構
造異性体は ２０ 種類ある。
解答群
１７ ， １９ ， ２０
" １ # ２ $ ３ % ４ & ５
' ６ ( ７ ) ８ * ９ ! １０
１８
" CH２＝CH２ # CH３CH＝CH２ $ CH３CH２CH＝CH２
% CH３CH＝CHCH３ & CH３ CH３
C＝CH２ ' CH３CH２CH２CH＝CH２
( CH３CH２CH＝CHCH３ ) CH３ CH３
CHCH＝CH２
* CH３ CH３
!
真核生物の遺伝子の発現制御に関する次の文章を読み，以下の各問いに答えよ。答え は各問いのそれぞれの解答群から最も適当なものを選び，解答欄にマークせよ。真核生物の細胞のDNAはヒストンと呼ばれるタンパク質と結合することで １
を形成する。さらに，この １ を基本単位として形成されるのがクロマチンで，
これが幾重にも折りたたまれ，凝縮した状態で ２ に収納されている。ヒトを含
む哺乳動物の体を構成する細胞は約２００種類あると言われるが，それらはみな受精卵に 由来し基本的に同じDNA配列を持っている。遺伝情報そのものであるDNA配列が同
じであるにもかかわらず，機能の異なる様々な種類の細胞が作られるのは，それぞれの
細胞で転写されている遺伝子が異なるためである。これを ３ という。ヒトの遺
伝子の数はおおよそ２０，０００∼２５，０００個程度と言われるが，ある特定の細胞を見た時，実 際に転写されているのはその細胞の機能に必要な一部の遺伝子だけで，大半の遺伝子は 転写が抑制された状態で働いていない。このような遺伝子の転写制御にはクロマチン構
造の変化が重要な役割を果たしている。遺伝子の転写は，転写開始点上流の ４
と呼ばれるDNA配列に基本転写因子と ５ の複合体が結合することで開始され
る。すなわち，遺伝子が転写されるためには，凝縮したクロマチンが部分的に緩んで
４ に基本転写因子と ５ の複合体が近づき，結合できる状態にならなけ
ればならない。一方，転写を抑制しておくためには，遺伝子周辺のクロマチンを凝縮し
たまま維持し， ４ にこれらの因子が近づけない状態にしておく必要がある。種
類の異なる細胞では，このようにしてその細胞の機能に応じた遺伝子発現を可能にする クロマチンの状態が作り上げられている。
!
"解答番号 １ ∼ ４９ #$
問１ 文中の に当てはまるものをそれぞれ１つ選べ。ただし，同じ番号は同 じものを示す。
〔解答群〕
" プロモーター # DNAポリメラーゼ
$ RNAポリメラーゼ % 核小体
& プライマー ' ヌクレオソーム
( 二重らせん ) オペレーター
* ヌクレオチド ! 核
+ ゴルジ体 , RNA干渉
- 選択的遺伝子発現 . 選択的スプライシング
問２ 文中の下線部に当てはまらない例外的な細胞種の一つとして，抗体を産生するB
細胞が挙げられる。この細胞について，以下のａ，ｂの問いに答えよ。
ａ．B細胞の抗体産生に関する次の文章を読み，文中の に当てはまるも
のをそれぞれ１つ選べ。ただし，同じ番号は同じものを示す。
抗体は免疫 ６ と呼ばれるタンパク質でできている。これは ７
と ８ と呼ばれる２種類のポリペプチドが結合したものが２つ合わさって
Y字型の構造を作っている。 ７ ， ８ それぞれの先端は抗原を特
異的に認識する領域で可変部と呼ばれ，これが抗体の ９ を担う。成熟し
たB細胞が産生する抗体の可変部は， ７ ， ８ ともにDNA配
列が再編成されて作られる。すなわち， ７ の場合は，可変部のアミノ酸
配列を指定する遺伝子部分が３つのグループに分かれていて，そのそれぞれが少 しずつ配列の異なるペプチド配列へと翻訳される，数個から数十個の遺伝子断片 で構成されている。B細胞が成熟する時，各グループから１つの遺伝子断片だけ
が選ばれて連結し，ゲノムDNAが再編成される。この再編成の結果， ７
の可変部を構成するペプチド配列の種類は数千通りになる。また，２つのグルー
プに分けられる ８ の可変部のアミノ酸配列を指定する遺伝子断片でも，
同様の連結と再編成が行われ，そのペプチド配列の種類は数百通りになる。最終
的に抗体の ９ は，こうしてつくられた２つの可変部の組み合わせによっ
て決まるため，認識できる抗原の種類は膨大な数になる。
〔解答群〕
６ に対する解答群
! グリコーゲン " グルタミン # グロビン
７ ， ８ に対する解答群
" L 鎖 # R 鎖 $ H 鎖 % V 鎖 & D 鎖
' J 鎖
９ に対する解答群
" 重 合 # 多能性 $ 多様性 % 相同性 & 透過性
ｂ．B細胞に関する以下の記述のうち，正しいものはどれか。正しい記述をすべて
含む組みあわせを１つ選べ。 １０
ア．１つのB細胞からは２種類の抗体が作られる。
イ．B細胞は複数の抗原を認識できる受容体を細胞膜表面に持つ。
ウ．B細胞は体液性免疫ではたらく。
エ．拒絶反応はB細胞が産生した抗体が移植臓器を非自己と判断するために起
こる。
〔解答群〕
" アのみ # イのみ $ ウのみ % エのみ
& アとイ ' アとウ ( アとエ ) イとウ
* イとエ ! ウとエ + アとイとウ , アとイとエ
問３ 真核生物の遺伝子の転写に関する記述として正しいものはどれか。正しい記述を
すべて含む組みあわせを１つ選べ。 １１
ア．mRNAは細胞質に移ったのち，リボソームで翻訳される。
イ．転写が起こるときは遺伝子部分の二重らせんがほどけ，１本鎖となったDNA
の一方だけがmRNAの鋳型となる。
ウ．転写されたmRNA前駆体は細胞質でスプライシングを受ける。
エ．１つの遺伝子から作られるmRNAは１種類のみで，すべて同じタンパク質へ
と翻訳される。
〔解答群〕
" アのみ # イのみ $ ウのみ % エのみ
& アとイ ' アとウ ( アとエ ) イとウ
* イとエ ! ウとエ + アとイとウ , アとイとエ
- アとウとエ . イとウとエ / アとイとウとエ
問４ ヒトを含む哺乳動物のDNAは核相（n）当たりおおよそ３０億（３×１０９）塩基対
である。これをもとに体細胞１個に含まれるDNA量はどれだけになるか計算せよ。
ただし，DNA鎖を構成する１塩基対が６．０×１０２３個存在する場合の質量を６６０gと
する。 １２ g
〔解答群〕
*
細胞の活動とタンパク質に関する次の文章を読み，以下の各問いに答えよ。答えは各 問いのそれぞれの解答群から最も適当なものを選び，解答欄にマークせよ。細胞はすべての生物の基本構成単位であり，その基本的な構造は共通する。細胞の内 部には様々な
（Ａ）細胞小器官がみられるが，細胞小器官はそれぞれ特有の構造をしている。
この細胞小器官を形成するためになくてはならないものが
（Ｂ）生体膜である。多くの生体膜 はリン脂質の二重層からできており，その化学的性質から，アミノ酸，糖，イオンなど は生体膜を容易に通過できない。しかし，
（Ｃ）生体膜に配置された様々なタンパク質のはた らきによって，生体膜は様々な機能を獲得する。
問１ 下線部（Ａ）に関して，真核生物の細胞内にみられる細胞小器官，あるいは領域 のうち，ａ，ｂ，ｃにあてはまるものをそれぞれ選べ。ただし，解答の順序は問わ ない。
ａ．膜構造をもたない。 １３ ， １４
ｂ．一重の生体膜でできており，真核細胞において普遍的にみられる。
１５ ， １６ ， １７
ｃ．核とは異なる独自のDNAをもっており，真核細胞において普遍的にみられる。
１８
〔解答群〕
! ミトコンドリア " リボソーム # リソソーム
$ 核小体 % 小胞体 & ゴルジ体
問２ 下線部（Ｂ）に関する以下の記述のうち正しいものはどれか。正しい記述をすべ
て含む組みあわせを１つ選べ。 １９
ア．リン脂質は親水性の尾部と，リン酸基を含む疎水性の頭部に分けることができ る。
イ．水中でリン脂質は疎水性部分を内側にして二層に並ぶことで安定した構造をと ることができる。
ウ．細胞膜を構成するリン脂質の二重層では，脂質に溶けやすい物質ほど細胞膜を 通過しやすい傾向がある。
エ．リン脂質の二重層中で，リン脂質分子同士がしっかりと固定されているため， 細胞は形を維持することができる。
〔解答群〕
" アのみ # イのみ $ ウのみ % エのみ
& アとイ ' アとウ ( アとエ ) イとウ
* イとエ ! ウとエ + アとイとウ , アとイとエ
問３ 下線部（Ｃ）に関して，タンパク質の構造に関する以下の記述のうち正しいもの
はどれか。正しい記述をすべて含む組みあわせを１つ選べ。 ２０
ア．タンパク質とは，多数のアミノ酸がペプチド結合でつながった大きい分子（高 分子）である。
イ．タンパク質の一次構造はmRNAの配列によって決定される。
ウ．ポリペプチド分子中のへリックス（らせん）構造やシート（ジグザグ）構造は 水素結合によって形成される。
エ．タンパク質の立体構造を決定するのに重要なはたらきをもつジスルフィド結合 （S S結合）は水素結合である。
〔解答群〕
" アのみ # イのみ $ ウのみ % エのみ
& アとイ ' アとウ ( アとエ ) イとウ
* イとエ ! ウとエ + アとイとウ , アとイとエ
- アとウとエ . イとウとエ / アとイとウとエ
問４ 生体膜上で物質の輸送に関わるタンパク質A，B，Cの機能を調べるため，以下
の実験を行った。
まずはじめに，生理食塩水（０．６５％）中で静置したアフリカツメガエルの卵母細 胞に，タンパク質A，B，Cに翻訳されるmRNA水溶液をそれぞれ注入した。そ
して，一定時間培養することで，卵母細胞の細胞膜上にタンパク質A，B，Cのそ
れぞれを発現する卵母細胞OA，OB，OCを作成した。同時に，mRNAを含まない
水のみを注入した卵母細胞ODも作成し，それら全ての卵母細胞に対して次に示す
実験１∼３を実施した。これについて，以下のａ，ｂ，ｃの問いに答えよ。ただし， いずれの実験においても，mRNAや化合物の注入が卵母細胞やタンパク質A，B，
実験１．卵母細胞を淡水に浸し，卵母細胞の直径を計測した。その結果，卵母細 胞OAのみ，水が流入しその直径が大きくなった。
実験２．生理食塩水（０．６５％）に浸した卵母細胞に記録電極を刺入し，この生理 食塩水中にアセチルコリンを添加した際の膜電位の変化をオシロスコープ を用いて調べた。その結果，OBだけに膜電位の変化がおこった。
実験３．卵母細胞を生理食塩水（０．６５％）に浸し，この生理食塩水中に化合物Y
を添加した。所定の時間放置した後，卵母細胞に取り込まれた化合物Y
の量を測定した。その結果，OA，OB，OC，ODのいずれにおいても，化
合物Yは細胞内に取り込まれなかった。続いて，それぞれの卵母細胞内
にATPを注入し，細胞内に取り込まれた化合物Yの量を測定したところ， OCでのみ化合物Yが取り込まれた。
ａ．タンパク質A，B，Cによる輸送は，受動輸送と能動輸送のそれぞれどちらか。
正しい組みあわせを１つ選べ。 ２１
〔解答群〕
A B C
! 受動輸送 受動輸送 受動輸送
" 受動輸送 受動輸送 能動輸送
# 受動輸送 能動輸送 受動輸送
$ 受動輸送 能動輸送 能動輸送
% 能動輸送 受動輸送 受動輸送
& 能動輸送 受動輸送 能動輸送
' 能動輸送 能動輸送 受動輸送
ｂ．塩化ナトリウムの濃度を高くした生理食塩水（０．７％）を用いて実験２と同様 の実験を実施した。この実験で卵母細胞OBに起こる膜電位の変化は，実験２で
得られた結果と比較してどうなるか。１つ選べ。 ２２
〔解答群〕
! 膜電位の変化が大きくなる。
" 膜電位の変化が小さくなる。
# 膜電位の変化がおこらなくなる。
$ 膜電位の変化の向きが変わる。
ｃ．卵母細胞OCを用いて，化合物Yを卵母細胞OCにあらかじめ注入したうえで，
実験３と同様の実験操作を行った。このとき，ATPの注入の有無とタンパク質 Cのはたらきによって卵母細胞に取り込まれる化合物Yの量の関係は，実験３
で得られた結果と比較してどうなるか。１つ選べ。 ２３
〔解答群〕
取り込まれる化合物Yの量 ATP注入なし ATP注入あり
! 増加する 増加する
" 増加する 減少する
# 増加する 変化しない
$ 変化しない 増加する
% 変化しない 減少する
+
脊椎動物の神経系に関する次の文章を読み，以下の各問いに答えよ。答えは各問いの それぞれの解答群から最も適当なものを選び，解答欄にマークせよ。脊椎動物では，視覚・聴覚・皮膚などの受容器で感知した信号を統合して判断し，命
令を効果器に伝えるはたらきをする ２４ 神経系と， ２４ 神経系と体の各部
との間をつなぎ，体のすみずみまで張り巡らされている ２５ 神経系がある。
脊椎動物の ２４ 神経系は，脳とそれに続く脊髄からできている。脳の構造は大
脳・中脳・小脳・間脳・延髄からなるが，
（Ａ）脊椎動物の脳を比較すると動物の種類によっ
て発達している部分が異なっている。ヒトの大脳では ２６ とよばれる部分が非常
に大きく発達している。一方，脊髄は脊椎骨の中央を走る円柱状の構造で，体の各部と 脳を結ぶとともに
（Ｂ）脊髄反射の中枢となっている。
２５ 神経系のなかでも，受容器から ２４ へ興奮を伝える ２７ 神経
や，逆に ２４ 神経系から効果器へと指令を伝える ２８ 神経などを ２９
神経系という。また，間脳の視床下部で感知した体温，血糖値などの内部環境の変化に 対して，
（Ｃ）交感神経と副交感神経からなる ３０ 神経系が各臓器や器官に作用し，恒
常性の中心的な役割を果たしている。
問１ 文中の に当てはまるものをそれぞれ１つ選べ。ただし，同じ番号は同
じものを示す。
〔解答群〕
" 体 性 # 介 在 $ 新皮質 % 辺縁皮質
& 感 覚 ' 運 動 ( 自 律 ) 末 梢
* 中 枢 ! 散 在 , 集 中 - かご型
問２ 下線部（Ａ）について，下図はそれぞれヒトの脳の断面とタラ（魚類）の脳を示 している。このとき，ａ∼ｃで示されるヒトの脳の各部位は，ア∼カで示されるタ ラの脳のどの部位に対応しているか。また，各部位の名称はどれか。表１中の
に当てはまるものをそれぞれ１つ選べ。
a
b
c
オ イ
ア
カ
ウ
エ
ヒトの脳の部位 ａ ｂ ｃ
タラの脳の部位
部位の名称
図１ ヒトの脳の断面 図２ タラ（魚類）の脳
表１ ヒトの脳とタラの脳の各部位の対応とその名称
３１ ３２ ３３
３４ ３５ ３６
〔解答群〕
３１ ∼ ３３ に対する解答群
! ア " イ # ウ $ エ % オ & カ
３４ ∼ ３６ に対する解答群
問３ 下線部（Ｂ）に関して，ヒトの脊髄反射に該当する反応はどれか。２つ選べ。た
だし，解答の順序は問わない。 ３７ ， ３８
〔解答群〕
! くしゃみ " 瞳孔反射 # 屈筋反射 $ しつがいけん反射
% 唾液分泌 & せ き ' 血管収縮 ( 姿勢保持の反射
問４ 下線部（Ｃ）に関し，表２に示したそれぞれの対象における作用ａ∼ｄとして正
しい組みあわせはどれか。１つ選べ。 ３９
対 象 作 用
瞳孔（ひとみ） ａ
心臓拍動 ｂ
気管支 ｃ
胃腸ぜん動 ｄ
〔解答群〕
ａ ｂ ｃ ｄ
" 拡 大 促 進 拡 張 促 進
# 拡 大 促 進 拡 張 抑 制
$ 拡 大 促 進 収 縮 促 進
% 拡 大 促 進 収 縮 抑 制
& 拡 大 抑 制 拡 張 促 進
' 拡 大 抑 制 拡 張 抑 制
( 拡 大 抑 制 収 縮 促 進
) 拡 大 抑 制 収 縮 抑 制
* 縮 小 促 進 拡 張 促 進
! 縮 小 促 進 拡 張 抑 制
+ 縮 小 促 進 収 縮 促 進
, 縮 小 促 進 収 縮 抑 制
- 縮 小 抑 制 拡 張 促 進
. 縮 小 抑 制 拡 張 抑 制
/ 縮 小 抑 制 収 縮 促 進
$
生物の進化に関する次の文章を読み，以下の各問いに答えよ。答えは各問いのそれぞ れの解答群から最も適当なものを選び，解答欄にマークせよ。同一の種内で個体間に見られる形質の違いを変異とよぶ。変異には，遺伝するものと
しないものがあるが，進化に関係するのは一般に， ４０ であり，それは突然変異
によって生じる。突然変異は，DNAが複製されるときに起こる「誤り」などによって
低頻度で生じるものである。 ４１ に生じた突然変異はその個体が死ぬと消失する
が， ４２ に生じた突然変異は次の世代に受け継がれる。ヒトの鎌状赤血球貧血症
やアルビノは，突然変異による遺伝的な形質の変化の例である。
個体の遺伝的な形質はそれぞれの遺伝子型で決まるが，有性生殖を行う生物では，次 世代に伝えられるものは遺伝子であり遺伝子型ではない。そのため，子の遺伝的な形質 が親と同じになるとは限らない。ある交配可能な集団中に存在する遺伝子全体を遺伝子 プールとよび，遺伝子プールにおける
（Ａ）対立遺伝子の頻度（割合）の変化によって進化を 考える必要がある。
集団内の個体のうち，生存や生殖に有利な形質をもつものが次世代の個体を多く残す ような，
（Ｂ）個体間の変異に応じて自然界で起こる選択を自然選択という。
問１ 文中の に当てはまるものをそれぞれ１つ選べ。
〔解答群〕
４０ に対する解答群
! 環境変異 " 遺伝的変異 # 相変異
４１ ， ４２ に対する解答群
問２ 生物の進化に関して，これまで多くの学者により様々な説が提唱されている。各 学説の提唱者は誰か。それぞれ１つ選べ。
ア．分子進化の中立説 ４３
イ．用不用説 ４４
ウ．大陸移動説 ４５
エ．３ドメイン説 ４６
〔解答群〕
" ウェント # ラマルク $ ホイッタカー
% 黒沢英一 & ウーズ ' 岡崎令治
( ド・フリース ) ダーウィン * ウェゲナー
! 木村資生 + モーガン , メンデル
問３ 下線部（Ａ）に関する以下の文章を読み，各問いに答えよ。
ハーディー・ワインベルグの法則によれば，以下の５つの条件を満たす集団では， 遺伝子頻度と世代数との間に，ある関係性が成り立つことが知られている。その条 件とは（１）任意交配する，（２）集団の個体数が十分に多い，（３）突然変異がお こらない，（４）個体間に生存力や繁殖力の差がない，および（５）他の集団との 間で個体の移入や移出がおこらない，である。
ａ．ここで，上記（１）∼（５）の条件を満たすある集団（P１）のある遺伝子座
における対立遺伝子G について，世代を経るごとの頻度の動態をあらわす図と
して正しいものはどれか。１つ選べ。 ４７
〔解答群〕
１
０
０ t
G
の遺伝子頻度
①
１
０
０ t
G
の遺伝子頻度
④
１
０
０ t
G
の遺伝子頻度
⑦
１
０
０ t
G
の遺伝子頻度
②
１
０
０ t
G
の遺伝子頻度
⑤
１
０
０ t
G
の遺伝子頻度
⑧
１
０
０ t
G
の遺伝子頻度
③
１
０
０ t
G
の遺伝子頻度
⑥
１
０
０ t
G
の遺伝子頻度
⑨
（世代数） （世代数） （世代数）
（世代数） （世代数） （世代数）
ｂ．一方で，前述の（１）∼（５）の条件のうち，いずれかの条件が満たされない 場合，設問ａ．の関係が成り立たない場合がある。
ここで，ある別の集団（P２）では，劣性ホモ接合体ggは成熟前に死亡する ため配偶子を形成しない，すなわち，（４）の条件が満たされない。この集団の ０世代目における遺伝子型GG，Gg，ggの個体数がそれぞれ，１３０個体，２６０個 体，１３０個体である場合，３世代目として産まれる子供における対立遺伝子G の 遺伝子頻度はいくらになるか。１つ選べ。なお，このとき（４）以外の条件は変
わらないものとする。 ４８
〔解答群〕
" ０．０８３ # ０．０９１ $ ０．１００ % ０．１２５ & ０．１４３ ' ０．１６７ ( ０．２００ ) ０．２５０
* ０．３３３ ! ０．５００ + ０．６６７ , ０．７５０
- ０．８００ . ０．８３３ / ０．８５７ 0 ０．８７５
問４ 下線部（Ｂ）に関する次の記述のうち，正しいものはどれか。正しい記述をすべ
て含む組みあわせを１つ選べ。 ４９
ア．適応度とは，ある個体が１年間に産んだ子の数で表される。
イ．鳥の翼と昆虫の翅は相同器官であり，これは，異なる生物が似た形態を持つよ うになる収束進化の結果である。
ウ．複数の種類の生物どうしが生存や繁殖に影響を及ぼしあいながら進化する現象 を共進化という。
エ．配偶行動における個体間の競争に起因する選択を性選択とよぶが，これは異性 間でのみ見られる現象であり，同性間での相互作用が選択圧となることはない。
〔解答群〕
" アのみ # イのみ $ ウのみ % エのみ
& アとイ ' アとウ ( アとエ ) イとウ
* イとエ ! ウとエ + アとイとウ , アとイとエ
