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2015入試問題 indd

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(1)

一般入試

 生物

出題のねらい

 一般入試前期A方式(1月29日)

Ⅰ 生物の世界に見られる多様性と共通性についての問題です。基本的な事項の着実な理解を通

じて、生物とは何かということを問うています。特にエネルギーの利用方法の多様性や進化に

ついては詳しい知識が求められます。

Ⅱ 外分泌腺と内分泌腺との違いや分泌されるホルモンに関する問題です。代表的な内分泌腺と

そこで作られるホルモンについて理解しておくことが必要です。脳下垂体や神経分泌細胞につ

いても質問しています。

Ⅲ タンパク質の立体構造と機能に関する基本的な性質と細胞の運動に関わる細胞骨格タンパク

質について理解できているかを問うています。また、細胞の運動で働くモータータンパク質が

消費する ATP は生体内における種々の働きに関与しており、このような機能をもつタンパク

質も理解することが求められています。

Ⅳ ヒトとニワトリの染色体(常染色体と性染色体)とそれぞれの性決定様式に関する問題です。

ヒトの体細胞の染色体数は頻出問題ですが、雄ヘテロの XY 型や雌ヘテロの ZW 型の性決定様

式についても理解していて欲しい。また伴性遺伝として血友病に関する性染色体の遺伝子型表

記や血友病発生頻度の計算は一般的な設問ですが、性決定様式が異なるニワトリの伴性遺伝と

して、はねの形質発現を利用した雌雄鑑別法をあげて、応用力を問いました。

 一般入試前期A方式(1月30日)

Ⅰ 遺伝子の構造と遺伝情報の発現について、基本的な内容をたずねる問題です。問(5)は、

64 種類のコドンのうちアミノ酸をコードしていない終止コドン 3 種類を差し引くことで求め

られます。

Ⅱ 地球上にはさまざまな環境があり、それぞれに多種多様な生物からなるバイオームが成立し

ています。気候条件とバイオームの関係、分布する代表的な植物について理解できていること

を要求しています。

Ⅲ 酵素の構造や基本的な性質、および消化酵素の最適 pH についての理解が求められる問題で

す。また、グラフを用いた設問は、反応速度や生成物量に酵素量の変化がどのような影響を与

えるかを問いました。

Ⅳ 動物の行動についての問題です。行動が遺伝要因と環境要因の両方の影響を受けている事を

背景として、前者に関する現象がイトヨや鳥でどのように見られるかを問うています。また、

後半では行動が生じるメカニズムについても問うています。

Ⅴ IV に引き続き、動物の行動についての問題です。ここでは、ミツバチの 8 の字ダンスを題材に、

どのように個体間コミュニケーションが行われているかを問うています。複雑な問題の条件を

確実に読み解く必要がありますが、問われている内容はシンプルです。

 一般入試前期B方式(1月31日)

Ⅰ 植物の遷移、その過程としくみに関する基本的な問題です。裸地への侵入と環境の変化、森

林を構成する樹木の変化について、代表的な植物も認識しながら理解しておくことが大切です。

Ⅱ 光合成に関する基本的な問題です。葉緑体と光合成色素、光合成の仕組み、光の吸収スペク

トル、チラコイドやストロマでの反応、光合成の化学反応式について正しく理解することが求

められています。

Ⅲ 遺伝情報の解析、目的の遺伝子を増やす、細胞に導入するなどのバイオテクノロジーに関連

する事項をたずねる問題です。人工的な遺伝子操作の倫理的な問題点を理解した上で正しい知

識を持って活用してほしい。

Ⅳ DNAの複製に関する問題です。(A)は半保存的複製を証明したメセルソンとスタールの

実験、(B)はDNA2本鎖がほどけて、それぞれのDNA鎖の複製方向と複製様式が異なる事

が示した岡崎博士の発見、(C)はDNAの複製を生体外で利用し、目的とする遺伝子を大量に

複製するマリス博士により開発されたポリメラーゼ連鎖反応法(PCR 法)について述べてい

ます。それぞれの内容に関わる酵素名などの基本用語の理解が必要です。また、PCR 法の計

算問題は原理を理解して毎回の複製ステップを図にすると、公式を用いなくても解くことがで

きます。

(2)

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問 下線部 について記述した文のうち,内容が誤っているものを次の ∼ から一つ選び,記号で答えなさい。 現在みられる生物は,もとをたどればすべて共通の祖先から進化してきた。 昆虫,植物,ほ乳類のうち,これまで発見された種数が最も多いものは植 物である。 真核生物は,原核生物から進化したグループである。 「種」の定義の一つは,互いに交配し子孫を残すことができる生物の集団 である。 多様な生物がみられる理由の一つは,生物がそれぞれ自らの住む環境に適 応しているためである。 問 下線部 について,遺伝情報に基づいてタンパク質が合成される過程で, 遺伝情報を写し取るために使われる物質の総称を,アルファベット三文字で答 えなさい。 問 下線部 について,真核生物であるもの,原核生物であるものを,それぞ れ次の ∼ からすべて選び,記号で答えなさい。 シアノバクテリア(ラン藻) ゾウリムシ アオカビ カサノリ アメーバ 問 下線部 の考え方を何というか,その名称を答えなさい。また,下線部 と同じメカニズムで成立したと考えられているものとして,最も適当なものを 次の ∼ から一つ選び,記号で答えなさい。 染色体 葉緑体 中心体 小胞体 問 下線部 について,このようなエネルギー獲得方法を用いて生命活動を 行っている生物を総称して何というか,答えなさい。

― 24 ― A1(選) ↑151503SB Page 24 2014.12.15 14.35.41 次の文章を読み,問 ∼問 に答えなさい。 地球上には,知られているものだけでも 百数十万種におよぶ多種多様な生物が 暮らしている。この多様な生物に共通してみられる特徴はどのようなものだろうか。 その特徴の一つが,自らと同じ,もしくはよく似た性質を持つ他の個体を作り出 すことである。このときに設計図となるのが遺伝子で, 遺伝情報を使ってタンパ ク質を合成するしくみは,ほとんどすべての生物で共通している。もう一つの生物 に 共 通 し て み ら れ る 特 徴 が, か ら で き て い る こ と で あ る。ま た, が膜に包まれている点,遺伝子として働く と呼ばれる物質 やタンパク質を中に含むという点も,すべての生物で共通している。 に は核を持つものと持たないものがみられるが, 前者からなる生物を真核生物,後 者からなる生物を原核生物と呼ぶ。 また,すべての生物は活動のためにエネルギーを必要とする。エネルギーを手に 入れる方法の一つが炭水化物や脂質などの を分解して行う呼吸(好気 呼吸)である。呼吸は,多くの真核生物の場合 で行われるが,マーグ リスによると, は酸素を利用する 細菌が他の細菌の内部に入り込んで 成立したと考えられている。 一方,光エネルギーを用いて,生命活動のためのエネルギー源となる炭水化物を 合成する生物も多い。この働きを光合成と呼ぶ。ヒトを含めほとんどの動物は,つ きつめていくと 他の生物が光合成を行って作り出した炭水化物にエネルギーを依 存して生命活動を行っているといえる。 問 上の文章中の空欄 ∼ に適当な語句を入れなさい。

A1

左ページから問題開始

― 23 ― A1(選) ↑151503SB Page 23 2014.12.15 14.35.41 問 脳下垂体後葉から分泌されるホルモンの働きとして,最も適当なものを次 の ∼ から一つ選び,記号で答えなさい。 甲状腺から分泌されるホルモンの量を調節する。 ランゲルハンス島の B 細胞から分泌されるホルモンの働きに影響する。 腎臓に働いて水分調節に関係する。 副腎皮質の糖質コルチコイドの分泌に影響する。 自律神経系に働き,交感神経や副交感神経を制御する。 問 細胞で作られ体外に分泌されるものとして,適当なものを次の ∼ から すべて選び,記号で答えなさい。 だ 成長ホルモン 唾液 ペプシン 汗 インスリン

― 26 ― A1(選) ↑151503SB Page 26 2014.12.15 14.35.41 次の文章を読み,問 ∼問 に答えなさい。 物質を分泌する腺には,細胞で作られた物質が排出管を通って体外に分泌される 腺と,排出管を通らず,直接体液中に分泌される 腺がある。 体内環境の調節は,自律神経系による調節に加えて, 腺で作られるホ ルモンによって行われる。ホルモンは血液中を流れ,特定の臓器や細胞に作用する。 ホルモンが作用を及ぼす器官を 器官といい,その器官にある細胞を 細 胞 と 呼 ぶ。こ の 細 胞 は,特 定 の ホ ル モ ン を 認 識 し 結 合 で き る を持つ。ホルモンの働きで,最終的な分泌物の効果が,前の段階にさか のぼって作用することを という。このしくみにより,血液中のホルモ ン濃度を,ほぼ一定に維持することができる。 問 上の文章中の空欄 ∼ に適当な語句を入れなさい。 問 ホルモンとその作用の組み合わせとして,誤っているものを次の ∼ か ら一つ選び,記号で答えなさい。 ホルモン 作用 グルカゴン − 血糖値(血糖量)を上げる チロキシン − 体内の化学反応(代謝)を高める アドレナリン − 脈拍数を上昇させる パラトルモン − 血液中のカルシウム濃度を下げる 鉱質コルチコイド − 体内の無機塩類量を調節する 問 血液中のホルモン濃度を調節する方法として,間脳の神経分泌細胞が関与 するしくみがある。神経分泌細胞は間脳のどの部位にあるか,名称を答えなさ い。

― 25 ― A1(選) ↑151503SB Page 25 2014.12.15 14.35.41

生物〔前期 A 方式 1/29〕

(時間 80 分)

(3)

次の文章を読み,問 ∼問 に答えなさい。 ヒトの体細胞の染色体数は 本であり,その構成は男女で共通な常染 色体 対と男女で異なる性染色体2本からなる。その性決定様式は雄ヘ テロの 型である。一方,ニワトリの体細胞の染色体数は78本で,常染 色 体 対 と 性 染 色 体2本 か ら な り,そ の 性 決 定 様 式 は 雌 ヘ テ ロ の 型である。性染色体には性を決定する以外にも,その他の形質を決める 遺伝子が存在する。そのため,性によって異なる形質が現れる。このような遺伝を 伴性遺伝という。 伴性遺伝の一つであるヒトの血友病は,血液凝固因子の第 VIII 因子の欠損や活 性低下により発症する。血友病の発生頻度は男性で1万人に1人に対し,女性では きわめて少ない。また,ニワトリの伴性遺伝はヒヨコの性別の判定に利用されてい る。羽毛の生え具合が遅い遺伝子 A(優性遺伝子)とその対立遺伝子である早い遺 伝子 a(劣性遺伝子)を利用して,ふ化後に羽毛の生え具合を見て性別を判定する。 問 上の文章中の空欄 ∼ に適当な語句や数字を入れなさ い。 問 母親と父親は血友病ではないが,その子に血友病が発症した。血友病の優 性遺伝子を F,劣性遺伝子を f として,この両親の遺伝子型を答えなさい。 問 下線部について,女性では血友病の発生頻度は何人に1人となるか答えな さい。 問 ヒヨコの性別の判定のために,羽毛の生え具合がすべての雌で早く,すべ ての雄で遅いヒヨコを作る場合,どのような遺伝子型をもつニワトリを交配さ せればよいか,答えなさい。

― 28 ― A1(選) ↑151503SB Page 28 2014.12.15 14.35.41 次の文章を読み,問 ∼問 に答えなさい。 いろいろなタンパク質が特有の機能を持つことは,それぞれのタンパク質が独特 の立体構造を 持 つ こ と と 密 接 な 関 係 が あ る。こ の 立 体 構 造 は タ ン パ ク 質 の 配 列 に よ っ て 決 ま る。ま た,タ ン パ ク 質 は, や 極 端 な にさらされると立体構造が崩れることがある。これを とい う。これにより多くのタンパク質は機能を失う。 細胞の運動に関わるタンパク質として,球状のタンパク質が 繊維状あるいは管 状に集合したものや, これらのタンパク質との相互作用によって運動を行うモー タータンパク質と呼ばれるものがある。モータータンパク質は を分解 することで得られるエネルギーを消費して運動を行うという特徴を持つ。 問 上の文章中の空欄 ∼ に適当な語句を入れなさい。 問 下線部 のようになる球状タンパク質の名称と,これらのタンパク質が集 合して形成される細胞骨格の名称をタンパク質の集合時の状態が繊維状のもの または管状のものに区別して,それぞれ答えなさい。また,それぞれのタンパ ク質に関わる下線部 のようなモータータンパク質の名称を,次の ∼ か ら,さらに,これらのタンパク質が関わる細胞の運動を,次の ∼ から一 つずつ選び,記号で答えなさい。答えは,解答欄の表に書くこと。 フィブリン ミオシン ダイニン べん毛の運動 筋肉の収縮 血液凝固 集合時 の状態 球状タンパク質 の名称 細胞骨格の 名称 モータータンパク質 の名称 細胞の運動 繊維状 管状 問 細胞膜に存在するタンパク質が,モータータンパク質と同様に を分解することで得られるエネルギーを消費して行う物質の移動を何というか, 答えなさい。

― 27 ― A1(選) ↑151503SB Page 27 2014.12.15 14.35.41 問 問 で得られた雄と雌を交配した場合,次の世代のヒヨコでは羽毛の生え 具合が遅いものと早いものの存在比はどのようになるか,雄と雌に分けて答え なさい。また,それぞれの遺伝子型を答えなさい。 (生物問題 おわり)

― 29 ― A1(選) ↑151503SB Page 29 2014.12.15 14.35.41

(4)

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問 下線部 のことを何というか,答えなさい。また,これが行われる細胞小 器官の名称を答えなさい。 問 下線部 について,アミノ酸の種類を指定したり,タンパク質合成の始点 や終点を決定したりする mRNA の3塩基配列を何というか,答えなさい。ま た,アミノ酸の種類を指定する3塩基配列は何種類あるか,答えなさい。

― 20 ― A2(選) ↑151506SB Page 20 2014.12.15 14.42.08 次の文章を読み,問 ∼問 に答えなさい。 生物の遺伝情報は,DNA(デオキシリボ核酸)によって受け継がれていく。 DNA は,デオキシリボースという糖,リン酸,塩基から構成されるヌクレオチド が連なったヌクレオチド鎖2本が,塩基を内側にらせん状に絡み合った構造をとっ ている。ヌクレオチドを構成する塩基は4種類あり,そのうちの2種類ずつが相補 的に結合する性質を持つ。この 相補的な塩基対によって,DNA の2本のヌクレ オチド鎖が結合している。また,遺伝情報は,DNA の塩基配列によって決定され る。 真核生物において,DNA 上に保存されている遺伝情報が発現するためには,ま ず, DNA の1本のヌクレオチド鎖の塩基配列情報が,RNA(リボ核酸)の配列 に転写される。このときに生じる RNA の塩基配列には,遺伝情報を持つ部分と遺 伝情報を持たない部分が含まれており,この RNA は mRNA 前駆体と呼ばれる。 mRNA 前駆体から遺伝情報を持たない部分を除いた mRNA がつくられた後, mRNA の3塩基配列に基づきアミノ酸の配列が指定されて,最終的にタンパク質 が合成される。 問 下線部 について,それぞれ対となる塩基の名称を,カタカナで答えなさ い。 問 下線部 の際には,DNA の特定の領域に基本転写因子と酵素が結合して働 く。この基本転写因子と酵素が結合する DNA の領域の名称と,酵素の名称を, それぞれ答えなさい。 問 下線部 について,遺伝情報を持つ部分と持たない部分をそれぞれ何とい うか,答えなさい。

A2

左ページから問題開始

― 19 ― A2(選) ↑151506SB Page 19 2014.12.15 14.42.08 問 世界には,日本とは異なる気候がみられ,生育する植物にも違いがある。 次の問に答えなさい。 地中海周辺の地域などでみられ,常緑の硬い葉をつけ,夏の乾燥に適応し た樹木が優占する森林を何というか,答えなさい。また,その代表的な植物 として適当なものを次の ∼ からすべて選び,記号で答えなさい。 オヒルギ オリーブ ゲッケイジュ コクタン コルクガシ チーク フタバガキ ユーカリ 降水量が極端に少ないため,サボテンのような乾燥に適応した植物がまば らに生育するか,ほとんどみられない荒原を何というか,答えなさい。

― 22 ― A2(選) ↑151506SB Page 22 2014.12.15 14.42.08 次の文章を読み,問 ∼問 に答えなさい。 ある地域に生息しているすべての生物の集まりを という。 日本列島 は南北に長く,平地では緯度が上がるほど気温が低下する。 緯度の違いによる生 物の分布を という。一方,標高が100m 上昇するごとに,気温は約 ℃低下する。このため, と同様な の配列が低地 から高地にかけてもみられる。これを といい,標高の低い方から,丘 陵帯, 帯, 帯,高山帯に分けられる。本州中部では,丘陵 帯には 樹林が, 帯には 樹林が, 帯に は 樹林がそれぞれ分布している。さらに標高が高くなると高木のなく なる に達する。 問 上の文章中の空欄 ∼ に適当な語句や数字を入れなさ い。 問 下線部 に関して,日本列島南部の沖縄に分布する樹林帯を何というか, 答えなさい。また,その代表的な植物として,適当なものを次の ∼ から すべて選び,記号で答えなさい。 アコウ コメツガ スギ ソテツ トチノキ ヒノキ ヘゴ マテバシイ 問 下線部 のように,日本各地でさまざまな異なるタイプの森林が形成され ている。このような違いは,暖かさの指数によって説明することができる。暖 かさの指数の算出方法について,簡潔に答えなさい。

― 21 ― A2(選) ↑151506SB Page 21 2014.12.15 14.42.08

生物〔前期 A 方式 1/30〕

(時間 80 分)

(5)

問 次のグラフAはある酵素反応による生成物量(相対値)と反応時間(分) を,グラフBは反応速度(相対値)と基質濃度(相対値)を表している。ただ し,基質濃度は酵素濃度より充分高いものとする。それぞれの条件において, 他の条件は変えずに酵素の量のみを2倍にすると,グラフAおよびグラフBは どのようになるか,それぞれ解答欄のグラフに描き加えなさい。 80 60 40 20 0 0 5 10 50 100 150 100 80 60 40 20 0 0 グラフA(たて軸:生成物量,横軸:反応時間) グラフB(たて軸:反応速度,横軸:基質濃度)

― 24 ― A2(選) ↑151506SB Page 24 2014.12.15 14.42.08 問 下線部 について,次の問に答えなさい。 繁殖期のイトヨは,魚の形をしていなくても,腹部の赤い模型が縄張りに 入ってくると,それを攻撃する。このように動物に特定の行動を引き起こす 刺激を何というか,答えなさい。 この現象について明らかにし,ノーベル賞を受賞した人の名前を,次の ∼ から一つ選び,記号で答えなさい。 シュペーマン ティンバーゲン ニーレンバーグ パブロフ 問 下線部 について,鳥が渡りの際に使っている手がかりとして適当でない ものを,次の ∼ から一つ選び,記号で答えなさい。 太陽 地磁気 星座 道しるべフェロモン 問 下線部 に関して,細胞の表面に多数みられる細い動く毛で,ヒトでは輸 卵管の表面などにみられる効果器の名称を答えなさい。 問 下線部 に関して, 屈筋反射と 瞳孔反射について,反射中枢がどこに あるか,それぞれ答えなさい。

― 26 ― A2(選) ↑151506SB Page 26 2014.12.15 14.42.08 次の文章を読み,問 ∼問 に答えなさい。 動物では,環境から受けた刺激に対する反応が,行動として現れることがある。 動物の行動には, 遺伝的なプログラムによって決まっている行動と, 経験によっ て現れ方が変化する行動がみられる。遺伝的プログラムによって決まっているもの として, 繁殖期のイトヨの攻撃行動や,鳥の渡りが挙げられる。ときには1万 km 以上にもおよぶ渡りの際に, 鳥は遺伝的に決まっている方法でさまざまな手がか りを利用し,飛んでいく方向を決めている。 動物が刺激に対して反応するためには,刺激を受けとった受容器から 効果器へ 情報が伝えられる必要がある。神経系はこの情報伝達を担うもので,熱いものに触 れたときに手を引っ込めるなどの, 反射と呼ばれるすばやい反応を引き起こす行 動には,神経経路が単純であることが関係している。 問 下線部 を表す用語として,適当なものを答えなさい。 問 下線部 の例として,適当でないものを,次の ∼ から一つ選び,記号 で答えなさい。 刷込み 走性 試行錯誤 慣れ

― 25 ― A2(選) ↑151506SB Page 25 2014.12.15 14.42.08 次の文章を読み,問 ∼問 に答えなさい。 一般に化学反応は,温度を上げると速く進む。また,化学反応を促進するために 触媒を用いることがある。生体内では特殊な場合を除いて,温度が高くない条件に もかかわらず化学反応が効率よく進行している。これは酵素が触媒として働いてい るためである。酵素が働きかける相手の物質を基質という。酵素が働くときには, まず酵素の と呼ばれる部分に基質が結合し,酵素 基質複合体を形成す る。その後,基質は生成物に変化し,酵素から解離する。この結合と解離がすばや く繰り返されることにより化学反応が促進される。また,酵素は特定の基質のみに 働く。これを基質特異性という。酵素がこのような性質をもつのは,酵素の が特有の を持っており,これが特定の基質にのみ適合する からである。酵素の働きは,酵 素 活 性 と 呼 ば れ る。活 性 が 最 も 高 ま る pH を と呼ぶ。さらに,酵素活性には,酵素とともに低分子の有機物が必要な 場合がある。このような低分子の有機物のうち,酵素から遊離しやすいものを という。 問 上の文章中の空欄 ∼ に適当な語句を入れなさい。 問 次の酵素 ∼ の活性が最も高まる pH を,それぞれ整数で答えなさい。 口内に分泌されるアミラーゼ 胃内に分泌されるペプシン 十二指腸内に分泌されるトリプシン 問 通常,生体内の代謝に関与する酵素は,何℃付近で最大の活性値を示すか, 答えなさい。また,試験管内でその酵素反応時の温度を100℃まで徐々に上昇 させると酵素活性がどのように変化するか,答えなさい。

― 23 ― A2(選) ↑151506SB Page 23 2014.12.15 14.42.08

(6)

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次の文章を読み,問 と問 に答えなさい。 ミツバチの8の字ダンスを観察するため,夏至の日に図1に示すように,巣箱に 垂直に設置した巣板を中心とした半径1500m の円周上に A1から H1まで,また 半径750m の円周上に A2から H2までの花をそれぞれ等間隔に設置した。すると, ミツバチ X が午後0時に花 B1から巣に戻ってきて,巣板上で図2に示すダンス を踊るところが観察された。なお,図2∼4の実線はハチの動き,点線は鉛直上向 き方向,数字は8の字ダンスの直進部分の向きが鉛直上向き方向となす角度を時計 回りに示している。また,この場所は京都にあり,夏至の日のこの場所の太陽の方 位は,午後0時の方位を中心に,1時間で約45度,2時間で約75度,4時間で約 90度移動する。 0° 135° 270° 巣 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 A B C D E F G H A B C D E G H F 図1 図2 図3 図4

― 27 ― A2(選) ↑151506SB Page 27 2014.12.15 14.42.08 問 別のミツバチ Y が,図3に示すダンスをミツバチ X と同じ時刻に同じ速さ で踊っていた。また,午後4時に,別のミツバチ Z が図4に示すダンスをミ ツバチ X と同じ速さで踊っていた。これらのミツバチが指し示した花の位置 として,最も適当なものを図1の A1∼H1および A2∼H2の中からそれぞ れ一つずつ選び,記号で答えなさい。 問 花 D2から帰ってきたミツバチが示すダンスを記述するためには,ダンス がみられた時刻,ダンスの方向,ダンスの速さについての情報が必要である。 このダンスについて書かれた以下の文について, の中の選択肢から最も 適当なものを選んで完成させなさい。答えは ∼ の記号で書くこと。 文:花 D2から 午前10時, 午前11時, 午後0時, 午後1時 に帰っ てきたミツバチが, 図3, 図4 のように方向を示すダンスを,ミツ バチ X のダンスと比べて 速い, 同じ, 遅い 速度で踊った。 (生物問題 おわり)

― 28 ― A2(選) ↑151506SB Page 28 2014.12.15 14.42.08

(7)

生物〔前期 B 方式 1/31〕

(時間:他の試験科目 1 科目とあわせて 2 科目で 120 分)

問 下線部 の草本類として適当なものを次の ∼ からすべて選び,記号で 答えなさい。 アカメガシワ イタドリ シロザ ススキ マンリョウ メヒシバ ヌルデ ヤシャブシ 問 下線部 のような状態を何というか,答えなさい。また,その際,日本の 暖温帯の地域では,どのような樹種の森林になるか,代表的な樹種として適当 なものを次の ∼ からすべて選び,記号で答えなさい。 アカマツ アラカシ コナラ シラカンバ スダジイ タブノキ ハコネウツギ ブナ

― 28 ― B(選) ↑151507SB Page 28 2014.12.08 09.24.31 問 下の反応式は,光エネルギーを使ってグルコースが作られる過程を示した ものである。空欄 ∼ に,適当な化学式を入れなさい。 なお, の前にある数字は係数である。 6 + 12 + 光エネルギー + 6 + 6 問 問 の反応で264g の二酸化炭素が使われると,グルコースは何 g 生成され るか,答えなさい。ただし,原子量は H=1,C=12,O=16とする。

― 30 ― B(選) ↑151507SB Page 30 2014.12.08 09.24.31 次の文章を読み,問 ∼問 に答えなさい。 緑色植物の光合成の場である は,内外2枚の膜でできており,内部 へんぺい はストロマ(基質)と 平な袋状の膜構造のチラコイドからなる。光合成の反応は, 大きく2段階に分けられる。第一の反応段階は光が直接関係し,チラコイドの膜上 にある と という反応系で,2種類の色素タンパク質複合体 が関与する。この反応段階で,光エネルギーを吸収して活性化 が作ら れる。第二の反応段階は光が直接関係せず,ストロマに含まれる酵素によって進行 して有機物が合成される回路であり,発見者の名前をとって 回路と呼 ばれる。このように,光合成は,光エネルギーを化学エネルギーに変換し,さらに それを有機物中に蓄える働きであるといえる。 チラコイドには,光合成に必要な光エネルギーの吸収などに働く光合成色素があ る。光合成色素には,特定の光を吸収する やカロテノイドなどがある。 光合成色素などの物質が,いろいろな波長の光を吸収する様子を示したものを という。また,いろいろな波長の光が光合成にどれくらい有効か,その 関係を示したものを という。 問 上の文章中の空欄 ∼ に適当な語句を入れなさい。 問 チラコイドで行われるものはどれか。適当なものを次の ∼ からすべて 選び,記号で答えなさい。 電子伝達 デンプンの合成 二酸化炭素の固定 水の分解 ATP 合成 問 光合成にはヒトの眼に見える可視光線が使われる。光合成の効率の高い光 の色を,次の ∼ から二つ選び,記号で答えなさい。 青紫色 緑色 黄色 橙色 赤色

― 29 ― B(選) ↑151507SB Page 29 2014.12.08 09.24.31 次の文章を読み,問 ∼問 に答えなさい。 ある地域に生育している植物の集まりを ,その外観を と いう。 生物は環境に働きかけ, 内の光や土壌などの非生物的環境に影 響を与え変えていく。この変化に伴い, 長い年月の間に生育する植物の種類や個 体数は移り変わり,一定の方向性を持って変化していく。例えば,火山の噴火跡な どでは土壌がなく,植物の種子や根も存在しない。このような場所には, 地衣類 や 植物が最初に侵入することが多い。次に地中の有機物や水分が増加 してくると, 草本類が侵入して になり,やがて低木が侵入して低木林 が形成される。その後, 林が形成されるが,林床に届く光量が減少す ることから混交林を経て, 林にとってかわられる。この 林 が一旦形成されると, 長年にわたり構成種が大きく変化しないようにみえる安定 した状態が維持される。しかし,自然災害や枯死によって高木が倒れたりすると, 林冠に と呼ばれる空間が生じる。 問 上の文章中の空欄 ∼ に適当な語句を入れなさい。 問 下線部 と をそれぞれ何というか,答えなさい。 問 下線部 のように,最初に侵入して定着する生物を何というか,答えなさ い。また,地衣類は何類と何類が共生しているのか,答えなさい。

左ページから問題開始

― 27 ― B(選) ↑151507SB Page 27 2014.12.08 09.24.31

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語)

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公募制推薦入試

一般入試

  

次の文章を読み,問 ∼問 に答えなさい。 細胞分裂の過程では,DNA の塩基配列が正確に複製されない,もしくは,何ら かの影響によって DNA の塩基配列が変化することがある。そのほとんどは元の配 列に修復されるが,修復されずに引き継がれることがある。また,塩基の欠失や挿 入による塩基配列の変化も起こりうる。このような 塩基配列の変化だけでなく, 染色体数の変化などにより遺伝情報が変わることは,生物の表現型の違いや進化に も深く関わる。 遺伝子を利用した研究では,人工的に塩基配列を変えて,遺伝情報を操作した細 胞や個体を実験に用いることがあり,そのための方法がいくつかある。例えば, あ る生物の遺伝子から目的の DNA 断片を切り出し,別の生物の DNA に組み込む方 法がある。また,大腸菌などの細胞内で,その細胞の酵素を利用して細胞自体の DNA とは独立して増殖することのできる 環状2本鎖 DNA のプラスミドに,目的 の DNA 断片を組み込んで,大腸菌に遺伝子を発現させる方法もある。反対に,特 定の遺伝子発現を阻害する方法もある。その原理は, 特定の遺伝子の mRNA の 一部と同じ配列を持つ短い2本鎖 RNA を人工的に作り,細胞内に導入することで, mRNA の働きを抑制し,結果的に特定の遺伝子発現を阻害するというものである。 人工的に遺伝子を操作することは,生命の起源や機能の解析に非常に役立つ反面, 本来ならば存在しない生物を作り出すことにもなる。そのため,遺伝子の取扱いや 利用を誤ることがあってはならない。 問 下線部 のように遺伝情報が変わることを何というか,答えなさい。 問 翻訳の際,塩基が他の塩基に入れ変わったために,本来指定されるはずの アミノ酸が他のアミノ酸に変わることを何というか,答えなさい。 問 電圧を加えて,DNA 断片を分子量(長さ)別に分離する方法の名称を答え なさい。また,その方法を利用して,DNA の塩基配列を自動的に読み取る装 置の名称を答えなさい。

― 31 ― B(選) ↑151507SB Page 31 2014.12.08 09.24.31 問 本来,その生物には存在しない外来の遺伝子を導入し,その遺伝子を体内 で発現させる技術を何というか,答えなさい。 問 下線部 について,次の問に答えなさい。 1)目的の DNA 断片を切り出すために使われる酵素の総称を答えなさい。 2)切り出された DNA 断片を別の DNA につなぎ合わせるために使われる酵 素の名称を答えなさい。 問 下線部 について,次の問に答えなさい。 1)プラスミドのように,遺伝子を特定の細胞に運び込み,増やす役割を果た すものを総称して何というか,答えなさい。 2)ある細胞に別の種や系統の遺伝子を入れて,その遺伝子の形質を発現させ ることを何というか,答えなさい。 問 下線部 の技術は医薬品の製造にも応用されている。その一つに,血糖値 を下げる働きを持つホルモンがある。そのホルモンの名称を答えなさい。 問 下線部 の方法の名称を答えなさい。

― 32 ― B(選) ↑151507SB Page 32 2014.12.08 09.24.31 鎖 DNA の3’末端側の塩基配列に相補的に結合するプライマーと呼ばれる短い 塩基配列を結合させる。そして,約72℃に加熱し,そのプライマーを起点とし て,酵素の働きによって新しい DNA を複製する。この一連の反応を繰り返すこ とにより,DNA を増幅させることができる。 問 上の文章中の空欄 ∼ に適当な語句を入れなさい。 問 文章 における DNA 層 X とはどのようなものか具体的に答えなさい。ま た,5回 分 裂 し た 大 腸 菌 か ら DNA を 抽 出 し て 分 析 し た 場 合,DNA 層 X と14N を含む軽い DNA 層の量の比を答えなさい。 問 文章 において DNA の2本鎖がほどけていく方向にそって連続的に伸長 する新しい DNA 鎖はリーディング鎖と呼ばれるが,それと逆向きに合成され てできる DNA 断片は何と呼ばれるか,答えなさい。 問 文章 における PCR 法は略称であるが,その正式名を何というか,答えな さい。 問 文章 の細胞内で用いられるプライマーと文章 の PCR 法で用いられる プライマーの違いを答えなさい。 問 ある1200塩基対の DNA を鋳型として PCR 法により目的とする700塩基の DNA を増幅したとき,5サイクル目で目的とする700塩基の DNA は何コ ピー得られるか,答えなさい。ただし PCR 反応は100%の効率で進んだもの とし,2本鎖のそれぞれ1本を1コピーと数える。 (生物問題 おわり)

― 34 ― B(選) ↑151507SB Page 34 2014.12.08 09.24.31 DNA の複製に関する次の文章 ∼ を読み,問 ∼問 に答えなさい。 細胞分裂の際,母細胞の DNA の2本鎖それぞれが鋳型となり,全く同じ DNA が複製され娘細胞に分配される。この複製方法は といわれ,メ セルソンとスタールにより窒素14(14N)の同位体の窒素15(15N)を用いて証 明された。すなわち,大腸菌を15NHCl を含む培地で何代も培養して塩基の窒 素を15N に置き換えた重い DNA を持つ大腸菌を作成し,次いで,この大腸菌 を14NHCl を含む培地に移し,1回,2回,3回…と細胞分裂を繰り返した直 後の大腸菌からそれぞれの DNA を抽出して, 遠心法でその比重の 違いにより分離した。その結果,最初は15N を含む重い DNA 層がみられたが, 1回目の細胞分裂後には新たな DNA 層 X が現れ,そして2回目以降の細胞分裂 後では1回目でみられた DNA 層 X と14N を含む軽い DNA 層がみられた。 DNA 鎖の糖とリン酸からなる骨格には方向性があり,糖の炭素原子の番号か ら DNA 鎖の両端をそれぞれ5’末端および3’末端と呼ぶ。DNA を構成する2 本鎖の方向性は互いに逆向きであり,それぞれは相補的塩基同士で結合している。 DNA の複製は二重らせん構造の複製起点と呼ばれる領域に が働き, 2本鎖がほどかれることから始まる。そして各2本鎖のそれぞれにプライマーと 呼ばれる短い相補的塩基配列が作られ,そこから により新しく相補 的に結合した から二つのリン酸がはずれ,新生鎖の3’末端の糖に順 次つながれ,新しい DNA 鎖が5’末端から3’末端の方向へのみ伸長する。従っ て,2本鎖のいずれか一方では,DNA の2本鎖がほどけていく方向と逆向きに 新生鎖が合成され,多くの DNA の断片が作られ,各 DNA の断片が酵素によっ てつながれる。 DNA の複製に働く酵素とその基質となる4種類の を用いて,数千 塩基対の DNA を人工的に増幅させる PCR 法が開発された。PCR 法では,まず 増幅したい塩基配列を含む DNA を約95℃に加熱して2本の1本鎖 DNA に分離 し,それぞれを鋳型とする。次いで,温度を50∼60℃に下げ,それぞれの1本

― 33 ― B(選) ↑151507SB Page 33 2014.12.08 09.24.31

(9)

<出題傾向>

今年度は昨年度と比べて、難易度はA1日程、A

2日程ではほとんど変化しなかったが、B日程が難

化した。大問数は各日程とも4問で、昨年と同じで

あった。出題分野は、A1日程が、細胞と代謝、動

物ホルモン、タンパク質、遺伝(伴性遺伝)、A2

日程が、遺伝子、植物生態(バイオーム)、酵素、

行動(ミツバチの8の字ダンス)、B日程が、植物

生態(遷移)、光合成、バイオテクノロジー、遺伝

子(DNA複製とPCR法)であった。

分量的には、A1日程、A2日程は、見直しの時

間も含めて時間的には十分であった。A2日程のミ

ツバチの8の字ダンスの問題は解答に少し時間がか

かるが、試験時間が 80 分と十分あるので時間的に

は問題はなかっただろうと思われる。B日程は、Ⅳ

の問(6)を除けば、60 分の時間内で十分に解答で

きただろうと思われる。Ⅳの問(6)は、たいへん

時間がかかる問題であり、これを時間内に解答する

のは不可能だろう。論述問題は昨年と同様にほとん

ど出題されなかった。A1日程では出題されず、短

い1行程度の論述がA2日程で2問、B日程で1問

出題された。遺伝計算は、A2日程で伴性遺伝が、

XY型とZW型の両方について出題された。また、

A1、A2、B日程のすべてで具体的な生物名を選

ばす問題が出題された。選択肢の中からいくつ選択

するかが指定されていないので、正解するには難し

かったと思われる。

<学習対策>

データ考察問題も少しは出題されるが、基本的に

は知識中心の出題なので、穴埋めや生物用語を尋ね

る問題などで確実に得点できたかどうかが合否を分

ける最大のポイントになるだろう。教科書の黒ゴシ

ックで書かれている生物用語をしっかり覚えるとと

もに、問題集で穴埋めの問題の演習などを繰り返し、

基本的な知識を確実なものにしておこう。教科書に

ある図や表などもしっかりチェックしておこう。ま

た、研究者名や具体的な生物名も出題されるので、

教科書に書かれてある研究者名や生物名などもおさ

えておこう。難しい文章を読みこなす練習は特に必

要なく、実験やデータなどを用いた考察力を必要と

する難しい問題などの練習も必要ないだろう。論述

問題は出題されても1行程度なので、とくに論述の

訓練をする必要はないだろう。

全分野から出題されるので、苦手な分野がないよ

うにしておこう。苦手な分野が出題され、そこで失

点してしまうと、致命的になる可能性がある。遺伝

計算は特に難しい問題を練習する必要はなく、基本

的な遺伝計算ができれば十分だろう。また、光合成

や排出(腎臓)などで出題される計算も練習してお

こう。遺伝子関連の問題は必ず出題されると思われ

るので、DNAの複製、転写・翻訳、遺伝子発現の

調節、バイオテクノロジーなど遺伝子分野は特に力

を入れて学習しておこう。

 一般入試生物 出題傾向/学習対策

参照

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