理工学部・薬学部・生物理工学部・工学部 2017年度（平成29年度）一般入試 後期｜過去問題｜近畿大学入試情報サイト

以下の １ から ２７ 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，同じ番号をくり返し選んでもよ い。

!

m２，ニュートンの万有引力定数をGとする。m１，m２はM に比べ十分小さく，宇宙ス テーションの間の万有引力は無視できるものとする。また，S１，S２の円軌道は同一平 面内にあり，同じ向きに回転しているものとする。

r

B

A

R

θ ２r

地球

S_１

S_２

) S１と地球の間の万有引力の大きさは １ である。また，S１の速さをv１とす

ると，加速度 の 大 き さ は ２ と な る。こ れ ら を 運 動 方 程 式 に 代 入 す る と

v１＝ ３ が求められる。また，S１の円運動の周期T１はT１＝ ４ である。

１ の解答群

! Gm１M

r "

Gm１M

r２ #

Gm１M

r３ $

Gm１M

r４

% Gm１M & Gm１Mr ' Gm１Mr２ ( Gm１Mr４ ３月９日実施

理 科

２ の解答群 ! v１２

r " v１２

r２ #

v１２

r３ $

v１２

r４

% v１２r & v１２r２ ' v１２r３ ( v１２r４

３ の解答群

! １_２"GM_{r " "}GM_{２r # "}GM_{r $ "}２GM_r

% !GMr & r_!GM ' r_!GMr ( r２_!GM

４ の解答群

! π "

r

２GM " π " r

GM # ２π " r

GM $ ４π " r GM

% πr

"

r

２GM & πr" r

GM ' ２πr" r

) 図のように，S１がA点に来たときに，S１から小さなロケットRをS１の速度の方 向に発射し，半周して地球に対してA点の反対側のB点でS２の軌道に接するように したい。Rの質量は十分小さく，RとS１，S２の間の万有引力は無視してよい。

A点におけるRの速さをvA，B点における速さをvBとすると，ケプラーの第二法

則（面積速度一定の法則）から，この２つの速さの比は vA

vB

＝ ５ となる。こ

れ とA点，B点 に お け る 力 学 的 エ ネ ル ギ ー 保 存 則 か らvA＝ ６ ×v１，

vB＝ ７ ×v１が得られる。また，RがA点からB点に移動するまでにかかる 時間は ８ ×T１である。

RがB点に到着したとき，S２も同時にB点に到着した。このとき，Rが発射され た時刻において，地球から見たB点とS２のなす角度θ は ９ ×π〔rad〕で あった。ただし０≦θ＜２π とする。

５ ∼ ９ の解答群

+

ように内部抵抗が無視できる起電力V〔V〕の電池とスイッチSを接続した。このコン

デンサーに，上下の面が極板と同じ形で，厚さd〔m〕の直方体の誘電体を挿入する。

ただし，誘電体と極板の間の摩擦力は無視できるものとする。誘電体の誘電率をε と

し，空気の誘電率をε０とする。また，aはd に比べ十分大きく，コンデンサーの電極

や誘電体の端での電場の乱れは無視できるものとする。

S

V d

a x

. コンデンサーの極板間に，右の端からx〔m〕だけ誘電体を挿入し，固定した。そ

の後スイッチSを閉じて，十分時間が経った。このとき，誘電体が挿入された部分

の電場の大きさは １０ 〔V／m〕で，挿入されていない部分の電場の大きさは

１１ 〔V／m〕である。また，誘電体が挿入された部分の極板上と，挿入されてい

ない部分の極板上の電荷量はそれぞれ １２ 〔C〕， １３ 〔C〕である。この

ときのコンデンサーの電気容量は １４ 〔F〕となる。

１０ ∼ １３ の解答群

" Vdax # V

d $

V２

d %

Va２ d

& ε０Vda（a−x） ' ε０Va（a−x）

d (

ε０V２a（a−x）

d )

ε０Va（a−x） d２

* εVdax ! εVax

d ,

εV２ax

d

１４ の解答群 ! )₊ε０−ε x

d

*

,a " )+ε０＋εdx

*

,a # )+ε０a−εdxa

* ,

$ )₊ε０a＋εdx

a

*

, % -/ε＋ε０（a−x）

d

.

0a & -/ε−ε０（a−x）

d

. 0a

' !εx＋ε０（a−x）"a

d ( !εx−ε０（a−x）" a d

" 次に，誘電体を極板から完全に抜き取り，十分時間が経過した後にスイッチSを 開く。その後，!で使った誘電体を，極板の端からx〔m〕だけ極板間にゆっくり挿

入した。このとき，コンデンサーの極板間の電位差は １５ ×ε０V〔V〕で，誘電

体が挿入された部分の極板上に蓄えられた電荷量は １６ ×ε０aV

d〔C〕で，誘電

体が挿入されていない部分の極板上の電荷量は １７ ×ε０aV

d〔C〕である。この

ときのコンデンサーの持つ静電エネルギー １８ ×ε０a２V２

２d 〔J〕と，誘電体を極

板に挿入する前の静電エネルギーとの差より，誘電体を挿入するときに外力のした仕 事は １９ ×ε０a

２

V２

２d 〔J〕と求まる。

１５ ∼ １７ の解答群

! a

εx＋ε０（a−x） "

dax

εx＋ε０（a−x） #

ε０a（a−x） εx＋ε０（a−x） $ εax

εx＋ε０（a−x） %

a

εx−ε０（a−x） &

dax

εx−ε０（a−x） ' ε０a（a−x）

εx−ε０（a−x） (

εax

εx−ε０（a−x）

１８ と １９ の解答群

! ε０a

εx＋ε０（a−x） "

εa

εx＋ε０（a−x） #

ε０a

εx−ε０（a−x） $ εa

εx−ε０（a−x） %

（ε０＋ε）a

εx＋ε０（a−x） &

（ε０−ε）a εx＋ε０（a−x） ' （ε０＋ε）x

εx＋ε０（a−x） (

（ε０−ε）x

)

の大気中で水平に固定されており，ピストンC，Dはシリンダー内をなめらかに動く。

x＞０でaがゼロでない場合には，*_,x１a+ -a

＝xとなる。

C D

B

E A

ピストン

シリンダー

大気 恒温槽

p０〔Pa〕

T０〔K〕

. いま，定積モル比熱がCV〔J／（mol・K）〕である理想気体をA，Bそれぞれに同じモ

ル数ずつ入れる。しばらくそのままにしておくと，A，Bの気体の体積がともに

V０〔m３〕となり，ピストンC，Dは静止した。この状態をXとする。気体定数 を

R〔J／（mol・K）〕とすると，Aに封入した気体のモル数は ２０ 〔mol〕である。 ま た，状 態Xに お け るAの 気 体 の 温 度 は ２１ 〔K〕，内 部 エ ネ ル ギ ー は

２２ 〔J〕となる。

２０ の解答群

! p０V０

２RT０ "

p０V０

RT０ #

３p０V０

２RT０ $

２p０V０

RT０

% ５p０V０

２RT０ &

３p０V０

RT０ '

４p０V０

RT０ (

５p０V０

RT０

２１ の解答群

! ０ _" T０

４ #

T０

３ $

２２ の解答群

" ０ # CVp０V０

２ $ CVp０V０ % ３CV_２p０V０ & ５CVp０V０

２ '

CVp０V０

２R (

CVp０V０

R )

３CVp０V０ ２R

+ 次に，Aの気体の圧力が２p０〔Pa〕となるまでCをゆっくりと右へ移動させ，固定 した。この状態をYとする。状態YにおけるBの気体の圧力は ２３ ×p０〔Pa〕， 体積は ２４ ×V０〔m３〕となる。また，理想気体の断熱変化において気体の圧力

p〔Pa〕と体積V〔m３〕の間には，pVγ_{＝一定（ただしγ は１より大きい定数）の関係}

が成り立つことを用いると，状態YにおけるAの気体の体積は ２５ ×V０〔m３〕 となり，温度は ２６ ×T０〔K〕となる。

状態Xから状態Yへ変化する間に，ピストンC，Dを通してAの気体が外部にし た仕事をWAとすると，WA＝ ２７ ×

CVp０V０

R 〔J〕となる。

２３ ∼ ２７ の解答群

" ０ # １_２ $ １ % ２

!

種類や密度が異なる液体どうしを混合すると，混合後の液体の体積が混合前の各液体 体積の和と等しくならないことがしばしば起こる。ある温度で，１００mLの５７．０％ヨウ 化水素HI水溶液（密度１．７０g／cm３）に，１０．０％HI水溶液（密度１．１０g／cm３）を混合し， ４７．０％HI水溶液（密度１．５０g／cm３）をつくる場合はどうであろうか？ この５７．０％HI 水溶液１００mLの質量は １ gであり，これに加えた１０．０％HI水溶液の体積を

x〔mL〕とすると，この１０．０％HI水溶液の質量は ２ ×x〔g〕となる。一方，こ

の５７．０％HI水 溶 液１００mLに 含 ま れ るHIの 質 量 は ３ gで あ り，加 え た １０．０％HI水溶液に含まれるHIの質量は ４ ×x〔g〕である。これら２つの水溶

液を混合した結果，４７．０％のHI水溶液が得られたので，xの値は ５ となり，

得られた４７．０％HI水溶液の質量は ６ gとなる。したがって，この４７．０％HI

水溶液の体積は ７ mLであり，この体積と，混合前の２つの水溶液の体積の和

とを比較すると ８ ことがわかる。

解答群

１ ∼ ７

" ０．１１０ # ０．１５０ $ ０．１７０ % １．１０ & １．５０ ' １．７０ ( ４．６０ ) ９．６９ * １７．０ ! ２７．０ + ３０．６ _, ３２．９ _- ４１．８ _. ９６．９ _/ １４２ 0 １４４ 1 １７０ 2 ２０６ 3 ２１６ 4 ３２４

5

6解答番号 １ ∼ ２０ 78

８

" 混合後に体積が２mL増加した # 混合後に体積が２mL減少した

$ 混合後に体積が４mL増加した _% 混合後に体積が４mL減少した

& 混合後に体積が６mL増加した ' 混合後に体積が６mL減少した

( 混合後に体積が８mL増加した ) 混合後に体積が８mL減少した

* 混合後に体積が１０mL増加した _! 混合後に体積が１０mL減少した

+ 混合後に体積が１２mL増加した , 混合後に体積が１２mL減少した

- 混合後に体積が１４mL増加した . 混合後に体積が１４mL減少した

/ 混合後に体積が１６mL増加した ₀ 混合後に体積が１６mL減少した

1 混合後に体積が１８mL増加した 2 混合後に体積が１８mL減少した

+

C／mol，電圧〔V〕，電流〔A〕，エネルギー〔J〕，電気量〔C〕，時間〔s〕の間の関

係は，１V×A＝１J／s，１C＝１A×sとする。また，水の分子量は１８とする。

水素の燃焼反応を応用した水素−酸素燃料電池を１９３×１０３_{秒間稼動させたところ，} 液体の水が３６．０g生成し，電極間の電圧は１．００Vであった。このとき，回路を流れた

電子の物質量は ９ mol，平均電流は １０ A，この燃料電池から供給され

る電気エネルギーは １１ kJである。また，このとき反応した水素と同じ物質量

の水素の完全燃焼により液体の水が生成したときの発熱量は １２ kJであるので，

この発熱量の １３ ％が電気エネルギーとして供給されたことになる。

解答群

９ ， １０

" ０．５００ # １．００ $ １．５０ % ２．００ & ２．５０ ' ３．００ ₍ ３．５０ ₎ ４．００ _* ４．５０ _! ５．００

１１ ， １２

" ９６．５ _# １４３ _$ １９３ _% ２８６ _& ２９０ ' ３８６ ( ４２９ ) ４８３ * ５７２ ! ５７９ , ６７６ - ７７２ . ８５８ / ８６９ 0 ９６５

１３

+

２_−４

ac

２a である。

また，_!１４０＝１１．８とする。

酸素O２により一酸化窒素NOは酸化されて二酸化窒素NO２を生成する。このとき， NO２の生成速度vは反応速度定数kを用いて式9のように表せるとする。

v＝k［NO］［O２ ２］ 9 ある温度に設定した１０Lの容器に４．０×１０−３

molのNOと２．０×１０−３molのO２を封 入して反応を開始させた。反応開始直後から０．２０秒間で６．４×１０−７

molのNO２が生じ たとき，この間のNO２の平均生成速度vは １４ mol／（L・s）となる。また，この 間 のNOとO２の 減 少 量 は 無 視 で き る と す る と，こ の 温 度 で の 反 応 速 度 定 数kは １５ L２／（mol２・s）となる。このあと一定時間反応させると，NO２の生成速度は反

応開始直後に比べて１_８になっていた。このとき，容器内のO２の物質量は １６ mol

である。さらに反応を続けたところ，容器内のO２は完全に消失した。このあと，容器

内ではNO２から四酸化二窒素N２O４が生成する反応が始まり，やがて式:で表される 平衡状態に達した。

78

２NO２67 N２O４ :

この温度での式_:の平衡定数を１２．５×１０（mol／L）−１_{とすると，このときの容器内の} N２O４の物質量は １７ molである。ただし，このときの容器内にはNO２とN２O４ のみが存在しているとする。

解答群

１４ ∼ １７

+

分子式C５H１２Oで表されるアルコールの構造異性体のうち，分子内脱水により生じた

アルケンに２種類の構造異性体が存在するようなアルコールは １８ 種類ある。ザ

イツェフ則（ザイツェフの法則）に従うと，この２種類のアルケンの異性体間の生成比率

が異なる場合があるが，そのうち，主生成物として得られるアルケンは全部で １９

種類ある。また，C５H１２Oのアルコールの分子内脱水により生じた全種類のアルケンに 水分子を付加すると，それぞれのアルケンから２種類のアルコールの構造異性体が得ら れる。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種類のアルコールの 構造異性体間の生成比率が大きく異なる場合があるが，そのようなアルコールの異性体

を生成するアルケンの構造異性体は ２０ 種類ある。

解答群

１８ ∼ ２０

" ０ _# １ _$ ２ _% ３ _& ４

' ５ ( ６ ) ７ * ８ ! ９

!

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） 酵素に関する以下の記述ア∼オのうち，正しいものは １ である。

ア キモトリプシンは脱離酵素の一つである。 イ アミラーゼはラクトースを分解する酵素である。 ウ PCR法には耐熱性のDNAポリメラーゼが使われる。 エ ナトリウム カリウムATPアーゼはATPを合成する。

オ NADP（NADP＋_{）は呼吸に関わる脱水素酵素の補酵素である。}

１ に対する解答群

" アのみ # イのみ $ ウのみ % エのみ & オのみ _' ア，イのみ ₍ ア，ウのみ ₎ ア，エのみ

* ア，オのみ ! イ，ウのみ + イ，エのみ , イ，オのみ

- ウ，エのみ . ウ，オのみ / ア，イ，ウ 0 ア，イ，エ

1 ア，イ，オ 2 ア，ウ，エ 3 イ，ウ，オ 4 ウ，エ，オ

5

6解答番号 １ ∼ ５０ 78

２） 酵素の反応速度は，基質と化学構造の似ている物質（基質類似体）が存在すると低 下することがある。これは，酵素の活性部位をめぐって基質と基質類似体との間で奪 い合いが起こり，活性部位への基質の結合が阻害されるためである。このような基質 類似体のことを（カ）阻害剤と呼ぶ。酵素濃度が一定のとき，基質濃度が（カ）阻害 剤に比べ非常に（キ）とその阻害はほとんど起こらない。また，酵素の活性部位とは 異なる部位に結合し，活性を阻害するものを（ク）阻害剤と呼ぶ。

酵素によっては，酵素の活性部位から離れた位置に特定の物質と結合する（ケ）部 位をもち，この（ケ）部位への結合で反応の調節が行われる。ここで，（カ）∼（ケ）

の正しい組み合わせは ２ である。

２ に対する解答群

（カ） （キ） （ク） （ケ）

! 競争的 高 い 非競争的 フィードバック

" 競争的 高 い 非競争的 アロステリック

# 競争的 低 い 非競争的 フィードバック

$ 競争的 低 い 非競争的 アロステリック

% 非競争的 高 い 競争的 フィードバック

& 非競争的 高 い 競争的 アロステリック

' 非競争的 低 い 競争的 フィードバック

３） 血液の凝固に関わる（コ）は酵素であり，血液中では，通常，前駆体である（サ） として存在している。（コ）が（シ）に作用することで血液の凝固が起こる。（サ）が （コ）になるためには，血液中の（ス）イオンが必要であり，（ス）イオンと結合する クエン酸などを血液に加えると血液の凝固が阻害される。ここで，（コ）∼（ス）の

正しい組み合わせは ３ である。

３ に対する解答群

（コ） （サ） （シ） （ス）

" フィブリン フィブリノーゲン プロトロンビン カルシウム

# フィブリン フィブリノーゲン プロトロンビン カリウム

$ フィブリン フィブリノーゲン トロンビン カルシウム

% フィブリン フィブリノーゲン トロンビン カリウム

& フィブリノーゲン フィブリン プロトロンビン カルシウム

' フィブリノーゲン フィブリン プロトロンビン カリウム

( フィブリノーゲン フィブリン トロンビン カルシウム

) フィブリノーゲン フィブリン トロンビン カリウム

* プロトロンビン トロンビン フィブリン カルシウム

! プロトロンビン トロンビン フィブリン カリウム

+ プロトロンビン トロンビン フィブリノーゲン カルシウム

, プロトロンビン トロンビン フィブリノーゲン カリウム

- トロンビン プロトロンビン フィブリン カルシウム

. トロンビン プロトロンビン フィブリン カリウム

/ トロンビン プロトロンビン フィブリノーゲン カルシウム

４） 酵素Xは，補酵素Yの存在下で基質Aと反応し，水に不溶の気体Bを生成する。 補酵素Yの濃度０．０１％，酵素Xの濃度０．１mg／mLである反応溶液１mLにおいて，

基質Aの濃度（％）を変化させたとき，酵素反応開始直後の１秒間に発生した気体

Bの量を測定したところ，図Ⅰ−１に示しているように，基質A濃度が４％以上の

条件では，気体Bの発生速度は一定であった。

基質A濃度６％，補酵素Y濃度０．０１％である反応溶液１mLにおいて，酵素X濃 度（mg／mL）を変化させたとき，酵素反応開始直後の１秒間に発生した気体Bの量

を測定したところ，図Ⅰ−２に示しているように，酵素X濃度に比例して気体Bの

発生速度が増加した。

上 記 の 実 験 結 果 か ら，基 質A濃 度４％，補 酵 素Y濃 度０．０１％，酵 素X濃 度 ０．０２mg／mLである反応溶液１０mLは，酵素反応開始直後の１秒間に ４ mL の気体Bを発生させると考えられる。

同様に，基質A濃度１５％の溶液０．５mLと補酵素Y濃度０．０３％の溶液０．５mLと酵 素X濃度０．１２mg／mLの溶液０．５mLを混合してつくった反応溶液１．５mLでは，酵

素X濃度は ５ mg／mLとなり，酵素反応開始直後の１秒間に ６ mL

の気体Bを発生させると考えられる。

試験管１∼試験管４を用意した。試験管１には基質A濃度１６％の溶液０．５mL， 試験管２には補酵素Y濃度０．０４％の溶液０．５mL，試験管３と試験管４には濃度未知 の酵素X溶液が０．５mLずつ入っている。試験管１∼試験管４に入っている溶液をそ れぞれ０．２５mLずつ取って混合した反応溶液１mLは，酵素反応開始直後の１秒間

に，５０mLの気体Bを発生させた。次に，試験管１∼試験管３に残っている溶液を

それぞれ１００℃で５分間熱した後，溶液が冷めるのを待って，試験管１∼試験管３の

溶液と試験管４に残っている溶液を混合した。混合した反応溶液１mLは，酵素反応

開始直後の１秒間に，３０mLの気体Bを発生させた。これらのことから，試験管３

に入っていた酵素X溶液の濃度は ７ mg／mLであることがわかる。

なお，酵素反応は全て室温で行った。酵素Xは１００℃で５分間熱すると完全に失活

活性をもたないが，溶液中の補酵素Yの濃度が０．０１％以上であれば活性をもつ。用

いた溶液は全てpH７の緩衝液に溶解しており，溶液の混合などでpHは変化しない。

１２０ １００ ８０ ６０ ４０ ２０ ０

０ ２ ４ ６ ８ １０

基質A濃度（％）

気体

B

発生速度

（

mL

／

秒）

１４０ １２０ １００ ８０ ６０ ４０ ２０ ０

０．００ ０．０２ ０．０４ ０．０６ ０．０８ ０．１０ ０．１２

酵素X濃度（mg／mL）

気体

B

発生速度

（

mL

／

秒）

図Ⅰ−１

図Ⅰ−２

４ ∼ ７ に対する解答群

基質A濃度２４％の溶液を５mLずつ２本，補酵素Y濃度０．０６％の溶液を５mLずつ ２本，酵素X濃度０．１０mg／mLの溶液を５mLずつ２本，基質A，酵素X，補酵素

Yのいずれも入っていない緩衝液を５mLずつ２本，計８本の試験管を用意した。な

お，緩衝液は酵素反応に影響しない。この８本の試験管から，太郎，次郎，花子の３ 人がそれぞれ２本ずつもっていった。太郎がもっている溶液を溶液!と"，次郎が もっている溶液を溶液_#と_$，花子がもっている溶液を溶液_%と_&として以下の実験 を行い，気体Bの発生の有無を調べた。

［実験１］

太郎の溶液!と"と，次郎の溶液#と$をそれぞれ１mLずつ取り，全て混ぜ合わ せたところ，気体Bが発生した。

［実験２］

次郎の溶液_#と_$と，花子の溶液_%と_&をそれぞれ１mLずつ取り，全て混ぜ合わ せたところ，気体Bは発生しなかった。

［実験３］

太郎の溶液_!と_"と，花子の溶液_%と_&をそれぞれ１mLずつ取り，全て混ぜ合わ せたところ，気体Bは発生しなかった。

［実験４］

太郎の溶液_!と_"と，次郎の溶液_#と_$を１mLずつ取り，それぞれを１００℃で５

分間熱した後，溶液が冷めるのを待ってから全て混ぜ合わせた溶液に，花子の溶液%

と&をそれぞれ１mLずつ加えたところ，気体Bが発生した。 ［実験５］

次郎の溶液_#を１mL取り，１００℃で５分間熱した後，溶液が冷めるのを待って太 郎の溶液!と"をそれぞれ１mLずつ加えたところ，気体Bが発生した。

［実験６］

以上の結果から次のことがわかった。基質A溶液をもっている者は ８ 。

また，酵素X溶液をもっている者は ９ 。

８ および ９ に対する解答群

! いない " 太郎のみである # 次郎のみである

$ 花子のみである _% 太郎と次郎である _& 太郎と花子である

)

の に同じものを繰り返し選んでもよい。

１） 細胞分裂を繰り返している動物細胞において，分裂期は前期，中期，

*）後期，₊）終

期 に 分 け ら れ，間 期 は（ア）期，（イ）期，（ウ）期 の 順 に 進 行 す る。こ こ で，

（ア）∼（ウ）の正しい組み合わせは １０ である。

１０ に対する解答群

（ア） （イ） （ウ） ! G０ G２ S " G０ S G１ # G１ S G２ $ G１ G２ S % S G０ G１ & S G１ G２ ' G２ G１ G０ ( G２ G０ S

上記の下線部_*）に関する以下の記述ａ∼ｄのうち，正しいものは １１ であ

る。

ａ クロマチン繊維が凝縮して太く短くなる。 ｂ 核膜と核小体が消失する。

ｃ 紡錘体が完成する。

１１ に対する解答群

" ａのみ # ｂのみ $ ｃのみ % ｄのみ _& ａ，ｂのみ _' ａ，ｃのみ

( ａ，ｄのみ ) ｂ，ｃのみ * ｂ，ｄのみ

! ｃ，ｄのみ + ａ，ｂ，ｃのみ , ａ，ｂ，ｄのみ

- ａ，ｃ，ｄのみ _. ｂ，ｃ，ｄのみ _/ ａ，ｂ，ｃ，ｄ

前述の下線部0）に関する以下の記述ｅ∼ｈのうち，正しいものは １２ であ

る。

ｅ 中心体が分裂する。 ｆ 核小体が出現する。

ｇ 新たな核膜が形成され２個の新しい核ができる。 ｈ 紡錘体が消失する。

１２ に対する解答群

" ｅのみ # ｆのみ $ ｇのみ % ｈのみ & ｅ，ｆのみ ' ｅ，ｇのみ

( ｅ，ｈのみ ₎ ｆ，ｇのみ _* ｆ，ｈのみ

! ｇ，ｈのみ + ｅ，ｆ，ｇのみ , ｅ，ｆ，ｈのみ

２） 通常の培地中で増殖する細胞の数を一定時間ごとに計測すると，培養開始後６０時間 では最初の細胞数の８倍となっていた。この時点の細胞を観察したところ，５％の細 胞が分裂期にあり，［DNA合成準備期］，［DNA合成期］，［分裂準備期と分裂期］に 含まれるそれぞれの細胞数の比率は８：７：５であった。このことから，この細胞の

分裂準備期の時間は １３ 時間であると考えられる。なお，分裂期において１つ

の細胞に２個の核が存在するものはなかった。

１３ に対する解答群

" ０．５ _# １ _$ １．５ _% ２ _& ２．５ _' ３ ( ３．５ ) ４ * ４．５ ! ５ + ５．５ , ６ - ６．５ . ７

３） ヒトの１個の体細胞に含まれる染色体は １４ 本である。体細胞における染色

体は父方と母方から受け取ったそれぞれのゲノムで構成されている。ゲノムのDNA

は３×１０９_{塩基対からなる二重らせん構造をとる。DNAの二重らせんは３．４nmごと} に１回転しており，その間に１０個の塩基対が存在している。このことから，１個の体

細胞に含まれるDNAの長さの合計は １５ cmと算出できる。また，染色体１

本あたりのDNAの長さは平均 １６ cmと算出できる。

１４ に対する解答群

" ８ # １６ $ １８ % ２０ & ２３ ' ３３ ( ４０ ) ４４ * ４６ ! ４８ + ５６ , ７８ - ９０

１５ に対する解答群

１６ に対する解答群

" ０．１ # ０．３ $ ０．６ % １．０ & １．２ ' １．４ ( １．６ ₎ ２．０ _* ２．４ _! ２．８ ₊ ３．０ _, ３．２ - ３．６ . ４．０ / ４．２ 0 ４．４ 1 ４．８ 2 ５．０ 3 ５．２ 4 ５．６

４） 大腸菌には，互いに関連する機能をもつ複数の構造遺伝子がつらなった（エ）とい う転写単位がある。（エ）を構成する構造遺伝子は，まとまって調節タンパク質によ る転写調節を受ける。このような転写調節のしくみは（オ）によって提唱された。

エネルギー源としてアラビノースのみを含む培地で大腸菌を培養すると， １７

はアラビノースと結合して立体構造が変化し，（カ）に隣接する調節領域に結合する

ようになる。その結果，RNAポリメラーゼによるアラビノース（エ）の転写が活性

化される。ここで，（エ）∼（カ）の正しい組み合わせは １８ である。

１７ に対する解答群

" リプレッサー _# オペレーター _$ 基本転写因子

% 活性化因子 & ベクター ' プライマー

１８ に対する解答群

（エ） （オ） （カ）

" オペロン ジャコブとモノー エンハンサー

# オペロン ジャコブとモノー オーガナイザー

$ オペロン ジャコブとモノー プロモーター

% オペロン ビードルとテイタム エンハンサー

& オペロン ビードルとテイタム オーガナイザー

' オペロン ビードルとテイタム プロモーター

( オペロン ジャコブとビードル エンハンサー

) オペロン ジャコブとビードル オーガナイザー

* オペロン ジャコブとビードル プロモーター

! シャペロン ジャコブとモノー エンハンサー

+ シャペロン ジャコブとモノー オーガナイザー

, シャペロン ジャコブとモノー プロモーター

- シャペロン ビードルとテイタム エンハンサー

. シャペロン ビードルとテイタム オーガナイザー

/ シャペロン ビードルとテイタム プロモーター

0 シャペロン ジャコブとビードル エンハンサー

1 シャペロン ジャコブとビードル オーガナイザー

+

に同じものを繰り返し選んでもよい。

１） ヒトの皮膚は（ア）とその下層の（イ）からなり，（ア）を構成する上層部には!

平な細胞が隙間なく重なった角質層と呼ばれる構造がある。角質層は体内の水分が蒸 発するのを防ぐとともに，病原体などの侵入を物理的に防いでいる。さらに，皮膚で は分泌物による化学的防御も行われている。皮脂腺や汗腺からの分泌物は皮膚表面を （ウ）性に保ち，細菌の繁殖を防いでいる。また，汗には細菌の細胞壁を分解する酵

素である １９ や細菌の細胞膜を破壊するディフェンシンなどが含まれている。

ここで，（ア）∼（ウ）の正しい組み合わせは ２０ である。

１９ に対する解答群

" アミラーゼ # カタラーゼ $ トリプシン % マルターゼ & リゾチーム ' リパーゼ ( ペプシン

２０ に対する解答群

（ア） （イ） （ウ）

" 真 皮 粘 膜 弱 酸

# 真 皮 粘 膜 弱アルカリ

$ 真 皮 表 皮 弱 酸

% 真 皮 表 皮 弱アルカリ

& 粘 膜 真 皮 弱 酸

' 粘 膜 真 皮 弱アルカリ

( 粘 膜 表 皮 弱 酸

) 粘 膜 表 皮 弱アルカリ

* 表 皮 粘 膜 弱 酸

! 表 皮 粘 膜 弱アルカリ

, 表 皮 真 皮 弱 酸

２） 血液中の血球は赤血球，白血球と血小板からなるが，免疫においては（エ）が重要 な役割を果たしている。体内に侵入した異物に対しては，（エ）による（オ）免疫が はたらく。ヒトが生まれながらもっている（オ）免疫における異物の排除はマクロ ファージや好中球の（カ）によって行われる。これまで，マクロファージや好中球は 異物の種類を区別せずに排除すると考えられていたが，近年，これらの細胞の細胞膜

には ２１ と呼ばれるタンパク質が存在し，これによって異物の種類をある程度

認識し，区別していることが明らかとなった。

（オ）免疫が作用している部位では，局所的な痛みやはれをともなうことがある。 これは感染や外傷などの組織傷害に対し，生体がその原因となる病原体などを排除し

て組織を修復する ２２ という反応である。ここで，（エ）∼（カ）の正しい組

み合わせは ２３ である。

２１ および ２２ に対する解答群

" B細胞レセプター # T細胞レセプター

$ 主要組織適合抗原（MHC） % トル様受容体（TLR）

& 免疫グロブリン _' アナフィラキシー

２３ に対する解答群

（エ） （オ） （カ）

図Ⅲは健常な人の血球の電子顕微鏡写真であり，図中のX，Y，Zは赤血球，白血

球あるいは血小板のいずれかを示している。以下の記述ａ∼ｆのうち，Yの特徴とし

て正しいものは ２４ であり，Zの特徴として正しいものは ２５ である。

X Y

Z

図Ⅲ

ａ 寿命は約１２０日である。 ｂ 有核細胞である。

ｃ ヘモグロビンを含み，酸素の運搬を行う。 ｄ 血液凝固において重要な役割を果たす。 ｅ 血球の中で最も数が少ない。

ｆ 血球の中で最も数が多い。

２４ および ２５ に対する解答群

３） ヒトのABO式血液型の判別には，凝集原AとBと，凝集素α とβ による抗原抗

体反応が用いられる。凝集原の構成成分には ２６ が含まれており，ヒトの血液

型は赤血球表面にある凝集原の ２６ の違いによって分類される。たとえば，A

型とB型の両方の血しょうに対して凝集反応を示さない血液型は ２７ 型に判

別される。

ABO式の血液型で判別できる１００人の集団について，凝集素α を含む血清と凝集

素β を含む血清を用いてABO式血液型を調べた。その結果，凝集素α を含む血清

で凝集反応を示した者が５６人，いずれの血清にも凝集反応を示さなかった者が１６人で

あった。この集団におけるB型の人数は ２８ 人である。

２６ および ２７ に対する解答群

" DNA # RNA $ ペプチド % 糖 鎖 & 脂 質 _' A ( B ) AB * O

２８ に対する解答群

+

異なる番号の に同じものを繰り返し選んでもよい。

１） 神経細胞の外液には細胞内に比べて ２９ イオンが多く，一方，細胞内には細

胞外に比べて ３０ イオンが多い。このように細胞内外で ２９ イオンと

３０ イオンの分布が異なっているのは ３１ のはたらきによる。また，開

いた状態にある ３２ を通って ３０ イオンが細胞外に漏れるため，細胞の

外側の電位を基準とすると細胞内の電位は，多くの場合 ３３ となる。このとき

の電位を静止電位と呼ぶ。

神経細胞膜には，電位変化に依存して開く ３４ がある。神経細胞が刺激を受

けると，この ３４ が開いて ２９ イオンが流入し，細胞内外の電位が逆転

する。このとき，静止電位を維持するためにはたらく ３２ とは異なる種類の

３２ が開いて， ３０ イオンが細胞外に流出し，細胞内外の電位はもとに

戻る。この一連の電位の変化を活動電位と呼ぶ。

２９ ∼ ３２ および ３４ に対する解答群

" ナトリウム # カリウム $ カルシウム

% クロライド _& ナトリウムチャネル _' カリウムチャネル

( カルシウムチャネル ) クロライドチャネル * プロトンポンプ

! ナトリウムポンプ

３３ に対する解答群

２） 活動電位が神経の軸索を伝導し，軸索の末端まで伝わると，（ア）依存性のカルシ ウムチャネルが開き，カルシウムイオンが軸索末端内に流入する。流入したカルシウ

ムイオンは， ３５ 。この結果，神経伝達物質が軸索末端部からシナプス間隙中

に放出され，シナプス後細胞に到達する。シナプス後細胞が骨格筋細胞の場合，軸索 末端部から放出される神経伝達物質は（イ）であり，（イ）が受容体に結合すると筋 細胞に活動電位が発生する。この電位が筋細胞全体に伝わると収縮が起こり，静止状

態に戻ると筋は弛緩する。ここで，（ア）と（イ）の正しい組み合わせは ３６ で

ある。

３５ に対する解答群

! 神経伝達物質とイオン結合することによりシナプス小胞を開口させる

" シナプス小胞と軸索末端の細胞膜との融合を促すことによりシナプス小胞を開 口させる

# ミトコンドリアにおけるATPの産生を促し，産生されたATPがエネルギー 源となってシナプス小胞を開口させる

$ シナプス小胞内において神経伝達物質の合成を促すことによりシナプス小胞を

開口させる

% シナプス小胞の浸透圧を変化させることによりシナプス小胞を開口させる

& シナプス小胞から軸索末端内に神経伝達物質の放出を促す

３６ に対する解答群

（ア） （イ）

! 伝達物質 アドレナリン

" 伝達物質 ノルアドレナリン

# 伝達物質 グルタミン酸

$ 伝達物質 アセチルコリン

% 電 位 アドレナリン

& 電 位 ノルアドレナリン

' 電 位 グルタミン酸

前述の下線部に関する以下の記述ウ∼キのうち，正しいものは ３７ である。

ウ 筋細胞の細胞膜に発生した活動電位はT管を通じて筋小胞体に伝わる。

エ 活動電位が筋小胞体に伝わると，筋小胞体から細胞質基質内にカルシウムイオン が放出される。

オ 放出されたカルシウムイオンはトロポミオシンに結合し，トロポニンをアクチン から引き離す。

カ アクチンがミオシンと結合して収縮がはじまるとき，ミオシン頭部のATP合成

酵素がはたらく。

キ 筋細胞の膜電位が静止状態に戻ると，カルシウムイオンは筋小胞体に受動的に取 り込まれる。

３７ に対する解答群

" ウのみ # エのみ $ オのみ % カのみ & キのみ ' ウ，エのみ ( ウ，オのみ ) ウ，カのみ

* ウ，キのみ _! エ，オのみ ₊ エ，カのみ _, エ，キのみ

- オ，カのみ . オ，キのみ / カ，キのみ 0 ウ，エ，オ

３） 図Ⅳは視覚経路をあらわしたものである。左右両眼の内側の網膜から出た視神経は 視交さと呼ばれる場所で交さし，反対側の間脳に入る。一方，両眼の外側の網膜から 出た視神経は視交さにおいて交させず，同じ側の間脳に入る。そのため，視軸を固定 したとき，両眼の網膜の右半分に写った像は，図Ⅳの点線であらわした視覚経路を 通って右の視覚野に，両眼の網膜の左半分に写った像は，図Ⅳの実線であらわした視 覚経路を通って左の視覚野に伝えられる。このようにして，左眼で見える範囲（左眼 の視野）と右眼で見える範囲（右眼の視野）が合わさって，全視野となる。

図ⅣのAの位置で視神経が切断された場合，左眼の視野は ３８ 。右眼の視

野は ３９ 。

図ⅣのBの位置で視神経が切断された場合，左眼の視野は ４０ 。右眼の視

野は ４１ 。

A

B

左眼 右眼

視交さ

間脳

視覚野

左眼の視野 右眼の視野

全視野の中心

３８ ∼ ４１ に対する解答群

! 正常である

" 全視野の中心付近から左側が欠損する

# 全視野の中心付近から右側が欠損する

+

番号の に同じものを繰り返し選んでもよい。

１） 炭素は全ての有機物に含まれており，生産者によって大気中の二酸化炭素が有機物 に取り込まれ，消費者や分解者によって二酸化炭素に戻される。植物では，二酸化炭 素から有機物を合成するときに（ア）エネルギーを利用する。この（ア）エネルギー の一部は，炭酸同化を介して（イ）エネルギーとして有機物に蓄えられる。有機物中 の（イ）エネルギーは，食物連鎖を通じて次々に上位の消費者に取り込まれて利用さ れた後，最終的に（ウ）エネルギーとして生態系から失われる。

一部の細菌は，植物と同様に（ア）エネルギーを利用した炭酸同化を行うが，炭酸 同化の過程において，緑色植物と同じタイプの反応系を利用するものと緑色植物とは 異なる反応系を利用するものが存在する。ここで，（ア）∼（ウ）の正しい組み合わ

せは ４２ である。

４２ に対する解答群

（ア） （イ） （ウ）

" 化 学 光 熱 # 化 学 光 化 学

$ 化 学 熱 光

% 化 学 熱 化 学 & 光 化 学 熱

' 光 化 学 光

( 光 熱 化 学

) 光 熱 光

* 熱 化 学 光

! 熱 化 学 熱

, 熱 光 化 学

前述の下線部にあてはまる生物として正しいものは ４３ である。

４３ に対する解答群

! アゾトバクター " シアノバクテリア # 水素細菌

陸上生態系における炭素循環は ４４ のように模式的にあらわすことができる。

４４ に対する解答群 !

植物食性

動物 動物食性動物 植物

菌類・細菌類 （分解者） 細菌類

（生産者）

大気 "

植物食性

動物 動物食性動物 植物

菌類・細菌類 （分解者） 細菌類

（生産者）

大気

#

植物食性

動物 動物食性動物 植物

菌類・細菌類 （分解者） 細菌類

（生産者）

大気 $

植物食性

動物 動物食性動物 植物

菌類・細菌類 （分解者） 細菌類

（生産者）

大気

%

植物食性

動物 動物食性動物 植物

菌類・細菌類 （分解者） 細菌類

（生産者）

大気 &

植物食性

動物 動物食性動物 植物

菌類・細菌類 （分解者） 細菌類

（生産者）

大気

'

植物食性

動物 動物食性動物 植物

菌類・細菌類 （分解者） 細菌類

（生産者）

大気 (

植物食性

動物 動物食性動物 植物

菌類・細菌類 （分解者） 細菌類

（生産者）

２） 大気中の窒素を（エ）などの生物が利用できる窒素化合物に変えるはたらきを

４５ という。たとえば，根粒菌はマメ科植物の根に共生し，植物から与えられ

る有機物をエネルギー源として ４５ を行う。また土壌には，（エ）を（オ）に

変換する（カ）菌や，（オ）を（キ）に変換する（ク）菌が存在し，これらの細菌を

４６ 菌と呼ぶ。

植物は（エ）や（キ）などの無機窒素化合物を土壌から取り入れ，有機窒素化合物 を合成する。植物体内に入った（キ）は，（オ）を経て（エ）に変換され，有機物の 合成に利用される。このように，取り入れた無機窒素化合物をもとにして生体に必要

な有機窒素化合物を合成するはたらきを ４７ という。

動物は，植物や他の動物を捕食することで得られる有機窒素化合物を，必要な有機 化合物につくりかえる。生物の遺骸や排泄物に含まれる有機窒素化合物は，土壌中の

細菌などによって分解された後， ４８ 細菌のはたらきにより窒素分子となって

大気中に放出される。ここで，（エ）∼（ク）の正しい組み合わせは ４９ であ

る。

４５ ∼ ４８ に対する解答群

４９ に対する解答群

（エ） （オ） （カ） （キ） （ク）

図Ⅴは，陸上生態系における窒素循環を模式的にあらわしたものである。図中の矢 印は窒素の移動を示しており，無機窒素化合物は実線で，有機窒素化合物は点線であ らわしている。また，図中の４群の細菌類は，それぞれ異なるはたらきをする。ここ で，実線の矢印A∼Eのうち，おもにNH４＋の形での移動を示したものは ５０ である。

植物食性 動物

動物食性 動物

菌類・ 細菌類

細菌類

細菌類 植物

細菌類

大気

A

C D

D

C

E B

図Ⅴ

５０ に対する解答群

" Aのみ # Bのみ $ Cのみ % Dのみ & Eのみ ' A，Cのみ ( A，Dのみ ) A，Eのみ

* B，Cのみ ! B，Dのみ + B，Eのみ , A，D，E