生物

解 答

用 紙

番 号

の解答用紙に解答しなさい。

生

物

（理工学部

生命科学科

）

問題は 点満点で作成しています。

Ⅰ

被子植物の発生に関する文を読み，問 ∼ に答えよ。（ 点） ①被子植物の配偶子は，おしべとめしべにおいて，それぞれ減数分裂によりつくられる。②雄性 配偶子である精細胞は，花粉がめしべの柱頭に付着・発芽することにより花粉管の中で形成され， めしべ中の雌性配偶子である卵細胞と受精により新しい個体を生じる。被子植物は，動物と異な り卵細胞と精細胞による受精だけではなく， ③さらに精細胞が極核をもつ ア と合体して胚乳核 の形成も行う。受精卵は細胞分裂を繰り返して胚を形成しさらに子葉に分化する。その後，胚乳 核を含む胚珠は発達して種子を形成する。 ④種子の最外層は，種皮により被われており，植物の 種類により，色や形は様々である。種子は，適当な温度と水分などの条件が整うと発芽し，根， 茎，葉の つの器官を形成し，さらに特定の時期には生殖器官である花を形成する。花は，外側 から順にがく片，花弁，おしべ，めしべが並んでいる。花の形成には 種類の調節遺伝子（Ａ・ Ｂ・Ｃ）が働いていることが明らかとなっている（ＡＢＣモデル）。 ⑤これらの イ が，それぞ れ異なるタンパク質を合成することによって，花の形成に必要な他の遺伝子群の働きを制御して いる。 問 文中の ア および イ 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。 ．反足細胞 ．中央細胞 ．助細胞 ．ホメオティック遺伝子 ．プロモーター ．オペレーター

問 下線部①について。被子植物において，減数分裂を開始する細胞はどれか。最も適当なも のを ∼ から選んでマークせよ。 ．花粉四分子 ．花粉管核 ．花粉母細胞 ．中央細胞 ．雄原細胞 問 下線部②について。花粉管の伸長について確認するため，以下の実験を行った。 【実験 】 トレニアの葯から，柄付き針を用いて，花粉をとり出し， 枚のスライドガラス の上に広げた。 【実験 】 それぞれのスライドガラスにスクロース濃度の異なる培養液を落とした後，カ バーガラスをかけて，花粉管が伸びる様子を検鏡し，伸長した花粉管の長さを測定 した。 Ｘ 400 15 30 花粉をまいてからの時間（分） 45 60 300 200 100 0 Ｙ Ｚ 花粉管の長さ︵ ︶ μm 図

以下の（ ）と（ ）の問いに答えよ。 （ ） ａ∼ｄのうち，図 の つの伸長曲線がそれぞれ異なる理由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．栄養源がないと伸長が途中で止まるため。 ｂ．培養液の浸透圧が高いと原形質分離がおこるため。 ｃ．花粉管の先端で原形質流動がおこるため。 ｄ．柱頭がないと伸長が誘引されないため。 ．（ａ，ｂ） ．（ａ，ｃ） ．（ａ，ｄ） ．（ｂ，ｃ） ．（ｂ，ｄ） ．（ｃ，ｄ） （ ） 図 は， ％， ％， ％のスクロースを含む培養液中での花粉管の長さを経時的に測 定したデータである。図 のＸ，Ｙ，Ｚは，それぞれどのスクロース濃度の伸長曲線か。 最も適当なものを ∼ から選んでマークせよ。 ． ％ ． ％ ． ％ 問 下線部③について。この植物を n＝ として，胚乳細胞の分裂中期の像として正しいも のはどれか。最も適当なものをａ∼ｅから選んでマークせよ。 ａ ｃ ｂ ｄ ｅ

問 下線部④について。子葉と種皮の遺伝の性質について確認するため，実験を行った。 【実験】 インゲン豆の子葉がしわで種皮が緑色の純系のめしべに，子葉が丸で種皮が白色の 純系の花粉を受粉して F の種子を得た。 F の種皮を構成する細胞の遺伝子型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。ただし，子葉に関しては丸，種皮に関しては緑が優性である。また， 子葉に関して R，r，種皮に関して G，g を遺伝子記号として使用する。但し，優性遺伝子 を大文字，劣性遺伝子を小文字とする。 ．rrGG ．RrGG ．RRGg ．rrgg ．RrGg 問 下線部⑤について。ａ∼ｃの中で，がく片と花弁が繰り返して形成されるキンギョソウの 八重咲きの花において欠損した遺伝子はどれか。最も適当なものを ∼ から選んでマーク せよ。 ａ．A 遺伝子 ｂ．B 遺伝子 ｃ．C 遺伝子 ．（ａ，ｂ，ｃ） ．（ａ，ｂ） ．（ａ，ｃ） ．（ｂ，ｃ） ．（ａのみ） ．（ｂのみ） ．（ｃのみ） ．欠損なし

Ⅱ

細胞の活動とタンパク質に関する文を読み，問 ∼ に答えよ。（ 点） 地球上に生息する生物は多種多様であるが，生物は細胞を基本単位としている。また， ①生物 の種や形にかかわらず細胞を構成する物質には共通点が多い。生命活動は細胞に含まれるさまざ まな物質の化学反応によって成り立つ。化学反応を円滑に進めるためにはある一定の環境が必要 であり，その環境を作るための構造の一つとして細胞には ア 構造がある。 ア は細胞と外界 を隔てるだけでなく細胞内においても細胞小器官を包んでおり，両者は基本的に同じ構造をして いる。 ア は イ 二重層から構成され，イオンを含む ウ の物質を通過させにくい性質を もっている。一方， ア には必要に応じて特定の物質を通過させるための輸送を担う物質が配 置されており， ウ の物質の通過を可能にしている。この輸送を担う物質は ア を貫通した エ で構成されている。輸送される物質は エ の構造によって異なり，これを選択的透過性と いう。また，輸送される物質が同じ場合でも， ②濃度勾配に従う Ｘ 輸送と従わない Ｙ 輸送 など，そのしくみによっても エ の構造は異なる。 ③細胞における エ の働きは他にもあり， 化学反応を触媒する酵素として働くものもある。多くの場合，酵素は構造の相違に応じて特定の 基質の化学反応のみを触媒する。 問 文中の ア ∼ エ 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。 ．壁 ．骨格 ．膜 ．疎水性 ．親水性 ．核酸 ．脂質 ．炭水化物 ．タンパク質 ．無機塩類

問 下線部①について。図は，ほ乳類の細胞を構成する物質の割合を示したグラフである。以 下の（ ）および（ ）の問いに答えよ。 水，70％ 脂質，5％ ，2％ ，1％ 無機塩類，1％ その他，3％ Ｂ Ｃ ，18％ Ａ 図 （ ） Ａ ∼ Ｃ にあてはまる細胞を構成する物質は何か。最も適当なものを ∼ から選 んでマークせよ。 ．炭水化物 ．核酸 ．タンパク質 （ ） 細胞を構成する物質 Ａ ∼ Ｃ はそれぞれ特定の基本単位からなる。細胞を構成する 物質と基本単位について，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 Ａ Ｂ Ｃ 単糖類 アミノ酸 ヌクレオチド 単糖類 ヌクレオチド アミノ酸 アミノ酸 単糖類 ヌクレオチド アミノ酸 ヌクレオチド 単糖類 ヌクレオチド アミノ酸 単糖類 ヌクレオチド 単糖類 アミノ酸

問 下線部②について。以下の（ ）∼（ ）の問いに答えよ。 （ ） Ｘ と Ｙ に当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。 ．能動 ．受動 （ ） Ｙ 輸送の現象を説明し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。 ．酸素が毛細血管から末梢組織へ移動する。 ．水が溶質濃度の低い方から高い方へ移動する。 ．Na＋がナトリウムポンプを介して細胞内から細胞外へ移動する。 ．Na＋がナトリウムチャネルを介して細胞外から細胞内へ移動する。 ．細胞小器官が原形質流動によって，一定の方向に移動する。 （ ） Ｙ 輸送が濃度勾配に逆らって輸送するために主に利用しているものは何か。最も適当 なものを ∼ から選んでマークせよ。

．伝達物質 ．電位 ．ホルモン ．FADH ．ATP ．ADP

問 下線部③について。以下の（ ）∼（ ）の問いに答えよ。 （ ） 一般的な酵素の特徴について。ａ∼ｄのうち，酵素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．最適 pH が異なる。 ｂ． ℃以上の加熱によって失活する。 ｃ．内分泌腺などでつくられ，標的細胞に情報を伝達する。 ｄ．可変部と定常部からなり，可変部は種類によってアミノ酸配列が異なる。 ．（ａ，ｂ） ．（ａ，ｃ） ．（ａ，ｄ） ．（ｂ，ｃ） ．（ｂ，ｄ） ．（ｃ，ｄ）

（ ） 酵素反応の調節について。ａ∼ｅのうち，フィードバック調節の仕組みに関する記述と 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．基質と似た立体構造をもつ物質により反応が抑制される。 ｂ．NAD＋が，基質から水素を受け取る。 ｃ．アロステリック部位に物質が結合し，一連の反応が制御される。 ｄ．基質濃度が高くなると，反応速度が一定になる。 ｅ．最終生成物が不足すると，酵素活性の抑制が解除される。 ．（ａ，ｂ） ．（ａ，ｃ） ．（ａ，ｄ） ．（ａ，ｅ） ．（ｂ，ｃ） ．（ｂ，ｄ） ．（ｂ，ｅ） ．（ｃ，ｄ） ．（ｃ，ｅ） ．（ｄ，ｅ） 問 表は植物細胞を様々な浸透圧のスクロース液に十分浸した場合の細胞内浸透圧，膨圧およ び細胞体積の関係を示したものである。以下の（ ）および（ ）の問いに答えよ。 細胞体積（相対値） ． ． ． ． ． ． ． ． 細胞内浸透圧（気圧） ． ． ． ． ． ． ． ． 膨圧（気圧） ． ． ． ． ． ． ． ． 表 （ ） 細胞壁から細胞膜が離れ始める時の細胞内浸透圧は何気圧か。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）．（ウ） 気圧である。 （ ） 吸水力が 気圧の時の細胞体積（相対値）を求めよ。あてはまる整数を選び，該当する 解答欄にマークせよ。 解は （エ）．（オ） である。

Ⅲ

［ ］∼［ ］の文を読み，問 ∼ に答えよ。（ 点）

［ ］ デオキシリボ核酸（DNA）とリボ核酸（RNA）は直鎖状の核酸分子であることから， つ の末端部分が存在し，それらは ’末端あるいは ’末端と呼ばれている。特殊な場合を除き， DNAは DNA を，RNA は DNA を鋳型に細胞内で合成される。生体内における核酸の合成反 応は，ヌクレオチド鎖の ’末端側から ’末端側に向けて進行する。 遺伝子とは，DNA 全体の塩基配列のうち，RNA の塩基配列や，タンパク質のアミノ酸配 列を規定している特定の ①塩基配列のことであり，遺伝情報の単位となっている。多くの遺伝 子は特定の条件下や ②決められた時期にのみ，働くよう調節されている。通常，細胞内の DNA は二重らせん構造になっているが，遺伝子が働くときに二重らせん構造がほどけて 本鎖 DNAとなる。対をなす 本の DNA のうち，RNA 合成の際に鋳型となる DNA をアンチセン ス鎖と呼び，他方の DNA をセンス鎖と呼ぶ。

③RNA合成酵素は，アンチセンス鎖の塩基配列

を ’末端側から ’末端側に向けて読み取りながら，アンチセンス鎖に対して相補的な塩基配 列を持つ RNA を合成する。RNA の伸長反応は，RNA の ’末端側にヌクレオチドが次々と結 合することによって進行する。リボソームは伝令 RNA（mRNA）と結合し，mRNA のコドン を ’末端側から ’末端側に向けて読み取りながら，次々とアミノ酸を結合させて，タンパク 質を合成する。 問 下線部①について。DNA に含まれる塩基は何種類あるか。あてはまる整数を選び，該当 する解答欄にマークせよ。 問 下線部①について。ある遺伝子のアデニンの含有量が ．％である場合，グアニンの含有 率は理論上いくらになるか。小数点第 位以下を切り捨て，あてはまる整数を選び，該当す る解答欄にマークせよ。 解は （ア）（イ）．（ウ） ％である。 問 下線部②について。ショウジョウバエのだ腺染色体で観察される膨らみ部分では，遺伝子 が活性化され，RNA が盛んに合成されている。この部分の名称を ∼ から選んでマーク せよ。

問 mRNA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。 ．分子内にデオキシリボースを含んでいる。 ．ヌクレオチドの糖とリン酸が繰り返し結合したヌクレオチド鎖である。 ．通常は相補的な 本のヌクレオチド鎖が向かい合って二重らせん構造をとっている。 ．細胞分裂の際に複製され， つの娘細胞に均等に分配される。 ．真核細胞では，細胞質内で合成された後，核内に移行する。 ．含まれる塩基はアデニン・ウラシル・グアニン・シトシン・チミンである。 問 下線部③について。以下の塩基配列で示される DNA の全領域に対応する mRNA の中に， メチオニンのコドンは理論上いくつ存在するか。あてはまる整数を選び，該当する解答欄に マークせよ。ただし，示されている DNA はアンチセンス鎖であり，左端を ’末端とする。 また，メチオニンのコドンは AUG のみとする。

［ ］ mRNA の合成段階における遺伝子の発現調節モデルとして，大腸菌のラクトースによる酵 素の発現調節が知られている。大腸菌において，ラクトース分解酵素の遺伝子の近くで RNA 合成酵素が最初に結合する DNA の特定領域を ア という。グルコースを含む培地で生育し ている大腸菌は， ア の付近に存在する イ に調節タンパク質が結合しているので， ア に RNA合成酵素が結合できない。大腸菌をグルコースを含まずラクトースを含む培地で生育さ せると，ラクトースが大腸菌内で誘導物質に変化し，調節タンパク質と結合する。誘導物質と 結合した調節タンパク質は イ からはずれるため，RNA 合成酵素が ア に結合できるよう になり，ラクトース分解酵素の mRNA が合成される。このとき，そのラクトース分解酵素と ともに，ラクトース分解に関連する別の複数の遺伝子の mRNA も合成される。このように， 関連する機能を持つ複数の遺伝子がひとかたまりになって存在する場合があり，そのような遺 伝子群を ウ という。DNA の遺伝情報をもとに RNA が合成されるこ と を エ と い い， mRNAの塩基配列をもとにタンパク質が合成されることを オ という。真核細胞の遺伝子に はエキソンとイントロンを含むものがあり，合成された RNA からイントロンに対応する部分 が取り除かれる反応を カ という。 問 文中の ア ∼ ウ にあてはまる語句はどれか。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 ア イ ウ オペレーター オペロン プロモーター オペレーター プロモーター オペロン オペロン オペレーター プロモーター オペロン プロモーター オペレーター プロモーター オペレーター オペロン プロモーター オペロン オペレーター 問 文中の エ ∼ カ にあてはまる語句はどれか。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 エ オ カ スプライシング 転写 翻訳 スプライシング 翻訳 転写

Ⅳ

生物の進化に関する［ ］と［ ］の文を読み，問 ∼ に答えよ。（ 点） ［ ］ かつて西洋では，種は不変であると考えられていたが，ラマルクは種は変化することを主 張し，生物がよく使用する器官はしだいに発達し，使用しない器官は退化するとともに，個体 が生存中に獲得した形質は子孫に伝えられるという説を唱えた。一方， ア は生物が多くの 子を残し，その子に形質の違いがあることに着目した。個体間に食物や生活空間などをめぐる 生存競争が生じると， イ によって，環境に適した形質をもつ個体ほど生き残り，多くの子 孫を残すとともに，環境に適した形質は集団内に広まり，その集団が新しい種として進化する と彼は考えた。さらに，ド フリースはオオマツヨイグサの観察から，同じ環境のもとで親と 異なる形質が急に子に現れ，その形質が遺伝することを発見した。彼はこれを進化と結びつけ， 進化は ウ によって起こることを提唱した。 問 以下の（ ）∼（ ）に答えよ。 （ ） 文中の人物 ア はどれか。最も適当なものを ∼ から選んでマークせよ。 ．木村資生 ．メンデル ．ダーウィン ．ヘッケル ．リンネ ．モーガン （ ） 文中の イ および ウ にあてはまる語句はどれか。最も適当なものを ∼ から，そ れぞれ選んでマークせよ。 ．中立 ．突然変異 ．共進化 ．自然選択 ．共生 ．遺伝 ．隔離 ．適応進化 問 現在， ウ は進化の要因であると考えられているが，ａ∼ｃのうち， ウ 以外で進化の 要因として受け入れられているものはどれか。最も適当なものの組み合わせを ∼ から選 んでマークせよ。 ａ．生存中に獲得した形質 ｂ． イ ｃ．遺伝的浮動

［ ］ 約 億年前に地球が誕生してから現在に至るまで，地球の大気を構成する気体の濃度は生 物の進化と関連しながら，大きく変化してきた。図は生物の代謝の進化と深く関係する大気中 における 種類の気体の濃度変化を示している。地球上には水が豊富に存在していたため ①エ は生息域を拡大し，光エネルギーを用いて水と気体 Ｘ から有機物を合成し，気体 Ｙ を放出しはじめ，大気中の気体の濃度を大きく変化させ， ②やがて生物は陸上でも生活できる 環境を形成するまでになった。 1 2 3 4 5 6 7 30 20 （億年前） 10 5 2.5 現在 ︵現在を １ と する︶ 大気中の Ｘ 濃度 大気中のY濃度 ︵現在を １ と する︶ 気体Ｘ 気体Ｙ 図 問 年にミラーが行った実験で，原始大気を模した物質から合成したものはどれか。最も 適当なものを ∼ から選んでマークせよ。 ．水素 ．窒素 ．メタン ．アミノ酸 ．アンモニア ．水蒸気 ．酸素 ．二酸化炭素 問 図に示す大気中の気体 Ｘ および Ｙ はどれか。最も適当なものをそれぞれ， ∼ か ら選んでマークせよ。 ．水素 ．窒素 ．メタン ．アミノ酸 ．アンモニア ．水蒸気 ．酸素 ．二酸化炭素

問 下線部①について。以下の（ ）∼（ ）に答えよ。 （ ） 生物 エ はどれか。最も適当なものを ∼ から選んでマークせよ。 ．亜硝酸菌 ．硝酸菌 ．緑色硫黄細菌 ．紅色硫黄細菌 ．乳酸菌 ．シアノバクテリア ．酵母 （ ） ①の現象を何と呼ぶか。最も適当なものを ∼ から選んでマークせよ。 ．解糖 ．酸化 ．還元 ．呼吸 ．発酵 ．化学合成 ．異化 ．光合成 問 下線部②について。以下の（ ）∼（ ）の問いに答えよ。 （ ） 陸上へ植物が進出しはじめた時期は図に示す矢印のどれか。最も適当なものを ∼ か ら選んでマークせよ。 （ ） 最古の陸上植物の化石が出現した地質時代はどれか。最も適当なものを ∼ から選ん でマークせよ。 ．先カンブリア時代 ．カンブリア紀 ．オルドビス紀 ．シルル紀 ．デボン紀 ．石炭紀 ．ペルム紀 ．三畳紀 ．ジュラ紀 ．白亜紀 ．古第三紀 ．新第三紀 ．第四紀 （ ） 陸上へ生物が進出できた理由として，正しいものはどれか。最も適当なものを ∼ か ら つ選んでマークせよ。 ．気体 Ｘ の毒性が低下したため。 ．気体 Ｙ の毒性が低下したため。 ．気体 Ｘ および Ｙ 以外の気体の毒性が低下したため。