北海道大学大学院環境科学院
地球圏科学専攻
生物地球化学コース
令和 2 年４月入学

大学院修士課程（博士前期課程）入学試験問題
小論文・専門科目
1. 小論文は受験者全員が試験開始から 1 時間以内に解答せよ。答案用紙の受験科目欄には「小論文」と書くこと。試験開始 1 時間後に小論文の答案用紙を回収する。小論文の解答が終わったら、専門科目の解答を始めて良い。
2. 専門科目については、地学、化学、生物学の問１－問６の中から２問を自由に選択して解答せよ。各答案用紙の受験科目欄には、選択した科目名および問番号を書くこと。
3. 問１題につき答案用紙 1 枚を使用すること。答案用紙は裏を使っても良い。足りなければ申し出よ。

令和 2 年 2 月 20 日

12

小論文

課題：本コースを受験した動機と、入学後の研究に対する抱負について、500 字程度で記述せよ。

小論文は受験者全員が試験開始から 1 時間以内に解答せよ。小論文の解答が終わったら、専門科目の解答を始めて良い。

3地学

問１

以下の設問に答えよ。

設問１ 下の地質年代表は地球誕生以来の地質時代名を下から上へ向かい順に並べたものである。空欄 a-j にはいる地質時代名を記せ。

第四紀

完新世
更新世

新生代

新第三紀

鮮新世
ab

古第三紀

cde
中生代

fg
ペルム紀
h

古生代

デボン紀
i
j
カンブリア紀先カンブリア時代
設問２ 下記の地形および地質に関する用語をそれぞれ 3 行以内で説明せよ。
ア）大陸斜面イ）中央海嶺ウ）褶曲
エ）流紋岩
オ）逆断層
カ）縞状鉄鉱床キ）ホットスポット
設問３ 下記の古気候学・古環境学に関する用語をそれぞれ 3 行以内で説明せよ。
ク）小氷期
ケ）水蒸気フィードバックコ）火山強制設問４ 深海底堆積物に含まれている底生有孔虫殻の酸素同位体比を分析することにより過去の陸上氷床体積の変動を知ることができる。その原理を 10 行以内で説明せよ。

4

地学

問２

以下の設問に答えよ。

設問１. 図１はある海水中の pH とその海水に溶存する無機炭素量の関係を示している。
文章の（ ア ）から（ コ ）に、【用語群】から適切なものを選び、ひとつずつ入れよ。同じものを何度使っても良い。
溶存する無機炭素の種類には（ ア ）、（ イ ）、（ ウ ）がある。現在の表層海水では、最も多いのは（ エ ）でおよそ（ オ ）％である。その次に多いのは（ カ ）でおよそ（ キ ）％である。最も少ない（ ク ）はおよそ（ ケ ）％となる。もし、極端に酸性になると、（ コ ）だけの無機炭素となる。
図 1：海水中の無機炭素と pH の関係

設問２.

図２は海洋の深層水の動きとともに、その化学成分がどのように変化していくかを示す概念図である。この図の（ サ ）から（ ト ）に、【用語群】から適切なものを選び、ひとつずつ入れよ。同じものを何度使っても良い。

図 2：水中の無機炭素と pH の関係【用語群】高い、低い、強い、弱い、明るい、暗い、良い、悪い、H+、OH–、HCO3–、CaCO3、CO32–、H2O、H2CO3、pCO2、1、10、20、30、50、90、100

設問３. 下記のことについてそれぞれ 5 行以内で解説せよ。
i） ビッグバンii） ガイア仮説iii） 成層圏iv） コリオリの力

5化学

問３

以下の全ての設問に答えよ。ただし、全ての反応系において不純物は存在しないとする。

なお、答えを導くための途中の過程または根拠の記述も省略せずに、答案用紙に示せ。
設問１ 溶液の濃度に関する以下の問いに答えよ。必要であれば、√5 = 2.236、log105.2 = 0.716、log106.2 = 0.792 を用いよ。
（１）

濃度 0.025 mol L−1 の塩酸を用い、炭酸カルシウム 200 mg を完全に反応させる。この反応式を書け。

（２）（１）での反応に使用する塩酸の必要最小限の体積を求めよ。ただし、カルシウムの原子量は 40 とする。

（３）

25.0 ºC で濃度 1.0×10−7 mol L−1 の水酸化ナトリウム水溶液を考える。この水溶液中で、水の電離によって生じている水酸化物イオン（OH−）濃度を求めよ。

（４）（３）の水酸化ナトリウム水溶液の pH を求めよ。

設問２ 溶液の浸透圧に関する以下の問いに答えよ。ただし、気体定数 R = 8.3145 J mol−1 K−1 とする。
（１）

濃度 0.60 mol L−1 のスクロース（ショ糖）の溶液と純水が容器内で半透膜を隔てて置かれている。20.0 ºC の温度条件下での浸透圧を計算せよ。

（２）（１）の純水を濃度 0.30 mol L−1 のスクロース溶液と交換した。交換後の浸透圧を計算せよ。

（３）

（１）
（２）を踏まえ、適切な半透膜を用いると、高分子化合物などの分子量を測定できる。その理由を 1 行で述べよ。

（４）

質量が 2.6 g の非電解質の物質を水に溶かして 100 mL の水溶液にした。この水溶液の浸透圧は 27.0 ºC において 12.5×103 Pa になった。この非電解質の物質の分子量を求めよ。

6化学

問４

以下の全ての設問に答えよ。

設問１ 次の化合物の構造を書き、各結合の分極の様子を、部分電荷を示すδ−とδ+を用いて示せ。
（１）

フッ化水素

（２）

メタノール

（３）

三臭化ホウ素（４）アセトニトリル

設問２ かっこに示された特徴を説明できるように、次の分子の共鳴構造式を書き、構造の変化に伴う電子移動を、矢印を用いて示せ。
（１）

ベンゼン（６つの炭素原子は等しい負電荷を持っている）（２）

亜硝酸イオン（２つの酸素原子は等しい負電荷を持っている）（３）

硝酸イオン（３つの酸素原子は等しい負電荷を持っている）（４）

炭酸イオン（３つの酸素原子は等しい負電荷を持っている）

設問３ アンモニアとアンモニウムイオンの構造を、窒素原子の混成軌道を含めて書け。
設問４ 次の化合物 A、B、C を、沸点の低い順に並べよ。

AB

CH3CH3CClC
CH3 CH 2 CH 2 CH 2 Cl

CH3 CHCl

CH37CH 2 CH3生物学

問５以下の（１）－（５）に答えよ。

（１）下の文章の(a)から(e)に適当な語句を埋めよ。
酵素が働きかける化合物を基質といい、酵素が働く反応を酵素反応と呼ぶ。酵素が反応をすすめるためには、酵素は基質と結合し、(b)れを酵素のと呼ばれる。酵素は、(c)うな酵素反応を(a)を形成する。この際、基質と結合する酵素の部位は(b)にきちんと収まる形をした化合物としか結合できない。こという。酵素によっては生成物を基質に戻す反応を触媒することもあり、このよ(d)という。また、一方向のみの酵素反応は(e)と呼ばれる。

（２）ミカエリス・メンテン型酵素に関して、基質濃度（[S]）と酵素反応速度（v）との関係の特徴がわかるように図示せよ。作図はフリーハンドでよい。軸は任意の線形スケールで示すこと。
（３）ミカエリス・メンテンの式におけるミカエリス定数（Km）について、基質濃度（[S]）と酵素反応の最大速度（Vmax）を用いて 3 行以内で説明せよ。
（４）ミカエリス定数（Km）と酵素反応の最大速度（Vmax）を実際に実験で求める場合、ラインウィーバー・バークプロットが用いられることがある。ラインウィーバー・バークプロットについて 10 行以内で説明せよ。
（５）酵素活性を調節する非競合阻害剤について、3 行以内で説明せよ。

8生物学

問６

以下の文章を読んで（１）－（５）に答えよ。

ある地域に生息する同一種の生物個体の集まりを個体群という。生活資源に制限がなく、無機的環境が好適な理想条件の下では、その個体数は指数関数的に増加する。ある個体群の個体数を N、時間をt、その種の持つ増加率である内的自然増加率を r とすると, 個体群の成長は (a)指数曲線で示される。
しかし、現実の生物の個体群は環境からさまざまな制約を受ける。資源が無限ではなく、限られた空間内における個体群の成長は、最終的に一定の個体数で落ち着くような (b)ロジステイック曲線を示す。
この曲線において最終的に到達する一定の個体数は個体数がA

Aといい K で示される。個体群が成長してに近づくと、限られた資源や空間をめぐって個体間の競争が生じ、個体数の増加に歯止めをかけるようになる。このような個体群の変化にもたらす効果をBという。

（１） A から B に入る適切な語句を答えよ。
（２） 下線部(a)と(b)を図で示せ。作図はフリーハンドでよい。軸は任意の線形スケールで示すこと。
また、図中に K を明示せよ。
（３） 下線部(a)と(b)に関して、dN/dt を r、N、K を用いた式で示せ。
（４） 植物に関しても、 Bが生じる。それに関して、自己間引きと 2 分の 3 乗則について、それぞれ 3 行以内で説明せよ。
（５） 個体群において生存率が時間の経過とともにどのように減少するかを示した表を生命表といい、それをグラフ化したものが生存曲線である。生存曲線は 3 つのタイプに分類される。各タイプについて、生物例にふれ、それぞれ 3 行以内で説明せよ。

910