生物

解 答

用 紙

番 号

の解答用紙に解答しなさい。

生

物

（看

護

学

部）

問題は 点満点で作成しています。

Ⅰ

次の文を読み，問 ∼ に答えよ。（ 点） すべての生物には，有機物を分解することによりエネルギーを取り出して，ATP を合成する しくみが備わっている。 ①酸素を用いて有機物を二酸化炭素と水にまで分解し，ATP を合成する 過程は呼吸とよばれる。呼吸において分解される有機物のことを，呼吸基質という。呼吸基質と して代表的な有機物はグルコースである。 呼吸の過程は，解糖系，クエン酸回路， Ａ の 段階の連続した反応系からなる。解糖系は， 細胞内の Ｂ で行われ，グルコースが酵素によって段階的に分解され，炭素 個よりなる Ｃ になる。 Ｃ は細胞内の Ｄ に入り，クエン酸回路という一連の酵素反応系によってさらに分 解される。解糖系とクエン酸回路で生じた水素は補酵素によってミトコンドリア内膜まで運ばれ る。ミトコンドリア内膜には， Ａ があり，水素を構成する水素原子は電子を渡して水素イオ ンになる。その電子が伝達される過程で放出されたエネルギーを使い，ATP 合成酵素により ATPが産生される。呼吸基質として脂肪やタンパク質も用いられる。脂肪は脂肪酸とグリセリ ンに分解されたのち，呼吸の反応系に組み込まれて最終的に二酸化炭素と水に分解される。タン パク質の分解によって生じたアミノ酸は，さらに分解され，有機酸とアンモニアに分解される。 その後，有機酸は呼吸の反応系に入る。 酵母は，酸素の供給が十分でない状態では ②グルコースをエタノールと二酸化炭素に分解する とともに ATP を合成する。この反応を Ｅ という。エタノールには石油などの化石燃料から生 産されるもの，トウモロコシやサトウキビなどを原料としてつくられるものがある。後者はバイ オエタノールとよばれ，持続的利用可能な新エネルギーとして注目されている。 Ｅ を利用し てトウモロコシからバイオエタノールを製造する場合，まず，トウモロコシの実に含まれるデン プンを酵母が代謝できる糖に分解する必要がある。この工程を糖化という。次いで，酵母による Ｅ を利用して糖をエタノールに変える。 酵母をグルコース溶液中で培養するとき，酸素が多い条件下では，主に呼吸を行い，エタノー ―〔 〕― ―

ルの生成量が Ｆ する。一方，酸素が少ないときには，主に Ｅ を行う。 呼吸によって排出された CO の体積と吸収された O の体積の比を呼吸商（RQ）という。気 体の体積の比は，気体の分子量の比に一致するので，RQ は CO と O 分子の数の比からも求め られる。また，酵母をグルコース溶液中で培養したときの呼吸と Ｅ の割合は，そのときに排 出された CO の体積と吸収された O の体積の比（CO ／O ）から求めることができる。 問 文中の Ａ ∼ Ｆ にあてはまる語句はどれか。最も適当なものを ∼ から選んでマー クせよ。 ．電子伝達系 ．乳酸発酵 ．アルコール発酵 ．脱炭酸酵素 ．ミトコンドリア ．増加 ．減少 ．ATP 合成酵素 ．ピルビン酸 ．乳酸 ．クエン酸 ．細胞質基質 問 下線部①について。グルコースを呼吸基質とする場合のこの反応は次の式で表される。 Ｘ にあてはまる整数を選び，該当する解答欄にマークせよ。 の位の数字が存在しないと きは をマークせよ。 解は （ア）（イ） である。 C H O ＋ Ｘ H O ＋ O → CO ＋ H O 問 下線部②について。この反応は次の式で表される。 Ｙ にあてはまる整数を選び，該当 する解答欄にマークせよ。 の位の数字が存在しないときは をマークせよ。 解は （ア）（イ） である。 C H O → CO ＋ Ｙ C H OH 問 酵母をグルコース溶液中で培養し，エタノールを生成させたところ CO ／O は であっ た。このときの酵母の Ｅ と呼吸により消費したグルコース量の割合をそれぞれ求めよ。 但し，割合は， Ｅ ＋ 呼吸 ＝ ％ として求めよ。あてはまる整数を選び，該当する解答 欄にマークせよ。 の位の数字が存在しないときは をマークせよ。 解は Ｅ ： 呼吸 ＝ （ア）（イ） ％ ： （ウ）（エ） ％ である。

問 CO ／O が のとき， kgのエタノールを生成させるために，理論上必要なトウモロコ シの実の重量を答えよ。但し， kg のトウモロコシの実から gのグルコースが生成さ れ，グルコースはすべて酵母により分解されるものとする。グルコースおよびエタノールの 分子量は，それぞれ および として計算せよ。あてはまる整数を選び，該当する解答欄 にマークせよ。 の位の数字が存在しないときは をマークせよ。 解は （ア）（イ）（ウ） kg である。   問 ATPを必要とする反応として正しいものはどれか。最も適当な組み合わせを ∼ から 選んでマークせよ。 ａ．ナトリウムチャネルによるナトリウムイオンの輸送 ｂ．ミオシン分子頭部の変形による筋収縮 ｃ．ナトリウムポンプによるイオン輸送 ｄ．ピルビン酸からのアルコール発酵 ｅ．ピルビン酸からの乳酸発酵 ．（ａ，ｂ） ．（ａ，ｃ） ．（ａ，ｄ） ．（ａ，ｅ） ．（ｂ，ｃ） ．（ｂ，ｄ） ．（ｂ，ｅ） ．（ｃ，ｄ） ．（ｃ，ｅ） ．（ｄ，ｅ） ―〔 〕― ―

Ⅱ

次の［ ］と［ ］の文を読み，問 ∼ に答えよ。（ 点） ［ ］ ヒトの肝臓には，小腸などの消化管や，ひ臓からの血液が流れ込む ア と，心臓から直接 つながっている イ の 種類の血管から血液が流れ込んでいる。これら つの血管は，肝小 葉の周辺部で合流し，肝細胞の間を走る毛細血管となり， ウ につながる。また，肝小葉の 周辺には エ があり， エ は，合流を繰り返して次第に太くなり，肝臓を出た後，胆のうを 経て オ へつながっている。 肝臓は万能工場と呼ばれ，体内の環境維持のためのさまざまな働きを実行している。まず， ヒトの体内で生じた有害物質は，肝臓で毒性の低い物質に変えられる。例えば，タンパク質や アミノ酸の代謝により体内で生じたアンモニアは，肝臓で ①毒性の低い物質に変えられ，腎臓 を経て体外へ排出される。次に，血しょう中には，血液成分の調整・運搬にかかわるアルブミ ンやグロブリンなどのタンパク質が多く含まれているが，これらは，主に肝臓で合成される。 また，古くなった赤血球はひ臓や肝臓で破壊され，その際，ヘモグロビンが分解されて，ビリ ルビンが生成される。さらに，肝臓では，ビリルビンや胆汁酸などから ②胆汁がつくられる。 加えて，肝臓は，血中のグルコースの一部をグリコーゲンとして蓄えることで， ③血糖濃度の 調節を行っている。その際，すい臓のランゲルハンス島Ｂ細胞から分泌されたホルモンは，血 中グルコースをグリコーゲンにする過程を促進し，一方，すい臓のランゲルハンス島Ａ細胞か ら分泌されたホルモンは，グリコーゲンを分解してグルコースを血液中に放出する過程を促進 する。 問 文中の ア ∼ オ にあてはまる語句はどれか。最も適当なものを ∼ から選んでマー クせよ。 ．肝動脈 ．肝静脈 ．肝門脈 ．肝細胞 ．中心静脈 ．鎖骨下静脈 ．すい臓 ．胆管 ．集合管 ．十二指腸 ．胃 ．大腸 問 下線部①について。あてはまる物質はどれか。最も適当なものを ∼ から選んでマーク せよ。 ．グルタミン酸 ．グルタミン ．アスパラギン酸 ．尿素 ．クレアチニン ．イヌリン

問 下線部②について。ａ∼ｅのうち，胆汁に関する記述として正しいものはどれか。最も適 当な組み合わせを ∼ から選んでマークせよ。 ａ．肝細胞で合成された後，毛細血管に分泌される。 ｂ．一部は便とともに体外へ排出される。 ｃ．脂肪の消化を促進する物質が含まれる。 ｄ．胆のう中で，すい液と混ざった状態で蓄えられる。 ｅ．タンパク質の消化に欠かせない酵素が含まれる。 ．（ａ，ｂ） ．（ａ，ｃ） ．（ａ，ｄ） ．（ａ，ｅ） ．（ｂ，ｃ） ．（ｂ，ｄ） ．（ｂ，ｅ） ．（ｃ，ｄ） ．（ｃ，ｅ） ．（ｄ，ｅ） 問 下線部③について。低血糖に対する生体の反応として誤っているものはどれか。最も適当 なものを ∼ から選んでマークせよ。 ．視床下部で血糖の異常が感知される。 ．すい臓でグルカゴンの分泌が促進される。 ．副腎皮質で糖質コルチコイドの分泌が促進される。 ．副腎髄質でアドレナリンの分泌が促進される。 ．肝臓でグリコーゲンの合成が促進される。 ―〔 〕― ―

［ ］ 脊椎動物の体液は，血管内を流れる血液，組織の細胞に直接触れている組織液およびリン パ管内を流れるリンパ液に分けられる。血液は，血球と液体成分である血しょうからなる。血 液は，水分の保持，物質の運搬，体温の調節，病原体の排除などのさまざまな機能をもち，恒 常性を支えている。ヒトの赤血球は，中央がくぼんだ円盤状をしている。多量のヘモグロビン を含み，肺からからだの各部へ酸素を運搬している。白血球には，リンパ球・好中球・マクロ ファージなど，さまざまな種類がある。赤血球は血管中にのみ存在するが，白血球の中にはア メーバのように変形しながら毛細血管壁を通り抜け，血管外に出ることができるものがある。 血管外に出た白血球には， ④体内に侵入した病原体を細胞内に取り込み，これを酵素で分解す る働きがある。血小板は，円形またはだ円形で， ⑤止血の際に重要な役割を果たしている。 問 成人の赤血球，白血球および血小板の核の有無について，最も適当な組み合わせを選択肢 ∼ から選んでマークせよ。 選択肢 赤血球 白血球 血小板 あり あり あり あり あり なし あり なし あり あり なし なし なし あり あり なし あり なし なし なし あり なし なし なし 問 下線部④について。食作用のある白血球として正しいものはどれか。最も適当な組み合わ せを ∼ から選んでマークせよ。 ａ．好中球 ｂ．T 細胞 ｃ．B 細胞 ｄ．マクロファージ ．（ａ，ｂ） ．（ａ，ｃ） ．（ａ，ｄ） ．（ｂ，ｃ） ．（ｂ，ｄ） ．（ｃ，ｄ）

問 下線部⑤について。ａ∼ｄのうち，血液凝固に関する記述として正しいものはどれか。最 も適当な組み合わせを ∼ から選んでマークせよ。 ａ．赤血球および血小板から放出された凝固因子によって，フィブリンの形成が促進される。 ｂ．アミラーゼが網状につながって血球を絡め，塊状の血ぺいをつくる。 ｃ．採血した血液を試験管に入れて静置すると，血ぺいと血清に分離する。 ｄ．血ぺいが，溶解することを線溶（繊溶）という。 ．（ａ，ｂ） ．（ａ，ｃ） ．（ａ，ｄ） ．（ｂ，ｃ） ．（ｂ，ｄ） ．（ｃ，ｄ） ―〔 〕― ―

Ⅲ

次の文を読み，問 ∼ に答えよ。（ 点） すべての生物は遺伝物質として DNA をもつ。DNA はわずか 種類のヌクレオチドで構成さ れているが，ヌクレオチドが結合する順序によって多種多様な遺伝子が生み出される。DNA と 類似した構造をもつ RNA も 種類のヌクレオチドで構成されている。 ①DNAと RNA は，それ ぞれを構成するヌクレオチドが鎖状に連結した分子である。相補的な配列をもつ 本の DNA 鎖 は，塩基どうしで結合して二重らせん構造をつくる。現在の技術を用いて任意の配列をもつ DNAや RNA を人工的に合成することが可能である。DNA の塩基配列によって規定される遺伝 子は，細胞内において mRNA（伝令 RNA）に転写された後，リボソームなどの働きによってタ ンパク質のアミノ酸配列に翻訳される。タンパク質の性質はアミノ酸が結合する順序により規定 される。これまでに多種多様なタンパク質の存在が明らかにされており，研究・工業・医療など 幅広い分野で利用されている。有用なタンパク質には，天然物から比較的容易に得られる種類と， 容易に得られない種類がある。現在の技術では化学的にタンパク質を合成することは容易ではな い。そこで注目を浴びているのが遺伝子組み換え技術である。 ②遺伝子発現の基本的な仕組みは 生物に普遍的であるため，例えばヒトの遺伝子を大腸菌に導入し，その遺伝子がもつ遺伝情報に 従ってタンパク質を生産させることができる。遺伝子組み換え技術は私達の生活のさまざまな分 野で応用されており，インスリン製剤とよばれる医薬品の生産はその一例である。インスリンは すい臓のインスリン分泌細胞が産生するペプチドホルモンであり，血液中の糖の濃度を調節する 働きをもつことからインスリン依存型の糖尿病の治療に用いられる。以前は他のほ乳類から抽出 したインスリンが治療薬として用いられていたが，現在は遺伝子組み換え技術により大腸菌を 使ってヒト型のインスリンを大量生産することが可能になった。 問 下線部①について。DNA と RNA の共通する性質に関する記述として正しいものはどれか。 最も適当なものを ∼ から選んでマークせよ。 ．チミンを含む。 ．ウラシルを含む。 ．デオキシリボースを含む。 ．リボースを含む。 ．リン酸を含む。 問 タンパク質の合成に利用されるアミノ酸の種類はいくつあるか。あてはまる整数を選び， 該当する解答欄にマークせよ。 の位の数字が存在しないときは をマークせよ。 解は （ア）（イ） である。

問 下線部②について。普遍的なことの記述として誤っているものはどれか。最も適当なもの を ∼ から選んでマークせよ。 ．ヒトも大腸菌も，DNA の塩基配列を写し取って RNA を合成する。 ．ヒトも大腸菌も，mRNA（伝令 RNA）の塩基配列がアミノ酸の配列に読みかえられる。 ．DNA を構成する塩基はヒトと大腸菌で共通である。 ．タンパク質を構成するアミノ酸はヒトと大腸菌で共通である。 ．遺伝暗号（コドン）がヒトと大腸菌で共通である。 ．スプライシングで RNA からイントロンを取り除く仕組みがヒトと大腸菌で共通である。 問 特 定 の DNA 領 域 を 短 時 間 で 多 量 に 増 幅 さ せ る 技 術 と し て，鋳 型 の DNA，プ ラ イ マー， 種類のヌクレオチド，DNA を伸長させる耐熱性の酵素などを用いる方法がある。 この方法を何とよぶか。最も適当なものを ∼ から選んでマークせよ。 ．アポトーシス ．オペロン ．クローニング ．形質転換 ．遺伝子導入 ．フィードバック ．ポリメラーゼ連鎖反応 問 インスリンはペプチドホルモンである。インスリンに含まれていない元素はどれか。最も 適当なものを ∼ から選んでマークせよ。 ．炭素 ．水素 ．窒素 ．酸素 ．リン ．硫黄 ―〔 〕― ―

問 図 の ア ∼ カ は， 本鎖 DNA を異なる制限酵素の組み合わせで切断して得られた

DNA断片であり，両末端部分が 本鎖 DNA（突出末端）になっている。図中の A，C，G，

T は，ヌクレオチドの塩基の種類を表す。突出末端をもつ DNA 断片は，DNA リガーゼを用 いることで，相補的な塩基配列の突出末端をもつほかの DNA 断片と結合させることができ る。 イ ∼ カ について，DNA リガーゼを用いて ア と結合させることができるものは いくつあるか。あてはまる整数を ∼ から つ選び，該当する解答欄にマークせよ。 ア GATCCATAAGCG GTAT TCGCTCGA イ ACGTCATAAGCA GTAT TCGT TGCA ウ GGCCCATAAGCG GTAT TCGCCTAG エ TGCACATAAGCG GTAT TCGCGATG オ CTAGCATAAGCG GTAT TCGCCTAG カ AGCT TATAAGCC ATAT TCGGCGCG 図 問 mRNAの塩基配列をもとに合成されたヒト型のインスリン前駆体は， 個のアミノ酸で 構成されている。 個のアミノ酸に相当する mRNA 中のヌクレオチド数はいくつになるか。 あてはまる整数を選んでマークせよ。 の位の数字が存在しないときは をマークせよ。 解は （ア）（イ）（ウ） である。

Ⅳ

［ ］∼［ ］の文を読み，問 ∼ に答えよ。（ 点） ［ ］ ①ある場所の植生が，時間とともに移り変わり，一定の方向性をもって変化していく現象を ア という。地表面をおおっている植生が，火山の噴火や大規模な山崩れなどによって破壊さ れると，それまでにあった土壌や植物の根，種子などのない裸地ができる。このような裸地へ 最初に侵入する植物を先駆植物という。本州中部地方の低地では，先駆植物の多くは Ｘ ・ イタドリなどの草本植物であり，場所によっては ②地衣類やコケ植物などが侵入することもあ る。先駆植物が生育すると，やがて植物が島状（パッチ状）に点在する イ となる。先駆植 物の遺骸や岩石の風化によって土壌がつくられ始め，そこへ Ｘ ・イタドリなどが広がり， 植生は草原へと移行し，やがて風や鳥などにより運ばれた樹木の種子が発芽・成長してヤシャ ブシ，ニシキウツギのような ウ 林へ移行する。その後， ③Ｙ ・コナラのような陽樹林が形 成され，混交林を経て Ｚ ・カシ類のような陰樹林となる。 問 文中の ア ∼ ウ にあてはまる語句はどれか。最も適当なものを ∼ から選んでマー クせよ。 ．荒原 ．同化 ．光合成 ．遷移 ．環境形成作用 ．低木 ．原生 ．優占種 問 下線部①について。 ア がそれ以上は進まず，相観が変化しないように見える状態を何 というか。最も適当なものを ∼ から選んでマークせよ。 ．ギャップ ．ギャップ更新 ．極相 ．森林限界 ．生物濃縮 問 下線部②について。地衣類は，植物の生育にとって厳しい環境である裸地でも生育できる。 地衣類に関する記述として正しいものはどれか。最も適当なものを ∼ から選んでマーク せよ。 ．光に依存せずに，無機物を酸化する際に得られるエネルギーを利用する。 ．藻類またはシアノバクテリアによる光合成産物を得て生活する。 ．窒素固定でつくられたアンモニウムイオンを利用して生活する。 ．植物の根に共生して生活する。 ―〔 〕― ―

問 下線部③について。植生の構造に関する説明として正しいものはどれか。ａ∼ｅのうち， 最も適当な組み合わせを ∼ から選んでマークせよ。 ａ．陽樹林が形成されると，林床に届く光が強くなる。 ｂ．陽樹林の幼木は，林床に届く光が不足すると生育しにくくなる。 ｃ．森林の相対照度は，高木層よりも草本層の方が高い。 ｄ．一般に陽生植物の方が陰生植物と比べ，光補償点は高い。 ｅ．一般に陰生植物の方が陽生植物と比べ，光飽和点は高い。 ．（ａ，ｂ） ．（ａ，ｃ） ．（ａ，ｄ） ．（ａ，ｅ） ．（ｂ，ｃ） ．（ｂ，ｄ） ．（ｂ，ｅ） ．（ｃ，ｄ） ．（ｃ，ｅ） ．（ｄ，ｅ） 問 文中の Ｘ ， Ｙ ， Ｚ にあてはまる植物はどれか。最も適当な組み合わせを選択肢 ∼ から選んでマークせよ。 選択肢 Ｘ Ｙ Ｚ ススキ スダジイ アカマツ ススキ アカマツ スダジイ スダジイ ススキ アカマツ スダジイ アカマツ ススキ アカマツ ススキ スダジイ アカマツ スダジイ ススキ

［ ］ ある地域に生息しているすべての生物の集まりをバイオーム（生物群系）という。図は， バイオームと年平均気温・年降水量との関係を示している。 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 −15 −10 −5 0 5 10 15 20 25 30 年   降   水   量︵ mm︶ 熱帯多雨林熱帯多雨林 熱帯多雨林 年 平 均 気 温（℃） ｅ i ｆ ｇ ｈ ａ ｂ ｃ ｄ 砂漠 図 問 図の a および g に該当するバイオームとして最も適当なものを，それぞれ ∼ から選 んでマークせよ。 ．ツンドラ ．サバンナ ．ステップ ．硬葉樹林 ．夏緑樹林 ．照葉樹林 ．針葉樹林 ．亜熱帯多雨林 ．雨緑樹林 問 図の c および i に該当するバイオームの説明として最も適当なものを，それぞれ ∼ か ら選んでマークせよ。 ．降水量が少ない熱帯や亜熱帯に分布し，イネの仲間の草本が優占するが，樹木も点在す る。 ．温帯の内陸部に草原が分布し，樹木はほとんど存在しない。 ．温帯の中でも地中海沿岸のように夏に乾燥し，冬に雨の多い地域に分布する。 ．冷温帯に分布し，春の芽吹き，秋の紅葉，冬の落葉と季節による変化が著しい。 ．北極圏などの寒帯に分布し，地下には永久凍土の層が存在する。 ．ユーラシア大陸から北アメリカ大陸の北部に広がる亜寒帯に分布する。 ―〔 〕― ―

問 日本のバイオームに関する説明として正しいものはどれか。ａ∼ｅのうち，最も適当な組 み合わせを ∼ から選んでマークせよ。 ａ．同じバイオームが分布する標高は，高緯度地域よりも低緯度地域の方が高くなる。 ｂ．本州中部の高山帯では針葉樹林が分布しており，林床は暗い。 ｃ．本州中部の丘陵帯には，照葉樹林が分布している。 ｄ．沖縄から九州南端までは熱帯多雨林の分布域に入る。 ｅ．本州東北部から北海道西南部の低地には，針葉樹林が分布している。 ．（ａ，ｂ） ．（ａ，ｃ） ．（ａ，ｄ） ．（ａ，ｅ） ．（ｂ，ｃ） ．（ｂ，ｄ） ．（ｂ，ｅ） ．（ｃ，ｄ） ．（ｃ，ｅ） ．（ｄ，ｅ）