生物基礎・生物

生物基礎・生物（全問必答）

第 １ 問 植物の生殖と遺伝に関する文章（ A・B ）を読み，各問い（問 １ ～ １0）に答えよ。
〔 解答番号A１～１0〕（配点₂5）

生物は生殖により個体数を増加させる。生殖は，無性生殖とア 有性生殖に分けられるが，単細胞，多細胞にかかわらず無性生殖を行う生物の多くが有性生殖も行う。
有性生殖を行う陸上植物には，コケ植物，シダ植物，種子植物があり，受精の過程にも違いが見られる。例えば，コケ植物やシダ植物では造精器に生じた精子が，造卵器の卵細胞と受精するため，体外を泳ぐための水が必要である。コケ植物では雄株から雌株まで精子が泳ぐのに対し，シダ植物では 4 mm 程度のイ上を精子が卵細胞まで泳いでいくので，シダ植物の方が受精に必要な水は少ない。さらに，種子植物の 裸子植物と被子植物は，雄性配偶子が花粉管によって卵細胞まで（あウるいは，卵細胞の近くまで）運ばれるので，受精時に体外を泳ぐための水は必要としなくなった。しかし，裸子植物には，エ精子が卵細胞まで泳いで受精するものと，のように，雌ずい（めしべ）の中でオのように精細胞が花粉管によって卵細胞まで運ばれて受精するものがある。いずれの場合も，被子植物と同様に，雌ずいにあるカが種子となる。

被子植物では，雌ずいと雄ずい（おしべ）の両方が同一の花の中にみられるものがあり，同じ個体の花粉が雌ずいに受粉（自家受粉）して，受精することが多い。
例えば，対立遺伝子 A と a をもつ，遺伝子型 Aa の個体が自家受粉して得られた次代（F1 ）が，さらに，自家受粉することによって得られた F2 では，遺伝子型 AA：Aa：aa がクキの比で得られる。この結果からも，自家受精を繰り返すことで，ことがわかる。

― 32 ―

③生物基礎・生物／最終

生物基礎・生物
問１下線部アで示した有性生殖には，無性生殖にはない利点がある。この利点とし
１て最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。
①子の遺伝子型が多様になる②子のからだが親の体細胞で構成される③子の増殖する速度が大きくなる④子のからだが大きくなる⑤子に親の優秀な形質が遺伝する

問２

問３

イ

前ページ文章中のちから一つ選べ。

２①②胞子体に入る語として最も適当なものを，次の①～⑤のう

③前葉体

④花

やく

⑤

葯

柱頭

下線部ウで示した裸子植物と被子植物はシダ植物から進化してきた。そのため，これら三つの植物に共通する特徴がある。その特徴として最も適当なものを，次３の①～⑤のうちから一つ選べ。
①

雄株と雌株に分かれている。

②

重複受精を行う。

③

胚珠が子房でおおわれている。

④

維管束をもつ。

⑤3 n の胚乳が生じる。

問４

前ページ文章中のエ・オに入る植物名の組合せとして最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。

４エ

オ

エ

①ソテツ

ツバキ

②サクラ

ス

ギ

③

ヒカゲノカズラ

スイレン

④イチョウ

マ

ツ

⑤

オニユリ

イヌワラビ

― 33 ―

オ

生物基礎・生物問５

カ32 ページ文章中のちから一つ選べ。に入る語として最も適当なものを，次の①～⑤のう

５①胚

柄

②胚

④胚

軸⑤胚

問６

キ

32 ページ文章中のちから一つ選べ。

のう嚢

③胚

葉

珠に入る比として最も適当なものを，次の①～⑦のう

６

①

1：1：1

②

1：₂：1

③

₂：1：1

④

3：₂：3

⑤

3：₀：1

⑥

3：4：3

⑦

5：₂：5

問７

ク

32 ページ文章中のちから一つ選べ。に入る文として最も適当なものを，次の①～⑤のう

７①

集団の全ての遺伝子に占める優性遺伝子の割合が増加する②

集団に占める純系の割合が増加する③

集団に占める優性形質の割合が減少する④集団内の劣性形質がなくなる⑤

集団の個体数が減少していく― 34 ―

③生物基礎・生物／最終生物基礎・生物
一つの花に雄ずいと雌ずいをもつ両性花のうち一部の植物では，正常な花粉で自B家受粉しても，受精に至らない自家不和合性という現象が知られている。この自家不和合性は S 遺伝子によって支配されており，S 1 ，S 2 ，S 3 ，S 4 の複対立遺伝子をもつナス科植物では，雌ずいのもつ S 遺伝子と花粉のもつ S 遺伝子が一致すると花粉管が伸長せず，受精できない。たとえば，S 1 S 2 の遺伝子型をもつ植物の花で，自家受粉した場合を考えてみよう。雄ずいに生じた 2 種類の花粉のうち，遺伝子型S 1 の花粉は雌ずい（遺伝子型 S 1 S 2 ）がもつ S 遺伝子 S 1 と同じであり，遺伝子型 S 2 の花粉は雌ずいの S 遺伝子 S 2 と同じなので，どちらの花粉も受精には至らない。しかし，S 1 S 3 の遺伝子型をもつ個体に生じた花粉であれば，花粉のコでき，遺伝子型ケ％は受精の個体が生じる。

また，この S 1 S 2 の遺伝子型をもつ植物の雌ずいに受粉し，受精することのでき
サる植物の遺伝子型は S 1 S 3 の他に問８上の文章中のケから一つ選べ。

８①問９②₀上の文章中のうちから一つ選べ。
①S1 S2S1 S3③S1 S2S2 S3⑤S1 S2⑦

S2 S3

問 １0に入る数値として最も適当なものを，次の①～⑤のうち③₂5コサから一つ選べ。

１0④5₀⑤75

1₀₀に入る遺伝子型として最も適当なものを，次の①～⑦の９S2 S3上の文章中の種類の遺伝子型が考えられる。

②S1 S2S1 S3④S1 S3S2 S3⑥S1 S3に入る数値として最も適当なものを，次の①～⑥のうち①1②₂③3④4⑤5⑥₆― 35 ―

生物基礎・生物

第 ２ 問 次の文章を読み，各問い（問 １ ～ ６ ）に答えよ。
〔 解答番号１～９〕（配点₂5）

ヒトは食物として有機物を摂取し， 消化腺から分泌される 消化酵素によって分アイ

解した後，分解された有機物を小腸の毛細血管やリンパ管で吸収する。毛細血管に吸収された有機物は，いったんウを通って肝臓へ入り，食物に含まれていた有害な物質や摂取した薬物などを無害な物質に変えるはたらきや， さまざまな物質を体エに応じた物質につくり変えるはたらきが行われる。
オ

肝臓を経て心臓にもどった血液はの経路を経て，全身へと送り出され，エネルギー源となる有機物や， 有機物を分解してエネルギーを取り出す際に必要となカる酸素を各部の細胞に供給する。
問１下線部アで示された消化腺の説明として誤っているものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。

１①

消化腺は外分泌腺の一つである。

②消化腺にはホルモンによって分泌を調節されるものもある。

③

消化腺は排出管を通じて消化酵素を分泌する。

④

消化腺にはだ腺などがある。

⑤

消化腺は体液中に消化酵素を直接分泌する。

― 36 ―

③生物基礎・生物／最終

生物基礎・生物問２

下線部イの消化酵素のうち，デンプンを糖に分解する酵素について，次の問い⑴ ・ 2 に答えよ。

⑴

デンプンを分解する酵素はどれか。最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。

２①トリプシン

②アミラーゼ④ペプシン⑤トロンボプラスチン

2③カタラーゼ

図 1 は，この酵素による反応において，時間ごとに酵素量，デンプン量，糖量を測定し，相対的な変化をまとめたものである。グラフ中の物質 a ～ c は，何の変化量を表しているか。その組合せとして最も適当なものを，次の①～⑥のうちから一つ選べ。

３物質 a
相対的な物質量物質 b物質 c0時間

図

1

物質 a

物質 b

物質 c

①

酵

素

基

生成物

②酵素

生成物

基

③基

質

酵生成物

④基

質

生成物

酵

素

⑤生成物

酵

素

基

質

⑥生成物

基

質

酵素

質
素

質

― 37 ―

生物基礎・生物問３

ウ

36 ページ文章中の４のうちから一つ選べ。
①②

問４

中心静脈の血管の名称として最も適当なものを，次の①～⑤類

③

洞

肝動脈

④

肝静脈

⑤

肝門脈

下線部エに示された肝臓における物質をつくり変えるはたらきとして誤っているものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。
作り変える前

５作り変えた後①

ヘモグロビン

→

ビリルビン

②

アンモニア→

尿素

③

アミノ酸→

アルブミン

④

グルコース→

グリコーゲン⑤

フィブリノーゲン→

フィブリン

オに当てはまる経路として最も適当なものを，次の①

問５36 ページ文章中の６～④のうちから一つ選べ。
①右心房→右心室→肺→左心房→左心室②右心室→右心房→肺→左心室→左心房③左心房→左心室→肺→右心房→右心室④左心室→左心房→

肺→右心室→

右心房― 38 ―③生物基礎・生物／最終

生物基礎・生物
問６

下線部カで示された反応は酸素を消費して行われ，呼吸と呼ばれる。この反応に関する次の問い ⑴ ～ 3 に答えよ。

⑴

取り出されたエネルギーのうち，一部は ATP に蓄えられるが，残りはおもにどのようなエネルギーになるか。最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。

７

エネルギー

①

学

②2化

運

③動

光

④⑤

熱位

置

呼吸で得られる ATP のほとんどはミトコンドリアのどこで合成されるか。最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。
①ストロマ②マトリックス④チラコイド⑤

外膜と内膜の間

3８③グラナ

呼吸によってグルコース 1 mol が分解されて，エネルギーが取り出された。このとき放出されるエネルギーは ₂‚₈₈₀kJ である。ADP から ATP を 1 mol つくるのに必要なエネルギーを 4₂ kJ とし，グルコースが分解されて最大量の ATP がつくられたとすると，グルコースがもつエネルギーのうち何％が ATP に蓄えられるか。小数第一位を四捨五入した値として最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。
①45９％
②5₀

③55― 39 ―④₆₀⑤₆5

生物基礎・生物

第 ３ 問 個体群の密度と動物の行動に関する文章を読み，各問い（問 １ ～ ６ ）に答えよ。
〔 解答番号１～１0〕（配点₂5）

ある地域に生息する同種の個体の集まりは個体群と呼ばれ，さまざまな関係を保って生活している。この集まりのうち，統一的な行動をする集団を 群れと呼んでいる。
ア
また，個体群ではその密度（個体群密度）が，個体の成長や発育にも影響を及ぼすことがあり，さらに， 個体群密度の変化が個体の行動を変化させることもある。
イそじよう

アユは初夏になると，群れで海から川へ遡上し（さかのぼり），川の中流に定着する。
定着したアユは，夏の間，大きさがおよそ 1 ㎡程の縄張りをつくり（縄張りアユ），川底の岩に付着する藻類を食べて成長する。一方，縄張りを形成できなかったアユは縄張りから追い出されて，やがて群れをつくるようになる（群れアユ）。
A 川には藻類の 純生産量が異なる領域 B ，C があり，それぞれの領域における藻ウ類の純生産量と，A 川に占める割合を表 1 に示した。
表1B 領域

C 領域

1 日あたりの藻類の純生産量
（g/㎡）

33

1

A 川の底に占める割合
（％）

₆₀4₀

アユ 1 匹が 1 日に摂食する藻類の量が 3.3g である場合，A 川の B 領域では 1 ㎡当たりおよそエ匹のアユが，また，C 領域では 1 ㎡当たりおよそオ匹のアユが，1 日に必要とする藻類を十分に摂食できる。つまり，A 川では 1 ㎡当たり

カ匹のアユを養うだけの藻類が生産されていると考えられる。しかし，B 領域全てに縄張りがつくられてしまうと，縄張りをつくれなかったアユが C 領域に追いやられ群れアユになると考えられ， 1 ㎡当たり

キ匹のアユしか養えなくなってしまう。

次に，この A 川で 3 年にわたって調べられたアユの個体群密度とアユの体長，縄張りアユの割合を表 ₂ に示した。調査した 3 年間では藻類の純生産量に大きな違いはなかったが， 1 年目の個体群密度は
キ

キ

匹 /㎡より低く，₂ 年目の個体群密度は匹 /㎡より高くなった。また，3 年目の個体群密度はさらに高くなったので，次々にえさ場を変える群れアユが縄張りに侵入することも多くなった。縄張りアユは，群れアユが縄張り内に入ってくると追い払おうとするが，追い切れなくなって藻― 40 ―

③生物基礎・生物／最終

生物基礎・生物類を食べられるままにしたり，群れの一員に入ったりした。また，このように行動様式を変えて群れに入ったアユは，多くが群れの移動とともに縄張りを立ち去った。
表

1 年目

₂ 年目

3 年目

個体群密度
（匹 /㎡）

0.3

0.95.5群れアユの平均体長（cm）

17.5

12.0

19.1

縄張りアユの平均体長（cm）

20.0

20.4

25.0

3₈

455

縄張りアユの割合
（％）

問１

₂

下線部アの群れをつくることによる利益と不利益として誤っているものを，次１の①～⑤のうちから一つ選べ。
①

外敵から身を守りながら子育てできる。

②

食べ物を効率的に見つけることができる。

③

交尾などの繁殖行動が行いやすい。

④

個体どうしの無用な争いを避けられる。

⑤

病気が伝染することがある。

問２

下線部イのように，個体群密度の変化で起こる現象（密度効果）として最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。

２①

鳥類のオナガは親以外の個体がヘルパーとして子育てに参加する。

②トノサマバッタは，相対的にはねが長く後ろあしが短くなり，集合性の強い個体になることがある。

③ミツバチでは生殖能力をもたないワーカーが生まれることがある。

④

ライオンの群れで生まれた雄が，成長すると群れから離れる。

⑤

ナナホシテントウがアブラムシを食べると，ヨモギハムシの個体数が増加する。

― 41 ―

生物基礎・生物
問３

下線部ウの純生産量を示す式として最も適当なものを，次の①～⑤のうちから３一つ選べ。
①総生産量 − 呼吸量②総生産量 − 不消化排出量③総生産量 − 枯死量④総生産量 − 成長量⑤総生産量 − 被食量問４40 ページ文章中のエ～

キに入る数値として最も近い値を，次の①～ⓐのうちからそれぞれ一つずつ選べ。
エ４

①0.3

②0.4

③0.5

④0.6

⑤0.7

⑥0.8⑦₆⑧7⑨₈⓪9ⓐ1₀

問５オ５カ６キ７

表 ₂ の 1 年目と ₂ 年目の結果を比較すると，縄張りができることは，密度が高くなったアユでその成長にどのように影響を与えたと推定できるか。最も適当なものを，次の①～⑥のうちから二つ選べ。ただし，解答の順序は問わない。
８９①

縄張りをつくれなかったアユの成長がよくなる。

②

縄張りをつくれなかったアユの成長が悪くなる。

③

縄張りをつくれなかったアユの成長に影響しない。

④

縄張りをつくったアユの成長がよくなる。

⑤

縄張りをつくったアユの成長が悪くなる。

⑥

縄張りをつくったアユの成長に影響しない。

― 42 ―

③生物基礎・生物／最終

生物基礎・生物問６

表 ₂ に示した，₂ 年目と 3 年目の結果について，次の文章のク～コに当てはまる語句の組合せとして最も適当なものを，下の①～⑧のうちから一つ選べ。

１03 年目は ₂ 年目よりもさらに高密度になったが，アユの体長はクくなった。これは ₂ 年目に比べ 3 年目では縄張りを安定して保つことがケためで，3 年目のアユの体長はコによって制御されるまで成長できる可能性がある。

クケ

コ①大きできる

縄張りができること②大きできる

藻類の純生産量③大きできない

縄張りができること④大きできない

藻類の純生産量⑤小さできる

縄張りができること⑥小さできる

藻類の純生産量⑦小さできない

縄張りができること⑧小さできない

藻類の純生産量― 43 ―

生物基礎・生物

第 ４ 問 遺伝子工学に関する文章（ A・B ）を読み，各問い（問 １ ～ ７ ）に答えよ。
〔 解答番号A１～１0〕（配点₂5）

遺伝子の本体である DNA の構造を示す論文が，イギリスの科学雑誌「ネイチャー」に発表されてからおよそ ₆5 年が経つ。この間，DNA がどのように遺伝形質を発現させるのかが探究されただけでなく，さまざまな形で利用されてきた。例えば，DNA の塩基配列を調べて，人類のルーツを探すことや， DNA を切断・連結する
ア技術を利用して，これまでなかった性質をもつ生物をつくったりすることなどである。
このように，ある生物の DNA 配列を調べたり，利用したりするには，その生物のゲノムから目的の遺伝子を単離し，増幅する必要がある。この方法は PCR 法と呼ばれており，増幅したい配列を含む微量の DNA（鋳型 DNA），4 種類のヌクレオチド，₂ 種類のプライマー，DNA ポリメラーゼを混合して，反応液をつくる。図 1に増幅したい配列を含む鋳型 DNA の塩基配列を示した。

3 ' −CTGGGGACCTGACCCAGCCGCAG…省略…TTGTGAACCAACACCTGTGCGGCT−5 '5 ' −GACCCCTGGACTGGGTCGGCGTC…省略…AACACTTGGTTGTGGACACGCCGA−3 '増幅したい配列
図1

PCR 法では次の（a）～（c）の一連の反応を何度も繰り返すことで，DNA が増幅される。
（a）DNA 溶液を 95℃で 3₀ 秒加熱し，鋳型となる DNA の ₂ 本鎖 DNA 間の 弱い結合
イを切り，DNA を 1 本鎖 DNA に分ける。
（b）次に，温度を約 ₆₀℃にまで下げて，1 本鎖 DNA の片端に プライマーを結合さウせる。
（c）その後，温度をエ℃に変えて ₂ 分間保ち，DNA ポリメラーゼのはたらきにより，プライマーに続けてヌクレオチドを 5 ' → 3 ' の方向に付加し，₂ 本鎖 DNAを合成させる。
（a）～（c）の過程を 1₀ 回繰り返したとすると，目的とする DNA 量は，もとの DNA量のおよそオ倍になる。
― 44 ―

③生物基礎・生物／最終

生物基礎・生物問１

下線部アの DNA を切断する酵素として最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。

１①DNA リガーゼ②

基本転写因子

④脱水素酵素⑤ヘリカーゼ問２③

制限酵素

下線部イの結合の名称として最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選２べ。
①ペプチド結合②S − S 結合④水素結合⑤ギャップ結合

問３③密着結合下線部ウで示したプライマーは，図 1 に示した増幅したい DNA の塩基配列の両端と相補的な ₂ 種類が必要である。プライマーの塩基配列として適当なものを，次の①～⑧のうちから二つ選べ。ただし，解答の順序は問わない。
３４①5' −GACCCAGCCG−3'②5' −GCCGACCCAG−3'③5' −GAACCAACAC−3'④5' −CACAACCAAG−3'⑤5' −CTGGGTCGGC−3'⑥5' −CGGCTGGGTC−3'⑦5' −CTTGGTTGTG−3'⑧5' −GTGTTGGTTC−3'― 45 ―

生物基礎・生物問４

図 ₂ は PCR 法で用いられた DNA ポリメラーゼの反応速度と温度の関係を示したものである。次の問い ⑴ ～ 3 に答えよ。

⑴

この酵素を用いたとき，44 ページ文章中のエに入る数値として最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。

５℃

反応速度
01020304050

図①21₀②3₀③607080 90
温度（℃）④7₀₂5₀⑤9₀⑴の温度を選んだ理由として最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。
６3①

酵素の活性化エネルギーが最も大きいから。

②

ほとんどの酵素タンパク質のアミノ酸配列が変化したから。

③

単位時間あたりに酵素基質複合体ができる割合が最も高くなるため。

④

基質がほとんど全て分解されてしまったから。

⑤

ほとんどの酵素タンパク質の立体構造が変化したから。

このような酵素はどのような生物から単離されたと考えられるか。最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。

７①枯草菌②バクテリオファージ④ツリガネムシ⑤好熱菌― 46 ―③大腸菌

③生物基礎・生物／最終

生物基礎・生物問５44 ページ文章中のオに当てはまる数値に最も近いものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。

８倍①1₀②1₀₀③1‚₀₀₀― 47 ―④1₀‚₀₀₀⑤1₀₀‚₀₀₀

生物基礎・生物B

PCR 法によって増幅された DNA 断片を電気泳動し，1 本の DNA の短い帯（バンド）が検出されれば，目的とする DNA 断片が増幅されたことを確認できる。
実験を行うにあたって，まず，大きさの基準となる DNA 断片（DNA マーカー）を用意した。DNA マーカーの大きさは塩基対の数で示し，単位は bp（塩基対の略）である。DNA マーカーとして，₂₀₀bp の大きさから 1₀₀ 塩基対ごとに 9₀₀bp まで，₈種類の大きさの DNA 断片を用いた。図 3 のウェルに DNA マーカーまたは増幅しカた DNA 断片を注入し，電気泳動を行った。DNA 断片はの電荷をもっているため，図 3 のように寒天ゲルの中を移動していく。DNA 断片の塩基対数と移動距離の関係をまとめた図 4 から，DNA 断片の移動距離は，DNA 断片が大きいほどキいことがわかる。

緩衝液

寒天ゲルの穴（ウェル）寒天ゲル

図3（mm）

40
移動距離302012345 6 7 8 9 102塩基対数（×10 bp）

図― 48 ―

4＋電極

−電極

DNA断片の移動方向

③生物基礎・生物／最終

生物基礎・生物
問６前ページ文章中のカ・キに当てはまる語の組合せとして最も適当なものを，次の①～④のうちから一つ選べ。

問７カキ①正長③負長９カキ②正短④負短DNA マーカーを電気泳動した結果を図 5 のレーン 1 に示した。DNA マーカーは ₈ 個のバンドとして確認できた。PCR で増幅した DNA 断片をレーン ₂ のウェルに注入したとき，DNA の大きさが 5₆₀bp であれば，バンドは図中の①～⑥のどの位置にまで移動したと考えられるか。最も適当なものを一つ選べ。

レーン１ レーン 2
注入した DNA
20mmの移動方向と距離DNA①②30mm③④⑤⑥40mm

図― 49 ―

5１0