以下の １ ∼ ２４ にあてはまる最も適切な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，解答が数値の場合は最も近い値 を正解とする。また，同じ答えをくりかえし選んでもよい。以下の問いに答えよ。
!
図に示すように，水平面（面EFGH）とそれと滑らかにつながっている半円筒面（面FIJG）がある。面EFGH上で，一端を点Oにつなぎ回転できるようにした質量が無視
できるバネがあり，その他端には質量mA〔kg〕の小球Aが取り付けられている。バネ
の自然長はl〔m〕，バネ定数はk〔N／m〕である。また，点Qの位置には質量mB〔kg〕
の小球Bが静止している。ここで，mB＞mAである。小球Aと小球Bの大きさは無視
できるものとし，空気抵抗も考えなくてよい。重力加速度の大きさはg〔m／s２〕とする。
図中に示すような互いに直交するx軸，y軸，z軸を設定した。それぞれの軸の矢印
の向きを正とした。点P，点Q，点R，点S，点T，点Uは，y軸に対して垂直な同一
平面内（xz平面内）にあり，点S，点T，点Uは直径Dの半円上にある。点Fと点G
を結ぶ直線はy軸と平行である。さらに，点Fと点Iを結ぶ直線，および点Gと点J
を結ぶ直線はともにz軸と平行である。また，点Fと点Iの間の距離，および点Gと
点Jの間の距離はともに半円筒の直径D と等しい。
x
J
G H
E
P Q S
T I U F R O D d z y α 小球A
小球B ＋
u
物
理
２月１４日実施
小球Aは，バネがu〔m〕だけ伸びた状態で摩擦の無視できる水平面上を，点Oを中
心とした円周上を図中の矢印の向きに角速度ω〔rad／s〕で等速円運動を行った。この
時，バネの伸びuを，mA，l，k，ω を用いて表すと １ になる。
１ の解答群
! mAl
kω２＋mAω "
mAlω
２k−mAω #
２mAlω
k＋mAω
$ mAlω
k＋mAω２ %
mAlω
k−mAω２ &
mAlω２
k−mAω２
' mAlω
k＋mAω (
mAlω
２k＋mAω )
２mAlω２
k−mAω２
等速円運動を行っていた小球Aは，点Pの位置で突然バネから切り離されて，摩擦
の無視できる水平面上を，円運動の接線方向であるx軸の正の向きに移動した。その後，
点Qの位置で静止している小球Bと衝突した。点Qの位置において，小球Bと衝突す
る 直 前 の 小 球Aの 速 さ はV０〔m／s〕で あ っ た。V０をmA，l，u，kを 用 い て 表 す と
２ になる。
２ の解答群
! "mAu（l＋u）
k " !mA（k＋u＋l） # "
ku（l＋u） mA
$ !２mAl（k＋u） % !４k（mA＋u＋l） & !２kl（mA＋u）
' "
２ku（l＋mA）
lmA ( "
ku（l＋mA）
小球Aと小球Bが衝突する際の反発係数（はねかえり係数）をeとする。点Qの位
置における衝突直後の小球Aと小球Bの速さは，それぞれV１〔m／s〕とV２〔m／s〕で
あった。V２をmA，mB，V０，eを用いて表すと ３ ×V０になる。
３ の解答群
! mA−mB
（１＋e）mB "
emB
mA＋mB #
emA＋mB
mA $
mA−mB
（１＋e）mA
% emA＋mB
mB &
emA
mA＋mB '
（１＋e）mB
mA−mB (
（１＋e）mA mA＋mB
) emA＋emB
mB
小球Aと衝突した後の小球Bは，摩擦の無視できる水平面上を点Rの位置まで進ん
だ。さらに，小球Bは摩擦のある水平面上を点Sの位置まで移動した。小球Bと摩擦
面との間の動摩擦係数はµ′であり，点Rと点Sの間の距離はd〔m〕である。点Sの
位置で摩擦面を通過した直後の小球Bの速さをV３〔m／s〕とする。V３をV２，µ′，g，d
を用いて表すと ４ になる。
４ の解答群
! !V２＋µ′gd " !２V２−µ′gd # !V２＋２µ′gd $ !４V２−µ′gd % !V２＋４µ′gd & "V２２−２µ′gd ' "２V２２＋µ′gd ( "V２２＋４µ′gd ) "４V２２＋µ′gd
その後，小球Bは直径D〔m〕の半円筒状の摩擦の無視できる内面を上がっていった。
ここで円弧の角度α〔rad〕だけ上がった点Tの位置での小球Bの速さをV４〔m／s〕と
する。V４をV３，g，α，Dを用いて表すと ５ になる。また，円の中心に向かっ
て，小球Bが円筒の内面から受ける力は垂直抗力と呼ばれ，N〔N〕で表される。点T
５ の解答群
! "V３２＋Dgcosα " "V３２＋Dgsinα # "V３２＋４Dg（１−cosα） $ "V３２＋２Dgsinα % "V３２−Dg（１−cosα）& "V３２＋２Dgcosα ' "V３２＋２Dg（１−sinα）( "V３２＋２Dgtanα ) "V３２＋４Dg（１−sinα）
６ の解答群
! mBDV４２＋gcosα " DV４２＋mBgcosα # mBDV４２＋gsinα
$ DV４２＋mBgsinα %
２mBV４２
D ＋gcosα &
２V４２
D ＋mBgsinα
' ２mBV４２
D ＋gsinα (
２mBV４２
D ＋mBgsinα )
２mBV４２
D ＋mBgcosα
さらに，小球Bが円筒の内面を上がっていき，半円筒で最も高い点Uの位置から速
さV５〔m／s〕で，円 の 接 線 方 向 に 飛 び 出 し た。V５をV３，g，Dを 用 い て 表 わ す と
７ になる。
７ の解答群
! "V３２g−２D " "V３２−２Dg # "２V３２g−D $ "２V３２D−g % "V３２−Dg & "V３２g−D ' "２V３２−Dg ( "V３２−４Dg ) "V３２Dg−１
小球Bは点Uの位置から飛び出して，水平な面EFGHに落下した。小球Bが落下
した位置と点Sとの 間 の 距 離 はL〔m〕で あ っ た。LをV５，g，Dを 用 い て 表 す と
８ になる。
８ の解答群
! #DV５
g " #
V５
gD # # DV５
２g $ #
V５
２gD % !gDV５
& $
２
gDV５ ' $
２D
g V５ ( $ ４D
+
真 空 中 に お い て，図 の よ う な 点Oを 原 点 と す るxy平 面 上 の 点A（０，d），B（−d，０），C（０，−d），およびD（d，０）にq〔C〕（q＞０）の点電荷を固定した。
座標の単位はmとする。重力の影響は無視できるものとし，クーロンの法則の比例定
数をk〔N・m２／C２〕，無限遠点における電位を０Vとして以下の問いに答えよ。
O y
x A（０，d）
B（−d，０）
C（０，−d）
D（d，０）
点Bの電荷は点A，Cの各電荷からそれぞれ ９ ×k q
２
d２〔N〕の大きさの静電
気力を受け，点Dの電荷からは １０ ×k q
２
d２〔N〕の大きさの静電気力を受ける。
点A，C，およびDの各電荷により点Bに生じる電位の和は １１ ×k q
d〔V〕なの
で，点Bの電荷がもつ静電気力による位置エネルギーは １２ ×k q
２
d〔J〕である。
９ から １２ の解答群
" !２−１
２ #
３
４ $ ２!２＋１ %
３!２
２ & ２!２＋ １ ２
' ３２ ( !２ ) １２ * ２!２−１２ ! ５４
, １４ - ２!２−１ . １＋ !２
２ / !２＋ １
２ 0 １− !
この状態から，点Bの電荷を外力を加えてx軸上を原点Oまでゆっくり移動させて
固 定 し た。点A，C，お よ びDの 各 電 荷 に よ り 原 点Oに 生 じ る 電 位 の 合 計 は
１３ ×k q
d〔V〕である。これより，原点Oに移動した電荷のもつ静電気力による
位置エネルギーが求められ，点Bの電荷を原点Oに移動させるときに外力がした仕事
は １４ ×k q
２
d〔J〕であることがわかる。点Bの電荷を原点Oに移動したあと，
点Dの電荷がもつ静電気力による位置エネルギーは １５ ×k q
２
d〔J〕となった。
１３ から １５ の解答群
" !２−３
２ # １− !
２
２ $ !２＋１ %
３
２ & !２＋ １ ２
' ３ ( ５２−!２ ) ３−２!２ * ２!２＋１２ ! !２−１
+ ２＋ !２
２ ,
５
２＋!２
-４＋!２
３ . ２− !
２
２ /
３!２ ２
この状態からさらに，点Dの電荷を固定する力をとりのぞくと，この電荷は初速度
０m／sでx軸の正の向きに動きはじめた。この電荷の質量をm〔kg〕とすると，この電
荷がじゅうぶんに遠い位置に達して，静電気力による位置エネルギーが０Jとみなせる
ときの速さは １６ 〔m／s〕である。
１６ の解答群
" q
"02!２＋ １
２13mdk # "３!２ kq
md $ q"
３k md
% "２（!２＋１）k
md & q"（３!２＋１） k
md '
q d"
0
2２!２＋１13mk
( "３kq
md ) q"３!２ k md * q d" 0 2!２＋ １ ２13mk
! q
d"
３k
m + "２
0
2!２＋１13mdkq , q d"３!２
k m
- k
"２02!２＋１13mdq . k"
0
2!２＋１２13mdq / q"２
0
'
光 光C
E
空気 （屈折率１）
薄膜 （屈折率n）
空気 （屈折率１） 入射角
屈折角
d
← 薄膜上面
← 薄膜下面
A１ B１ B２ A２ α β
図１ しゃぼん玉に太陽光など
白色光があたると，虹色に
色づいて見えることがある。
これは薄膜の両面での反射
光が互いに強めあったり，
弱めあったりという光の干
渉が起こり，可視光の範囲
にある特定の波長の光が強
められるからである。しゃ
ぼん玉に限らず，薄膜によ
る光の干渉の原理を理解す
るために，図１の薄膜を考える。ここで薄膜の厚さは一定であり，膜の上面と下面は平
面であるとする。また，可視光の波長の範囲を４．０×１０−７
mから８．０×１０−７mとする。
光が，屈折率n（n＞１），厚さd〔m〕の薄膜に対して，入射角α で入射する。入射
光の一部は点A１で膜内に屈折して入り，薄膜中を進む。このときの屈折角をβ とする。
空気中の光の波長をλ〔m〕，空気の屈折率を１とするとき，入射角α と屈折角β の関
係は １７ となり，薄膜中における光の波長は １８ 〔m〕となる。
１７ に対する解答群 ! sinα
sinβ ＝n "
sinα
sinβ ＝
１
n #
cosα
cosβ ＝
１
n $
cosα
cosβ ＝n
% cossinαβ ＝n & sinα
cosβ ＝
１
n
１８ に対する解答群
! nλ " １n λ # λsinα $ sin１α λ
次に，薄膜上面で反射する光!と，薄膜下面で反射する光"に着目する。薄膜上面で
反射する光!は，A２→B２→Eの経路で目に達する。光"は，点A１で膜内に屈折して
入り，薄膜下面の点Cで反射して点B２から再び空気中に出てくるため，A１→B１→C
→B２→Eという経路で目に達する。図中のA１A２は空気中での入射光の波面を表し，
同一波面上では波の位相は同じとする。光!と光"の光路長（光学的距離）の差ΔLを
考える。ここで「光路長」とは，光が媒質（ここでは薄膜）中を伝わるときの実際の距離
にその媒質の屈折率を乗じた値である。また，波面は光の進行方向と垂直であるから，
空気中のA１A２の波面は，膜中でのB１B２となる。したがって，光路長の差ΔLは，光
"が光!に比べて，B１→C→B２の分，つまり距離（B１C＋CB２）だけ余計に必要とす ることから，ΔL＝（B１C＋CB２）×n＝ １９ ×n〔m〕となる。
１９ に対する解答群
! dcosα " ２dcosα # dcosβ $ ２dcosβ % ２d
sinα &
d
sinβ
さらに，点B２における光!の反射光は，屈折率の小さい物質から大きい物質へと光
が入射することから，その反射光は反射によって，波の位相が反転する。したがって，
反射後のB２→Eにおいて光!と光"が強めあう条件は，mを０または正の整数として
ΔL＝')m＋ ２０ (*×λ となる。
２０ に対する解答群
! ０ " １２ # １３ $ １４ % １５ & １６
白色光が厚さd＝８．５×１０−７mの薄膜に，入射角α＝４５°で入射し，屈折角β＝３０°
で屈折したとき，薄膜の屈折率nはn＝ ２１ となる。また，光路長の差ΔLを求
めるとΔL＝ ２２ ×１０−６mとなる。入射した白色光のうち，強めあう光の波長は
可視光の波長の範囲では２つあり， ２３ ×１０−７m， ２４ ×１０−７
mとなる。
ただし，計算は３けたで行うこと。また， ２３ ， ２４ の解答の順番は問わ
２１ に対する解答群
" １．１ # １．２ $ １．４ % １．６ & １．８ ' ２．０
２２ に対する解答群
" ０．７４ # ０．８４ $ ０．９０ % １．０ & １．５ ' １．７ ( １．８ ) ２．１ * ２．４ ! ３．０ + ３．４
２３ ， ２４ に対する解答群
!
次の文章の空欄 １ ∼ ９ 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，原子量は，H＝１．０，O＝１６，S＝３２， Cu＝６４とし，２０℃における硝酸カリウムの水に対する溶解度を３２とする。水を溶媒としたとき，固体の溶質がそれ以上溶けることができない溶液を飽和水溶液
という。固体の水に対する溶解度は，飽和水溶液中の水１００gに溶ける溶質の質量をグ
ラム単位で表した数値で示される。２０℃における硝酸カリウム飽和水溶液の質量パーセ
ント濃度は １ ％である。
一方，水和物の溶解度は，飽和水溶液中の水１００gに溶けている ２ の質量を
グラム数で表したものである。硫酸銅（Ⅱ）五水和物は，２０℃で１０００gの水に最大３５２g
溶ける。したがって，この温度での硫酸銅（Ⅱ）の水に対する溶解度は， ３ であ
る。
溶解度は，一般的に，温度が高くなるほど大きくなるが， ４ のように温度に
よってあまり変化しないものや， ５ のように温度が高くなるほど小さくなるも
のもある。
温度が高くなるほど溶解度が ６ 物質では，飽和に近い状態にしておき溶液を
冷却すれば，溶けていた物質が溶解度の差の分だけ結晶として析出してくる。他の物質
が不純物として溶液中に溶けていても，その量が ７ に達するほど多くなければ，
不純物は溶液中に残ることになる。このように，温度による溶解度の差を利用して物質
を精製する操作を ８ という。いま，硝酸カリウムと塩化ナトリウムの混合物
２０００gを水２０００gに加え，加熱して完全に溶かした。この水溶液を２０℃まで冷却した
ところ，１３００gの硝酸カリウムの結晶のみが析出した。したがって，混合物２０００g中
に含まれていた塩化ナトリウムは ９ gである。
化
学
!
１ ， ３ ， ９ に対する解答群
" １７ # ２０ $ ２２ % ２４ & ２６ ' ３０ ( ３２ ) ３５ * ６０ ! ６４ + １２０ , １８０ - ２００ . ３２０ / ６４０ 0 ７００
２ ， ６ ∼ ８ に対する解答群
" 塩 析 # 大きくなる $ 乾 留 % 結 晶 & 凝固点 ' 凝固点降下 ( 再結晶 ) 錯 塩
* 水和物 ! 小さくなる + 中 和 , 中和点
- 飽和濃度 . 無水物 / 臨界点
４ ， ５ に対する解答群
" 塩化カリウム # 塩化ナトリウム $ 硝酸カリウム
+
ハロゲンに関する文章!１，!２の空欄 １０ ∼ ２８ 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，原 子 量 は
Cl＝３５．５，Cs＝１３２．９とする。また，アボガドロ数を６．０２×１０２３とし，
!３＝１．７３とす る。
!１ 塩素とヨウ素は周期表の １０ 族 に 属 す る 元 素 で あ る。こ れ ら の 原 子 は
１１ 個の価電子をもち，一価の １２ イオンになりやすい。塩素とヨウ素
の単体はどちらも １３ 分子であり， １４ 色で強い毒性をもつ。また，他
の物質から電子を奪う力が大きいので， １５ 力が強い。この力の強さは，原子
番号が １６ ほど強い。そのため，水溶液中で塩素Cl２とヨウ素I２および，そ
れぞれのカリウム塩であるKCl，KIを混合すると， １７ と １８ の物質
量は増加するが， １９ と ２０ の物質量は減少する。
塩素は水素と反応して ２１ を生じる。また，銅と反応して ２２ を生じ
る。塩素は水に少し溶け，その一部が反応する。このとき生じる ２３ は水溶液
中でのみ存在する。
!２ 塩化セシウムの結晶は典型的な ２４ 結晶である。この結晶の単位格子は，常
温，常圧では単位格子の中心にCs＋が位置し，格子の ２５ 個の頂点にCl−が位
置する ２６ である。その単位格子の一辺の長さを４．１２×１０−８
cmとすると，
結晶中のCs＋の中心からCl−の中心までの距離は ２７ ×１０−８cmになり，この
結晶の密度は ２８ g／cm３になる。
１０ ， １１ ， ２５ に対する解答群
１２ ∼ １６ ， ２４ に対する解答群
" イオン # 陰 $ 大きい % 還 元 & 共 有 ' 酸 化 ( 三原子 ) 水 素 * 疎 水 ! 多原子 + 単原子 , 小さい - 中 性 . 二原子 / 無 0 保 護 1 有 2 陽 3 両 極 4 両 性
１７ ∼ ２０ に対する解答群
" Cl # Cl２ $ Cl− % I & I２ ' I−
２１ ∼ ２３ に対する解答群
" 亜塩素酸 # 塩化水素 $ 塩化銅（Ⅰ） % 塩化銅（Ⅱ） & 酸 素 ' 過塩素酸 ( 酸化銅（Ⅰ） ) 酸化銅（Ⅱ）
* 次亜塩素酸 ! 二酸化塩素 + 水
２６ に対する解答群
（掲載しておりません）
２７ ， ２８ に対する解答群
+
有機化合物に関する文!１∼!４を読み，問１∼問３に答えよ。ただし，原子量は， H＝１，C＝１２，O＝１６とする。!１ 化合物Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはいずれも分子量が１０６の芳香族炭化水素である。
!２ Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを過マンガン酸カリウムで酸化すると，Ａ，Ｂ，Ｃからは互いに異 性体の関係にあるジカルボン酸が生じ，Ｄからはモノカルボン酸が生じる。このモノ
カルボン酸はトルエンを酸化しても得られる。
!３ Ａのベンゼン環に結合している水素原子の一つをニトロ基に置換した場合に生じる 化合物は１種類である。
!４ Ｂから生じるジカルボン酸を２３０℃で加熱すると，分子内で脱水がおこり化合物Ｅ が生じる。
問１ Ａ∼Ｄの化合物として最も適切なものを解答群から選び，解答欄 ２９ ∼
３２ にマークせよ。
Ａ ： ２９ Ｂ ： ３０ Ｃ ： ３１ Ｄ ： ３２
２９ ∼ ３２ に対する解答群
" エタン # エチルベンゼン $ エチレン % o キシレン & m キシレン ' p キシレン
( クメン ) o クレゾール * m クレゾール
! p クレゾール , シクロヘキサン - スチレン
. トルエン / ナフタレン 0 フェノール
問２ Ｄの酸化により生じたカルボン酸についての記述として，最も適切なものを解答 群から選び，解答欄 ３３ にマークせよ。
３３ に対する解答群
! この化合物にメタノールと濃硫酸を作用させて得られる化合物は，消炎鎮痛剤
として外用塗布薬等に広く利用されている。
" この化合物に無水酢酸と濃硫酸を作用させて得られる化合物は，鎮痛解熱薬と して広く利用されている。
# この化合物の水溶液に塩化鉄（Ⅲ）の水溶液を加えると紫色を呈する。
$ この化合物の水溶液にアンモニア性硝酸銀水溶液を加えて，穏やかに加熱する
と，銀が析出する。
% この化合物にメタノールを加えて濃硫酸の存在下で穏やかに加熱して反応させ
ると組成式C８H８O３からなる化合物を生じる。
& この化合物にエタノールを加えて濃硫酸の存在下で穏やかに加熱して反応させ ると組成式C９H１０O２からなる化合物を生じる。
問３ 脱水以外の方法で化合物Ｅを合成する方法を解答群から選び，解答欄 ３４
にマークせよ。
３４ に対する解答群
! ナフタレンを触媒存在下において高温で酸化する。
" マレイン酸を高温で酸化する。
# サリチル酸にメタノールと少量の濃硫酸を作用させる。
$ 酢酸に十酸化四リンを加えて加熱する。
$
次の文章の空欄 ３５ ∼ ５４ 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。コロイド粒子が，ほかの物質中に均一に分散している状態，あるいは物質をコロイド
という。コロイドでは，粒子を分散させている物質を ３５ ，粒子として分散して
いる物質を ３６ という。煙は ３７ のコロイド粒子が ３８ 中に分散し
たものである。コロイド粒子が ３９ 中に分散した溶液をコロイド溶液といい，
４０ や ４１ などがある。コロイド溶液が流動性を失って固化した状態を
４２ という。 ４３ や ４４ などがそれである。
コロイド溶液に細く強い光線を当てると，光の通路が輝いて見える。この現象を
４５ 現象とい う。コ ロ イ ド 粒 子 が 休 む こ と な く 不 規 則 に 動 い て い る 現 象 を
４６ 運動という。これは， ４７ 分子がコロイド粒子に衝突することによっ
て起こる現象である。
沸騰水に黄褐色の塩化鉄（Ⅲ）水溶液を数滴加えて混ぜると，次式にしたがって加水分
解反応がおこり，赤褐色の溶液が得られる。
FeCl３＋３H２O %& ４８ ＋３ ４９ … '
この赤褐色の溶液をセロハンで包んで口を糸でしばり，ビーカーに入れた温かい蒸留
水中につるすと， ５０ が移動するので蒸留水は ５１ を示す水溶液になる。
この操作を ５２ という。次に，セロハンの中のコロイド溶液をU字管に移し入
れ，電極を浸して直流電圧をかけると，コロイド粒子は ５３ 側に移動する。した
がって，このコロイド粒子を最も沈殿させやすい電解質水溶液は， ５４ イオンを
含むものである。
３５ ， ３６ ， ４７ に対する解答群
３７ ∼ ３９ ， ４２ に対する解答群
" 液 体 # キセロゲル $ 気 体 % 固 体 & ゲ ル ' 懸 濁 ( ゾ ル ) 乳 濁
４０ ， ４１ に対する解答群
" かる石 # 砂糖水 $ 大豆油 % 練り歯磨き & マヨネーズ ' ミネラルウォーター
４３ ， ４４ に対する解答群
" かき氷 # 寒 天 $ 大理石 % 豆 腐 & 粘 土
４５ ， ４６ ， ５０ ∼ ５３ に対する解答群
" 陰 極 # 塩化水素 $ 塩化鉄（Ⅱ） % 塩基性 & 塩 析 ' 会 合 ( 凝 析 ) 酸 性
* 水酸化鉄（Ⅱ） ! 水酸化鉄（Ⅲ） + 中 和 , チンダル
- 電気泳動 . 電気分解 / 透 析 0 ブラウン 1 ミセル 2 陽 極
４８ ， ４９ に対する解答群
" FeCl２ # Fe（OH）２ $ Fe（OH）３ % HCl & HClO ' HClO２
５４ に対する解答群
" 負の電荷の価数が大きい # 負の電荷の価数が小さい
!
細胞に関する次の文を読み，以下の各問いに答えよ。光学顕微鏡を用いて動物と植物の細胞を観察すると，どちらの細胞にも １ と
２ が観察される。 １ は，細胞により異なるが，直径はおよそ３∼１０µm
であり，多数の小孔がある二重の生体膜で包 ま れ て い る。 ２ の 最 外 層 は
３ である。 ３ は， ４ 程度の厚さで，これによって細胞の外部
と内部が仕切られている。細胞内と細胞外の物質のやり取りは， ３ を介して行
われている。 ２ の内部には，有機物を無機物にまで分解してエネルギーを取り
出す働きをもつ ５ などの構造体がある。このような特定の働きをもつ構造体は，
細胞小器官とよばれている。細胞小器官の働きを研究するためには，細胞内からそれら
を種類ごとに集める必要があり，
アその手法の一つとして細胞分画法がある。
問１ 上の文中の に当てはまる最も適切なものを下の解答群から選び，マー
クせよ。ただし， の中の同じ番号には同じものが当てはまる。
１ ∼ ５
〔解答群〕
" ミトコンドリア # 葉緑体 $ 液 胞 % 核 & 核小体 ' リソソーム
( 細胞壁 ) 細胞膜 * 細胞質
! ５∼１０nm + ５０∼１００nm , ５∼１０µm
- ５０∼１００µm
生
物
.
問２ 下線部アの細胞分画法による細胞小器官の分離に関する次の文中の に
当てはまる最も適切なものを下の解答群から選び，マークせよ。
６ ∼ １１
植物の葉組織を，スクロース溶液中ですりつぶし，細胞破砕液を作製した。作製
した細胞破砕液を５００g（遠心力の大きさ），１０分間の条件で遠心分離機にかけ，
沈殿物と上澄みに分けた。このとき得られた沈殿物中には，主として ６ と
細胞壁断片などが含まれている。次に，回収した上澄みを３０００g，１０分間の条件
で遠心分離を行い，沈殿物と上澄みに分けた。このとき得られた沈殿物中には，主
として ７ が含まれている。さらに，回収した上澄みを８０００g，２０分間の
条件で遠心分離を行い，沈殿物と上澄みに分けた。このとき得られた沈殿物中には，
主として ８ が含まれている。最後に，これまでの操作で得られたもの以外
の微小な構造体を得るために，回収した上澄みを１０００００g，６０分間の条件で遠心
分離を行い，沈殿物と上澄みに分けた。このとき得られた沈殿物中には，原核細胞
にも存在する ９ や真核細胞にのみ存在する １０ などが含まれている。
また，上澄みには １１ が含まれている。
〔解答群〕
! 細胞質基質 " 葉緑体 # ミトコンドリア
$ リボソーム % 小胞体 & 核
問３ 問２の １０ に関する記述として，最も適切な記述を下の解答群から選び，
マークせよ。 １２
〔解答群〕
! 一重の生体膜でできており，数層に重なるへん平な袋状構造がある。活発に
分泌活動を行う動物細胞では特に発達するが，植物細胞では，単純な構造のも
のが多数細胞内に分散している。細胞内外への物質の輸送を調節している。
" 一重の生体膜でできており，内部は細胞液で満たされ，細胞液にはアミノ酸， 炭水化物，無機塩類などが含まれている。動物細胞にもみられるが，植物細胞
で大きく発達している。細胞内の水分や物質の濃度の調節や，老廃物の貯蔵に
関与している。
# 一重の生体膜でできており，袋状または管状の構造をもち，これらがつなが
りあっている。一部の膜は核膜の外膜とつながっている。
$ 一重の生体膜でできており，内部には各種の分解酵素が含まれており，古い
細胞小器官や細胞外から取り込んだ異物を分解する。
% 内膜と外膜の二重の生体膜でできており，膜の表面には多数の孔があり，そ
こでは二重膜が互いにつながっている。外膜の一部は他の細胞小器官の膜とつ
問４ 生物を構成する細胞には，原核細胞と真核細胞がある。それぞれの細胞からなる
生物の組み合わせとして最も適切なものを下の解答群から選び，マークせよ。
１３ ， １４
原核生物： １３
真核生物： １４
〔解答群〕
! 大腸菌・バクテリオファージ
" アメーバ・イシクラゲ（ネンジュモ）
# コウジカビ・インフルエンザウイルス
$ 酵母・ゾウリムシ
% バクテリオファージ・インフルエンザウイルス
& イシクラゲ（ネンジュモ）・大腸菌
+
動物の受容器と効果器に関する次の文を読み，以下の各問いに答えよ。多くの多細胞動物は，環境からの刺激を受け取るための
ア受容器と，刺激に応じた反応
を起こすための
イ効果器を備え，受容器と効果器を結びつけているウ神経系が発達している。
受容器の一つであるヒトの耳では，部位により適刺激が異なっており，うずまき管の適
刺激は １５ で，前庭の適刺激は １６ である。前庭には炭酸 １７ でで
きた耳石があり，耳石が １８ を動かすことにより刺激が伝わる。鼻の適刺激は
１９ である。代表的な効果器としては，脊椎動物の筋肉があるが，他にゾウリム
シの ２０ やミドリムシの ２１ も効果器である。
受容器・効果器・神経系は，動物の行動様式と深い関係があり，
エ生得的行動やオ学習に
よる行動の発現において重要な役割を担っている。
問１ 上の文中の に当てはまる最も適切なものを下の解答群から選び，マー
クせよ。 １５ ∼ ２１
〔解答群〕
" 光 # 圧 力 $ 音
% 温 度 & からだの回転 ' からだの傾き
( 化学物質 ) 液 体 * ナトリウム
! カリウム , カルシウム - リチウム
. うろこ / べん毛 0 繊 毛
1 感覚毛 2 おおい膜 3 耳小骨
問２ 下線部アの受容器に関して述べた次に示すＡからＤの記述のうち，正しい記述の
組み合わせとして最も適切なものを下の解答群から選び，マークせよ。 ２２
Ａ 受容器であるヒトの眼の網膜には，赤錐体細胞，青錐体細胞，黄錐体細胞の３
種類の錐体細胞がある。
Ｂ ヒトは受容器である耳の働きにより，周波数２０から１０万ヘルツの範囲の音を聞
き分けることができる。
Ｃ 筋紡錘は受容器である。
Ｄ ヒトの受容器である味覚器により感知される味覚は，苦味・甘味・うま味・塩
味であり，すべての味覚は，これら４種の味覚の組み合わせとして生じる。
〔解答群〕
" Ａのみ # Ｂのみ $ Ｃのみ % Ｄのみ & ＡとＢ ' ＡとＣ
( ＡとＤ ) ＢとＣ * ＢとＤ
! ＣとＤ + ＡとＢとＣ , ＡとＢとＤ
- ＡとＣとＤ . ＢとＣとＤ / ＡとＢとＣとＤ
問３ 下線部イの効果器に関して述べた次に示すＡからＤの記述のうち，正しい記述の
組み合わせとして最も適切なものを下の解答群から選び，マークせよ。 ２３
Ａ デンキナマズの発電器官は，筋肉が変化したものである。
Ｂ メダカの皮膚に存在する色素胞は色素の果粒を含み，果粒が細胞全体に広がる
と細胞は透明になり，細胞の中央に集まると細胞は色づく。
Ｃ ホタルは雄のみが発光器官をもち，特有の周期で光る。
Ｄ ホタルによる発光は発熱がなく，エネルギーは消費されない。
〔解答群〕
" Ａのみ # Ｂのみ $ Ｃのみ % Ｄのみ & ＡとＢ ' ＡとＣ
( ＡとＤ ) ＢとＣ * ＢとＤ
! ＣとＤ + ＡとＢとＣ , ＡとＢとＤ
- ＡとＣとＤ . ＢとＣとＤ / ＡとＢとＣとＤ
0 すべて間違い
問４ 下線部ウの神経系に関して，次に示すＡからＤの動物のうち，一般に散在神経系
をもつ生物の組み合わせとして，最も適切なものを下の解答群から選び，マークせ
よ。 ２４
Ａ プラナリア
Ｂ ヒドラ
Ｃ イソギンチャク
〔解答群〕
" Ａのみ # Ｂのみ $ Ｃのみ % Ｄのみ & ＡとＢ ' ＡとＣ ( ＡとＤ ) ＢとＣ
* ＢとＤ ! ＣとＤ + ＡとＢとＣ , ＡとＢとＤ
- ＡとＣとＤ . ＢとＣとＤ / ＡとＢとＣとＤ 0 な し
問５ 下線部エの生得的行動に関して述べた次に示すＡからＤの記述のうち，正しい記
述の組み合わせとして最も適切なものを下の解答群から選び，マークせよ。
２５
Ａ 繁殖期のイトヨの雄は，縄張りに侵入した同種の雄を攻撃する。このとき，侵
入した雄個体のからだ全体の形態と，繁殖期特有の背中の突起が，攻撃行動の引
き金になっており，からだの色彩は関係ない。
Ｂ 生得的行動は，遺伝的なプログラムにより支配されており，一般に経験や学習
は不要である。
Ｃ 生得的行動は，同種の個体あるいは他種の個体に対してはたらきかける行動で
あり，物理的な環境変化に対しての反応は含まない。
Ｄ フェロモンの主要な働きは，フェロモンを合成した個体自身の生得的行動を制
御することである。
〔解答群〕
" Ａのみ # Ｂのみ $ Ｃのみ % Ｄのみ & ＡとＢ ' ＡとＣ
( ＡとＤ ) ＢとＣ * ＢとＤ
! ＣとＤ + ＡとＢとＣ , ＡとＢとＤ
- ＡとＣとＤ . ＢとＣとＤ / ＡとＢとＣとＤ
問６ 下線部オの学習に関して述べた次に示すＡからＤの記述のうち，正しい記述の組
み合わせとして最も適切なものを下の解答群から選び，マークせよ。 ２６
Ａ 無条件刺激によって引き起こされる反応に，条件刺激が結びつく学習を，古典
的条件づけという。
Ｂ キンカチョウのさえずりは，生得的に備わったものであり，学習は必要ない。
Ｃ アメフラシは水管を刺激するとえらを引っ込めるが，水管への刺激を繰り返す
と刺激を学習し，以前より弱い水管刺激でえらを引っ込めるようになる。
Ｄ アメフラシにおいて，水管刺激によりえらを引っ込める反射は，尾からの刺激
を伝える介在ニューロンの作用により敏感になるが，このような現象を一般に鋭
敏化という。
〔解答群〕
" Ａのみ # Ｂのみ $ Ｃのみ % Ｄのみ & ＡとＢ ' ＡとＣ
( ＡとＤ ) ＢとＣ * ＢとＤ
! ＣとＤ + ＡとＢとＣ , ＡとＢとＤ
- ＡとＣとＤ . ＢとＣとＤ / ＡとＢとＣとＤ
%
酵母菌の遺伝に関する次の文を読み，以下の各問いに答えよ。パン酵母には，１倍体（核相n）の単相世代と，２倍体（核相２n）の複相世代があ
る。１倍体には，aとα の接合型（酵母の性）があり，a細胞とα 細胞を適当な条件
下で接触させると接合して，a／α の２倍体となる。２倍体は，さまざまな栄養素を含
む栄養培地上で，２倍体のまま増殖する。２倍体の細胞を胞子形成培地にまくと，増殖
を止め，減数分裂して１つの細胞から４つの胞子が形成される。この胞子を別々にして
栄養培地にまくと，１倍体として増殖を始める。
ウラシル要求性変異株やトリプトファン要求性変異株の１倍体を栄養培地にまくと，
増殖してコロニーを形成するが，最少培地では増殖できない。一方，野生型の１倍体は，
どちらの培地でも増殖してコロニーを形成する。なお，本問では，ウラシル要求性もト
リプトファン要求性も，それぞれ１遺伝子の変異によるものとする。
問１ ウラシル要求性変異株のa細胞と野生型のα 細胞を接合させて２倍体を得た。
この２倍体の性質として，最も適切な記述を下の解答群から選び，マークせよ。
２７
〔解答群〕
! 栄養培地と最少培地の両方で増殖できる。
" 栄養培地では増殖できるが，最少培地では増殖できない。
# 栄養培地では増殖できないが，最少培地では増殖できる。
問２ １つの２倍体の細胞から形成された４つの胞子を顕微鏡下で分けて，下の図のよ
うに培地上に並べて培養することにより，生じた１倍体の増殖の可否をコロニー形
成により判別できる。増殖できる場合にはコロニーが形成されるが，増殖できない
場合にはコロニーは形成されない。
胞子
コロニー形成あり
コロニー形成なし 培養
問１で得られた２倍体を胞子形成培地にまき，胞子を形成させた。１つの細胞か
ら形成された４つの胞子を最少培地で培養した後のコロニー形成について，次のＡ
からＥのうちで起こりうるものを全て含む最も適切な組み合わせを，下の解答群か
ら選び，マークせよ。 ２８
E D
C B
A
〔解答群〕
" Ａのみ # Ｂのみ $ Ｃのみ % Ｄのみ & Ｅのみ ' ＡとＢ
( ＡとＣ ) ＡとＤ * ＡとＥ
! ＢとＣ + ＢとＤ , ＢとＥ
- ＣとＤ . ＣとＥ / ＤとＥ
0 ＡとＢとＣ 1 ＢとＣとＤ 2 ＣとＤとＥ
問３ ウラシル要求性かつトリプトファン要求性のa細胞と，野生型のα 細胞を接合
させて，２倍体を得た。この２倍体から胞子を形成させ，１つの細胞から形成され
た４つの胞子を最少培地に並べて培養し，コロニーを形成させる実験を行った。ウ
ラシル要求性とトリプトファン要求性の原因となる遺伝子が異なる染色体上にある
場合のコロニー形成について，ＡからＥのうちで起こりうるものを全て含む最も適
切な組み合わせを，下の解答群から選び，マークせよ。ただし，染色体の乗換えは
起こらないものとする。 ２９
E D
C B
A
〔解答群〕
" Ａのみ # Ｂのみ $ Ｃのみ % Ｄのみ & Ｅのみ ' ＡとＢ
( ＡとＣ ) ＡとＤ * ＡとＥ
! ＢとＣ + ＢとＤ , ＢとＥ
- ＣとＤ . ＣとＥ / ＤとＥ
0 ＡとＢとＣ 1 ＢとＣとＤ 2 ＣとＤとＥ
問４ 問３の実験において，ウラシル要求性とトリプトファン要求性の原因となる遺伝
子が同じ染色体上にあり，染色体の乗換えが起こらない場合のコロニー形成につい
て，ＡからＥのうちで起こりうるものを全て含む最も適切な組み合わせを，下の解
答群から選び，マークせよ。 ３０
E D
C B
A
〔解答群〕
" Ａのみ # Ｂのみ $ Ｃのみ % Ｄのみ & Ｅのみ ' ＡとＢ
( ＡとＣ ) ＡとＤ * ＡとＥ
! ＢとＣ + ＢとＤ , ＢとＥ
- ＣとＤ . ＣとＥ / ＤとＥ
0 ＡとＢとＣ 1 ＢとＣとＤ 2 ＣとＤとＥ
問５ 問３の実験において，１０個の細胞から生じた胞子（合計４０個）の最少培地におけ
るコロニー形成を調べた結果，下の図のようになった。連鎖しているウラシル要求
性とトリプトファン要求性の原因となる遺伝子間の組換え価は何％か。下の解答群
から選び，マークせよ。 ３１
〔解答群〕
問６ 酵母菌の遺伝子解析に関する次の文中の に当てはまる最も適切な語を
下の解答群から選び，マークせよ。 ３２ ∼ ３６
ウラシル要求性かつトリプトファン要求性のa細胞に，下の図のようなプラス
ミドを導入する操作をしたのち，最少培地にトリプトファンを添加した培地上に塗
り広げて培養したところ，多数のコロニーが現れた。このプラスミドは，矢印で示
すウラシル合成酵素の遺伝子を含み，三角印で示す３種類の酵素による切断部位を
もつ。
ウラシル合成酵素遺伝子 EcoRⅠ
HindⅢ
HindⅢ KpnⅠ
そこで，このプラスミドを用いて，トリプトファン要求性変異株で変異した未知
の遺伝子を同定するための次のような実験を計画した。
プラスミドを， ３２ の１種である ３３ で切断する。野生型酵母から
ゲノムDNAを抽出し，これを同じ酵素で切断して断片化する。 ３４ を用い
てDNA断片を切断したプラスミドにつなぎ，さまざまなゲノムDNA断片を含む
プラスミドの集団を作製する。これをウラシル要求性かつトリプトファン要求性の
a細胞に導入すると，それぞれの細胞に１種類のプラスミドが導入される。形質転
換した細胞の集団を ３５ にまき，培養後に現れたコロニーからプラスミドを
抽出する。プラスミドに挿入されたゲノムDNA断片の塩基配列を ３６ を用
〔解答群〕
" EcoRⅠ # HindⅢ $ KpnⅠ
% カタラーゼ & アミラーゼ ' RNAポリメラーゼ
( DNAリガーゼ ) リパーゼ * DNAポリメラーゼ
! 制限酵素 + 逆転写酵素 , トリプシン
- 栄養培地 . 最少培地
問７ プラスミドに関する正しい記述の組み合わせとして，最も適切なものを下の解答
群から選び，マークせよ。 ３７
Ａ プラスミドは，環状の１本鎖DNAである。
Ｂ プラスミドは，細胞自身の染色体DNAとは独立に，細胞内の酵素を使って複
製される。
Ｃ プラスミドは細胞内で複製されるが，細胞分裂の際，どちらか一方の娘細胞に
のみ受け継がれる。
Ｄ バイオテクノロジーにおける遺伝子導入では，宿主の細胞に応じてプラスミド
のほかにウイルスがベクターとして利用される。
〔解答群〕
" Ａのみ # Ｂのみ $ Ｃのみ % Ｄのみ & ＡとＢ ' ＡとＣ
( ＡとＤ ) ＢとＣ * ＢとＤ
! ＣとＤ + ＡとＢとＣ , ＡとＢとＤ
- ＡとＣとＤ . ＢとＣとＤ / ＡとＢとＣとＤ
!
動物の受精と初期発生に関する次の文を読み，以下の各問いに答えよ。ウニの受精では，べん毛運動によって精子が卵の表面にあるゼリー層へ到達する。精
子の細胞膜が，ゼリー層に含まれる糖類を受容すると，その情報が ３８ に伝えら
れる。情報を受容した ３８ は， ３９ を起こし，タンパク質分解酵素などを
含む内容物をゼリー層へ放出する。一方，核と ３８ の間にある ４０ が繊維
状に変化し，精子先端の細胞膜を押し伸ばして先体突起を形成する。この突起が伸びて，
精子はゼリー層を通過し ４１ に達する。この突起には， ４２ と呼ばれるタ
ンパク質があり，これが ４１ にある受容体と複合体を形成したのち，先体突起は
４１ を通過し，卵の細胞膜に達する。
精子が卵の細胞膜に接すると，それぞれの細胞膜が融合し，精子の進入点を中心にし
て，細胞膜に ４３ と呼ばれる小さな膨らみが生じる。ここから始まる表層反応に
よって， ４１ は細胞膜から離れ固くなって ４４ となり，他の精子が卵子に
進入するのを防ぐ。一方，卵に進入した精子の頭部からは ４５ を伴う精核が放出
される。この ４５ から微小管が伸びて ４６ を形成し，精核と卵核を近づけ
る。精核と卵核が接すると融合して受精が完了する。受精後，受精卵は，
ア卵割と呼ばれ
る活発な細胞分裂を始め，
イ初期発生を開始する。最終的に，分裂した細胞と細胞の相互
作用によって分化が起こり，
問１ 前の文中の に当てはまる最も適切な語を下の解答群から選び，マーク
せよ。ただし， の中の同じ番号には同じ語が当てはまる。
３８ ∼ ４６
〔解答群〕
" 卵黄栓 # 心黄卵 $ 卵黄膜（卵膜） % 受精膜 & 形成体 ' 先体胞
( 灰色三日月環 ) 神経溝 * 受精丘
! 星状体 + 表層粒 , 中心体（中心小体）
- ビコイド . ノーダル / アクチビン
0 アクチン 1 ミオシン 2 バインディン
3 エキソサイトーシス 4 エンドサイトーシス
問２ 下線部アに関する次の文中に当てはまる最も適切な語を下の解答群から選び，
マークせよ。ただし， の中の同じ番号には同じ語が当てはまる。
４７ ∼ ４９
通常の細胞周期では，分裂により生じた２個の細胞は，間期を通じてもとの母細
胞の大きさに成長しながら， ４７ の間にゲノムを複製し， ４８ に分裂
の準備を整え，再び分裂する。一方，多くの動物では，卵割時の細胞分裂は短い間
隔で起こり，娘細胞の大きさは分裂ごとに小さくなっていく。この間にみられる細
胞周期では，しばしば ４８ ， ４９ を欠くため，通常の体細胞の細胞周
期に比べて速く回る。
〔解答群〕
問３ 下線部イに関する次のＡからＤの記述のうち，正しい記述の組み合わせとして最
も適切なものを下の解答群から選び，マークせよ。 ５０
Ａ ウニの卵割では，８細胞期までは大きさのほぼ等しい割球を生じる等割がみら
れる。
Ｂ ウニ胚の第三卵割は，赤道面より動物極側で起こり，動物極側の割球は植物側
の割球よりも小さくなる。
Ｃ ウニ胚の第四卵割が起こると，動物半球に８個の大割球が生じ，植物半球にそ
れぞれ４個の中割球と小割球が生じる。
Ｄ 桑実胚へ発生したウニの胚は，内部に卵割腔とよばれる空所が生じ，卵割が進
むと卵割腔はしだいに小さくなり，１層の細胞からなる球形の胚になる。
〔解答群〕
" Ａのみ # Ｂのみ $ Ｃのみ % Ｄのみ & ＡとＢ ' ＡとＣ
( ＡとＤ ) ＢとＣ * ＢとＤ
! ＣとＤ + ＡとＢとＣ , ＡとＢとＤ
- ＡとＣとＤ . ＢとＣとＤ / ＡとＢとＣとＤ
問４ 下線部ウに関する次のＡからＤの記述のうち，正しい記述の組み合わせとして最
も適切なものを下の解答群から選び，マークせよ。 ５１
Ａ ウニの原腸胚中期では，外胚葉，内胚葉，中胚葉の細胞が分化し，原腸の先端
から細胞が内部に遊離し，二次間充織細胞となる。
Ｂ プリズム幼生は，繊毛運動によって口側を前にして遊泳し，食物を食べて成長
する。
Ｃ ２細胞期の胚の割球を１つずつ分離し，そのまま発生させると，各割球は小形
であるが正常な２つのプルテウス幼生へ発生する。
Ｄ ８細胞期の胚を赤道面で動物極側の半球と植物極側の半球に分離して培養する
と，動物極側の半球は不完全なプルテウス幼生になり，植物極側の半球は永久胞
胚となる。
〔解答群〕
" Ａのみ # Ｂのみ $ Ｃのみ % Ｄのみ & ＡとＢ ' ＡとＣ
( ＡとＤ ) ＢとＣ * ＢとＤ
! ＣとＤ + ＡとＢとＣ , ＡとＢとＤ
- ＡとＣとＤ . ＢとＣとＤ / ＡとＢとＣとＤ
