理（平 31 前）科ページ
物

理………………………… 1〜 5

化

学………………………… 6〜14

生

物………………………… 15〜24

地

学………………………… 25〜28※末尾に問題訂正あり

・ページ番号のついていない白紙は下書き用紙である。

注意2019-中谷コーポ-理科（前期）-表紙.indd

1

解答はすべて答案用紙の指定のところに記入しなさい。

物

理

75 点

化

学

75 点

生

物

75 点

地

学

75 点

2019/01/29

15:24:50

物理

Ⅰ 次の文章を読んで，問 1 ～ 5 に答えなさい。問題の解答に必要な物理量，物理定数があれば，それらを表す記号はすべて各自が定義し，解答欄に明示しなさい。また，問 2 以降は必要に応じて導出過程も示しなさい。（配点 25 点）

図 1 のように，曲面 AB となめらかにつながった水平面 BC を持つ質量 M の台が，なめらかで水平な床の上に静止している。ここで，面 BC から高さ h の曲面上の点 A から，質量 m の小球を静かにすべらせた。小球と台の間に摩擦はないものとし，重力加速度の大きさを g とする。

問 1

小球が曲面 AB にあるとき，小球にはたらく力の名称と向きを解答欄の図に記入しなさい。

問 2

小球が曲面 AB にあるとき，小球と台からなる物体系の水平方向の運動量は保存される。その理由を説明しなさい。また，小球が点 B にきたときの小球の床に対する速さを v とする。このときの台の床に対する速さ V を，m，M，v を用いて表しなさい。

問 3

速 さ v を，g，h，m，M を 用 い て 表 し な さ い。 ま た，g = ₉. ₈ m/s 2，

h = 1. ₀ × 1₀ 2 cm，m = ₈. ₀ × 1₀ 2 g，M = ₉. ₀ kg の場合について，v を有効
数字 2 桁で求めなさい。
問 4

区間 BC で，小球はどのような運動をするか説明しなさい。また，区間 BC

を小球が運動しているとき，小球と台からなる物体系の重心は，水平方向にどのような運動をするか説明しなさい。

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1

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9:21:10

問 5

上記の運動の後，小球は床からの高さがℓの点 C からとびだし，床に落下する。小球が床に落下したとき，点 C と小球が水平方向にどれだけ離れているかℓと h を含む式で示しなさい。

A

h

B

C
ℓ

図1

― 2 ―

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2

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9:21:10

Ⅱ 以下の問 1 ～ 4 に答えなさい。問題の解答に必要な物理量，物理定数があれば，それらを表す記号はすべて各自が定義し，解答欄に明示しなさい。また，問 3 以降
は導出過程も示しなさい。
（配点 25 点）

まず，一様な磁場中で，磁場に垂直な直線状導線に直流電流が流れている場合を
考える。

問 1

磁場がこの導線に及ぼす力の向きを，導線中を流れる自由電子にはたらく

ローレンツ力から説明しなさい。その際，磁場，電子の速度，ローレンツ力，それぞれの向きを図示して説明しなさい。

次に，図 1 に示す同一平面上の点 O，P1 ，P2 を通る，紙面に垂直方向に置かれた十分長い導線がある場合を考える。それぞれには，正の直流電流 I₀ ， I1 ，I2 が図の向きに流れている。ただし，図のは紙面の裏から表への向きを表す。直線OP1 は直線 OP2 に垂直であり，線分 OP1 と線分 OP2 の長さはそれぞれ x1 と x2 である。これらの導線は真空中にあり，真空の透磁率を n₀ とする。また，地磁気の影響は無視する。

P1
x1
O

I1
I₀

P2
x2

I2

図1

問 2

電流 I1 と I2 により，点 O で発生する磁場の強さをそれぞれ求めなさい。またその向きを，それぞれ図示しなさい。

問 3

電流 I1 と I2 から発生する磁場により，電流 I₀ の導線が単位長さ当たりに受ける合力の大きさを求めなさい。
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問 4 電流と導線間の距離を，それぞれ I₀ = 1 A ，I1 = 1 A ，I2 = 4 A ，x1 = 1 m ，
x2 = 2 m とする。このとき，他の導線と同じく紙面に垂直な方向の 1 本の導線を追加し，その導線に電流を流すことにより，I₀ にはたらく力をつりあわせたい。ただし，追加した導線の O からの距離は 1 m とする。考えられるす
べての場合について，その電流の大きさを求め，電流の向きと導線の位置を図示しなさい。

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Ⅲ 次の文章を読んで，問 1 ～ 5 に答えなさい。問題の解答に必要な物理量，物理定数があれば，それらを表す記号はすべて各自が定義し，解答欄に明示しなさい。また，問 2 以降は導出過程も示しなさい。（配点 25 点）

片側の閉じたシリンダーに 1 モルの単原子分子理想気体が入っており，なめらかに動くピストンで閉じ込められている。この気体に対して次の 1 サイクルの状態変化を行う。
a → b：断熱膨張， b → c：体積を V1 に保って温度を下げる
c → d：断熱圧縮， d → a：体積を V2 に保って温度を上げる
4 つの状態 a ，b ，c ，d の温度を Ta ，Tb ，Tc ，Td とする。また，断熱変化では（ c は定圧モル比熱 CP を定積モル比熱 CV で
圧力 P と体積 V の間に PV c = 一定割った量）の関係が成り立つ。

問 1

このサイクル a → b → c → d → a を，縦軸を圧力 P，横軸を体積 V にとって図に描きなさい。

問 2

4 つの状態変化のうち，気体が熱を吸収または放出するものをすべて答えな

さい。またそれらの熱量を求めなさい。

問 3

気体が 1 サイクルの間に外部にする仕事の総和 W を求めなさい。

問 4次の関係が成り立つことを示しなさい。
Ta
T
= d
Tb
Tc

問 5

このサイクルを熱機関とみなしたときの熱効率 e を，V1 ，V2 ，c を用いて表しなさい。

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化※末尾に問題訂正あり

学

計算のために必要であれば，以下の値を用いなさい。
原子量：H 1. 00

C 12. 0N 14. 0O 16. 0S 32. 0Ⅰ 次の文章を読んで，問 1 ～ 6 に答えなさい。（配点 18 点）
白金は化学的に安定であり，特に酸に対する耐性が強い。そのため，白金を溶かすには，金を溶かす場合と同様に，は，共に強酸である

ア

液体である。なお，銀はイアと呼ばれる液体が用いられる。

と

ウ

イ

には溶けるがを体積比 1：3 で混合した
ウには溶けない。白金の結晶は面心立方構造を持つことが知られており，単位格子の中に含まれる原子の数は個である。この単位格子の一辺の長さを a［cm］とすると，基本定数でエ［g/cm 3 ］を 用 い て
あ る ア ボ ガ ド ロ 定 数 NA は，a と 白 金 の 原 子 量 M， 密 度 dと表される。最近では，同位体オ

濃縮したケイ素（ 28 Si 99. 99%）の結晶で作製した球体の超精密計測により，高精度でアボガドロ定数が決定されている。ケイ素の結晶は図に示すようなダイヤモンド型構造を持ち，単位格子の中に含まれる原子の数はカ個である。この単位格子の一辺の長さを b［cm］とし，原子を互いに接する球と仮定すると，原子半径 ［r cm］はb を用いてキ

図. ダイヤモンド型構造の単位格子と表される。

また，白金は様々な化学反応にクとして用いられることが多い。例えば排気ガスの浄化装置では，排気ガスを白金などの微粒子を含むフィルターに通すこと
で有害物質を減少させている。このときに起こる反応の一つに，以下の反応がある。
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+ N（気）2CO（気）+ 2NO（気）→ 2CO（気）
2
2


１

この反応では一酸化炭素が酸化され，一酸化窒素が還元されている。一酸化炭素の燃焼熱が 283 kJ/mol，一酸化窒素の生成熱が－90 kJ/mol であるとき，反応式１で表される反応の反応熱は

ケ

kJ である。

問 1

空欄

ア

～

ウ

にあてはまる語句を答えなさい。

問 2

空欄

エ

，

カ

にあてはまる数値を答えなさい。

問 3

空欄

オ

，

キ

にあてはまる文字式を答えなさい。

問 4

ケイ素同位体 28 Si のみでできた結晶の単位格子の体積は 1. 6 × 10- 22 cm 3 である。この結晶 1 kg の体積を有効数字 2 桁で算出しなさい。なお，28 Si の質
量は 1 mol あたり 28 g とし，アボガドロ定数 6. 0 × 10 23/mol を用いなさい。
計算の過程も書きなさい。

問 ₅

空欄

ク

にあてはまる語句を答えなさい。また，

ク

が変化さ

せるものを次のＡ ～
Ｅからすべて選んで記号で答えなさい。

Ａ

反応経路


Ｂ

反応熱


Ｄ

反応速度


Ｅ

平衡定数

問 6

空欄

ケ


Ｃ

活性化エネルギーにあてはまる数値を答えなさい。

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Ⅱ 次の文章を読んで，問 1 ～ 3 に答えなさい。（配点 19 点）
リンには，代表的な 2 種類の

アが存在する。分子式が P 4 と示される黄リン（白リン）は，淡黄色のろう状の固体で反応性に富み，空気中では自然発火するため，通常はイ

中に保存する。一方，

ウ

は赤褐色の粉末であり，多数のリン原子が共有結合した構造を持ち，黄リンに比べて反応性が乏しい。リン
を空気中で燃焼させると，が生成する。この粉末に水を加えて加熱する

エ

と，リン酸
（H 3 PO 4 ）が得られる。リン酸は水中において 3 段階で電離する。その電離平衡および電離定数は，以下のように表される。

H 3 PO 4 ⇄ H+ + H 2 PO 4 -


１

K1 =

［H+］
［H 2 PO 4 -］［H 3 PO 4 ］


２

H 2 PO 4 - ⇄ H+ + HPO 42 -


３

K2 =

［H+］
［HPO 42 -］［H 2 PO 4 -］

４

HPO 42 - ⇄ H+ + PO 43 -


５

K3 =

［H+］
［PO 43 -］［HPO 42 -］
６

0. 10 mol/L の リ ン 酸 10 mL を 純 水 で 100 mL に 希 釈 し た。 こ の 溶 液 を（NaOH）水溶液で滴定する実験を行った。この時の0. 10 mol/L 水酸化ナトリウム滴定曲線を下図に示した。

第 2 中和点
第 1 中和点

pH

Y

X

0

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リン酸水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を滴下していくと，図のように急激に（点 X）が見られる。点 X における 0. 10 mol/L 水酸化ナ
pH が上昇する第 1 中和点
トリウム水溶液の滴下量は，

A

mL である。点 X においては，以下の
７式で示される平衡反応が生じ，［H 3 PO 4 ］＝［HPO 42 -］となる。
７2H 2 PO 4 - ⇄ H 3 PO 4 + HPO 42 -したがって，
２式と
４式より，

K1 K2 =

22
［H+］
［HPO
］
4
2
=［H+］
［H 3 PO 4 ］という関係が成り立つ。よって，点 X における pH は
0. 10 mol/L 水酸化ナトリウム水溶液をさらに

C

B


８

と計算される。

mL 滴下すると，第 2 中

和点（点 Y）が見られる。点 Y における pH は，第 1 中和点と同様に求めると 9. 6となる。点 X は，指示薬として｛フェノールフタレイン・メチルオレンジ｝を用ａ

い，｛赤・青・緑・黄・無｝色から｛赤・青・緑・黄・無｝色への変色を確認すること

ｂ

ｃ


によって判定できる。

0. 10 mol/L のリン酸水素二ナトリウム（Na 2 HPO 4 ）水溶液 10 mL と 0. 10 mol/Lのリン酸二水素ナトリウム（NaH 2 PO 4 ）水溶液 10 mL を混合し，純水で 100 mL に希釈して溶液 1 を作製した。溶液 1 において，ナトリウム塩は完全に電離し，
３式の平衡のみが起こるとすると，pH は
４式よりDと計算される。ここで

は，
１式と
５式の平衡および水の電離が無視できると考える。
100 mL の溶液 1 に 1. 0 mol/L の塩酸（HCl）を 0. 20 mL 添加し，溶液 2 を作製した。添加する塩酸の体積は少量であるので，溶液 2 の体積は 100 mL に近似できるとする。塩酸の添加により，以下に示した
９式の反応が進むとすると，溶液 2 におけるリン酸水素イオン（HPO 42 -）の濃度はの濃度はン（H 2 PO 4 -）F

E

mol/L に，リン酸二水素イオ

mol/L になる。

HPO 42 - + HCl → H 2 PO 4 - + Cl-


９

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したがって，溶液 2 における pH は，
４式により

G

と計算される。このように，溶液 1 は，少量の塩酸を添加しても pH はあまり変化せず，pH をほぼ一定に保つ緩衝液として使用できる。

問 1

空欄
エ

問 2

空欄

ア

～

ウ

にあてはまる語句を答えなさい。また，空欄にあてはまる化学式を答えなさい。

A

～

G

にあてはまる数値を有効数字 2 桁で答えなさい。
ただし，K 1 = 7. 1 × 10-3 mol/L，log 10 K 1 = -2. 1，K 2 = 6. 3 × 10-8 mol/L，
log 10 K 2 = -7. 2，K 3 = 4. ₅ × 10- 13 mol/L，log 10 K 3 = -12 を用いなさい。
計算に必要であれば，log 10（ a × b ）= log 10 a + log 10 b，log 10 a n = n log 10 a の関係式，および log 10 2. 0 = 0. 30，log 10 3. 0 = 0. 48 の値を用いなさい。

問 3ａ～
ｃにあてはまる語句を，｛下線部

｝の中からそれぞれ 1 つずつ選んで答えなさい。

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ａ～
ｉを読んで，問 1 ～ ₅ に答えなさい。なお，構造式は下記の例にⅢ 以下の文章
ならって書きなさい。
（配点 19 点）［構造式の記入例（＊印は不斉炭素原子を示す。）］
O

CH 3
C

HO

CH 2

CH
*

H
C

C
N

CH 3
H

F

O

CH 3

C
O

ａ
 化合物 A（分子式 C 9 H 12 O）はベンゼン環をもつ化合物であり，2 種類の構造異性体が存在する。

 化合物 A に濃硫酸を加えて加熱すると化合物 B が得られ，化合物 B（1 分子）ｂに水素（1 分子）を付加させると化合物 C（1 分子）が得られた。化合物 C はベンゼ
ンとプロペンから合成することもできる。

ｃと反応させると，化合物 D と化合物 E が生成した。
 化合物 B をオゾン（O 3 ） 化合物 D の水酸化ナトリウム水溶液に対してヨウ素を加えたところ，化合物 Fｄのナトリウム塩および特有の臭気をもつ黄色の沈殿が生成した。化合物 F はトアルエンを過マンガン酸カリウム水溶液中で加熱しても合成できる。

ｅ 化合物 E をアンモニア性硝酸銀水溶液へ加えたところ銀鏡反応が観察され，さらに酸化するとギ酸が得られた。

 化合物 C を酸素で酸化したのち，硫酸で分解すると化合物 G と化合物 H が生ｆ成した。

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9:10:01

ｇ
 化合物 G と塩化ベンゼンジアゾニウムを反応させると赤橙色の化合物が生成
イ


した。

 化合物 G に臭素水を十分に加えると，化合物 I の白色沈殿が生じた。
ｈ
 化合物 H は化合物 J の熱分解（乾留）によって合成することもできる。
ｉ

問 1

ア の化合物名と分子式を書きなさい。
下線部

問 2

化合物 C と化合物 J の化合物名を書きなさい。

問 3

化合物 D と化合物 I の構造式を書きなさい。

問 4

イ の化合物名と，この化合物が生成する反応名を書きなさい。
下線部

問 ₅

化合物 A の 2 種類の構造異性体の構造式をそれぞれ書きなさい。不斉炭素原子が含まれている場合には，その炭素原子に＊印を付けなさい。

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9:10:01

Ⅳ 次の文章を読んで，問 1 ～ 6 に答えなさい。（配点 19 点）
ニワトリ卵白に含まれる卵白タンパク質の ₅0% 以上は，オボアルブミンという複合タンパク質であり，栄養学的にアミノ酸供給源として重要な役割を果たしている。この卵白に約 ₅ 倍量の水を加えて親水コロイドとし，少量の塩化ナトリウムをａ加えた。得られた水溶液（A 液とする）を試験管に 3 mL 取り，6 mol/L の水酸化ナ
トリウム水溶液を 1 mL 加えて振り混ぜ，さらに，0. 0₅ mol/L のある水溶液を
2 ～ 3 滴加えたところ，赤紫色になった。これを
イ

個以上の

ウ

ア


ｂ

反応といい，一般的に，結合を有するペプチドの検出に用いられる。一方，別の試験管に A 液を 3 mL 取り，濃硝酸を数滴加えて加熱し，冷却後，6 mol/L のアンモニア水を加えると橙黄色を呈した。これを

エ反応という。この呈色は，卵白タンパク質の構成アミノ酸のうち，特定のアミノ酸の側鎖が，ｃオ化されることによって生じる。さらに，卵白タンパク質を精製して得られたオボア
ルブミンを酸性水溶液に溶解後，加熱したところ，沈殿が生じた。この沈殿をろ過ｄ

し，ろ液にフェーリング液を加えて加熱したところ，赤色沈殿が生じた。
ｅ


問 1

空欄

問 2

ａの操作のかわりに，多量の塩化ナトリウムを加える操作を行うと，
下線部

ア

～

オ

にあてはまる語句もしくは数字を答えなさい。

この親水コロイドのコロイド粒子はどうなるか答えなさい。

問 3

下線部
ｂの水溶液中に含まれる金属イオンをイオン式で答えなさい。

問 4ｃのアミノ酸の中の一つは，炭素，水素，酸素，窒素のみからなり，
下線部
1 分子中に ︲NH 2 を 1 個含んでいた。このアミノ酸の元素分析の結果は，炭素₅9. 7%，水素 6. 1%，窒素 7. 7%（質量%）であった。このアミノ酸の組成式を答えなさい。

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9:10:01

問 ₅

下線部
ｄの現象を何というか答えなさい。また，この現象が生じた理由を

20 字以内で説明しなさい。ただし，句読点も字数に含まれるものとする。

問 6ｅから，ある官能基の存在がわかった。この官能基の存在から，オボ
下線部
アルブミンには糖類が含まれていることが推察される。この官能基名を日本語

ｅの赤色沈殿の化学式を答えなさい。
で答えなさい。また，下線部

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9:10:01生

物

Ⅰ 次の文章を読んで，問 1 ～ 6 に答えなさい。（配点 19 点）
ヒト血液中の血糖濃度が上昇すると，視床下部の血糖調節中枢がそれを感知する。その刺激は，副交感神経を介して，すい臓のランゲルハンス島のアに伝えられる。それとともに，高血糖の血液は直接ランゲルハンス島のアを刺激し，そこからインスリンが分泌される。インスリンは血流に乗って運ばれ，肝臓や筋肉などの標的細胞でのグルコースの取り込みを高める。
血糖濃度の低下も，視床下部の血糖調節中枢によって感知される。その刺激は交感 神 経 や 脳 下 垂 体 に 伝 わ り， 副 腎 髄 質 か ら は

イが， 副 腎 皮 質 か ら はウが，それぞれ分泌される。また，低血糖の血液はランゲルハンス島のエを 刺 激 し て， そ こ か ら はオは肝臓などの細胞に働きかけ，グリコーゲンの分解を促進させる。一

方，

ウ

は，

カ

オ

が 分 泌 さ れ る。

イやからのグルコース生成反応を促進する。

このように，視床下部からの情報が伝わると血糖値が変化し，その変化を視床下部が感じ取って再び調節が行われる。このような調節の仕組みは一般にフィードＡ

バック調節とよばれる。

Ｂ

ある種のホルモンは，細胞膜に存在する受容体に結合すると，細胞内の小胞の移動をひきおこす。その後，小胞の生体膜は細胞膜と融合する。これにより小胞に存在していた膜タンパク質は細胞膜に移動し，細胞膜の機能が変化する。インスリンもその一例である。図 1 に示すように，インスリンが標的細胞の細胞膜に存在するインスリン受容体に結合すると，細胞内におけるシグナル伝達により，普段は小胞Ｃの生体膜に存在している GLUT4 という名称のグルコース輸送体が細胞膜へと移動する。これによってグルコースの細胞内への取り込みがすばやく増加し，血糖値が低下する。

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9:21:50

GLUT4インスリン受容体
インスリン

グルコース

シグナル伝達

標的細胞

ゴルジ体

図1
問 1

空欄

問 2

下線部
Ａ について，生物における血糖値調節以外のフィードバック調節の例

ア

～

カ

にあてはまる最も適切な語句を答えなさい。

を一つあげ，それがどのように行われているかを 70 字以内で説明しなさい。
ただし，句読点も字数に含める。

問 3

下線部
Ｂのような作用を示す，インスリン以外のホルモンの例をあげなさい。また，そのホルモンの作用について，どのような膜タンパク質が細胞膜に移動し，その結果どのような細胞機能が調節されているのかを 80 字以内で説明しなさい。ただし，句読点も字数に含める。

問 4

下線部
Ｃ のような小胞と細胞膜との融合現象は，細胞外に物質を分泌する際にも認められる。この現象を何というか，答えなさい。また，反対に細胞膜が陥入して細胞内に物質を取り込むこともある。この現象を何というか，答えな
さい。

― 16 ―

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16

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9:21:50

問 5

GLUT4 などの膜タンパク質は，ゴルジ体から小胞を介して細胞膜に移動する。このようなタンパク質はどこで合成されるか。正しいものをア～エから一つ選び，その記号を答えなさい。
核イミトコンドリアウ

遊離したリボソーム

エ

粗面小胞体に付着したリボソーム

問 6

ア

ゴルジ体から生じる小胞は，細胞膜に移動するもの以外に，ある細胞小器官を形成することもある。その細胞小器官の名称を答えなさい。

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9:21:50

Ⅱ 次の文章を読んで，問 1 ～ 5 に答えなさい。（配点 19 点）
我々の生命活動は，植物の光合成による有機物の生産によって支えられている。
光合成反応は，葉緑体内の変換する段階と，イアで行われる光エネルギーを化学エネルギーにで行われる化学エネルギーを利用して無機物である

CO 2 と水から有機物を合成する段階に分けることができる。植物の成長と光合成量の間には密接な関係があることから，農作物の生産性を評価する目的で，光合成速度の測定が行われている。主な光合成速度の測定方法としては，葉におけるCO 2 ま た は O 2 の ガ ス 交 換 速 度 を 測 定 す る 方 法 や， 主 要 な 光 合 成 色 素 で あ るウが吸収した光エネルギーから生じる蛍光を測定する方法などがある。

［実験 1 ］
植物の光合成速度を CO 2 濃度から推定する実験を行った。CO 2 は赤外線を吸収する性質があることから，空気中の CO 2 濃度は赤外線ガス分析計を用いて測定することができる。図 1 のように葉を植物から切り離さずに，葉の部分のみを透明な箱（同化箱）に入れ，給気口と排気口を設置し，空気（0. 04% 二酸化炭素，21% 酸
素，残りは窒素）を一定の流速で給気口から通気させた。同化箱の中にファンを設置して同化箱内の空気を十分に撹拌し，給気口と排気口を通る空気の CO 2 濃度を測定した。なお，これらの通気口以外からの空気の出入りは無いものとする。

赤外線
ガス分析計

赤外線
ガス分析計
排気口

給気口

空気

光

同化箱

図1
― 18 ―

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18

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問 1

空欄

ア

～

ウ

にあてはまる最も適切な語句を答えなさい。

問 2 実験 1 では，まず暗条件に十分な時間，同化箱をおいてから，給気口と排気口の CO 2 濃度を一定時間測定した。その後，光合成を行うのに十分な光を照射し，光照射直後から同様に CO 2 濃度を一定時間測定した。暗条件と光照射後の排気口の CO 2 濃度の変化を表すグラフを（ア）～（カ）より，それぞれ選びな
さい。

（ア）

高
CO 2 濃度低CO 2 濃度

高

（ウ）

低

低

CO 2 濃度

高

（イ）

時間

時間

時間

CO 2 濃度低CO 2 濃度低低CO 2 濃度

高

（カ）

高

（オ）

高

（エ）

時間

時間

時間

点線：給気口の CO 2 濃度
実線：排気口の CO 2 濃度
問 3

暗条件での給気口と排気口の CO 2 濃度の差が 0. 00024%，光照射を開始してから光合成速度が十分に安定した後の給気口と排気口の CO 2 濃度の差が0. 00200% であった。同化箱を通過する空気の流速が 100 L/1 時間，葉面積が20 cm 2 であった場合の葉面積当たりの光合成速度（単位は mg CO 2/100 cm2 葉
面積/1 時間）を計算しなさい。なお，給気口と排気口の空気の流速は同じ，明条件と暗条件で呼吸速度は同じと仮定する。また，CO 2 の分子量は 44，気体の体積は 0 ℃，1 気圧として計算し，光合成速度の数値は四捨五入して小数点以下 1 桁まで答えなさい。
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問 4

植物が光合成を行うには赤色光のみで十分である。しかし，赤色光に青色光を少し加えると，ある光受容体タンパク質の働きが高まり，光合成による
CO 2 固定が促進されることがわかっている。この光受容体タンパク質の名称を答えなさい。また，この光受容体タンパク質が CO 2 固定を促進する作用について 15 字以内で説明しなさい。ただし，句読点も字数に含める。

［実験 2 ］
葉内における光合成速度の限定要因を明らかにするために，光合成に関係するタ
ンパク質を特異的に発現抑制した遺伝子組換えタバコを作成した。特異的な発現抑制には，対象遺伝子のアンチセンス RNA を発現させるアンチセンス法を用いた。
これにより様々なレベルで対象タンパク質の発現が抑制された複数の遺伝子組換え
タバコを作成し，実験 1 の方法で光合成速度を測定した。
問 5

図 2 のグラフはカルビン・ベンソン回路のリブロース 1,5 ︲ビスリン酸カル

ボキシラーゼ/オキシゲナーゼ（ルビスコ）とグリセルアルデヒド︲ 3 ︲リン酸デ
ヒドロゲナーゼ（GAPDH）について，それぞれの酵素量をアンチセンス法により特異的に減少させた遺伝子組換えタバコの光合成速度の測定結果である。この結果から判断して，遺伝子組換えをしていない通常のタバコでは，ルビスコと GAPDH のどちらが光合成の主要な限定要因となっていると考えられる

光合成速度（mg CO 2/100 cm 2/1 時間）

光合成速度（mg CO 2/100 cm 2/1 時間）

か，理由も含めて 80 字以内で述べなさい。ただし，句読点も字数に含める。
ルビスコ

30
20
10
0

GAPDH

30
20
10
0

0

50
100
酵素発現量（％）

050100
酵素発現量（％）○●

遺伝子組換えをしていないタバコ
アンチセンス遺伝子組換えタバコ
図2― 20 ―

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Ⅲ 次の文章を読んで，問 1 ～ 5 に答えなさい。（配点 19 点）
地球上には，形も大きさも多様な生物が生息しており，それぞれに名前がつけられている。生物の最も基本的な分類の単位は種である。種より高次の分類には，似ている生物群を集めてより上位の分類群としてまとめる階層的分類法が用いられＡる。

様々な生きものが存在していることを指す生物多様性は種の多様性だけでなく，生態系の多様性，遺伝的多様性を含む 3 つの段階の多様性に分けて考えられる。生態系の多様性とは，例えば森，草原，河川，水田などのように様々な種類の生態系が存在することである。ある生物が占める空間や食物連鎖上の位置などの生態的な
位置づけを

ア

というが，多様な生態系は多様な

アを生み，多くの種が共存できるようになる。また，繁殖や成長などの生活史における各段階においＢて複数の生態系を利用する種にとっては，それらの複数の生態系が隣接していることが重要となる。遺伝的多様性は，種内の遺伝的な多型の豊富さを示しており，遺Ｃ

伝的多様性の減少は環境変動や感染症等による絶滅リスクを高めると考えられる。
生物多様性を生み出す原動力となるのは遺伝子の突然変異によってもたらされる生物の進化である。多細胞生物の場合，突然変異はおこるが，そのうち

ウ

イ

でも

ウ

でも

でおきた変異は次世代に伝わる可能性がある。突然

変異によって個体の生存や繁殖にとって有利な形質を獲得した個体は，そうでない個体より多くの子孫を残すことができる。このような過程を経て有利な形質を持つ個体が集団内に増加し，不利な形質を持つ個体が減少することをぶ。一方，生存や繁殖にとって有利でも不利でもない遺伝的変異が

と呼

エ
オ

に

よって偶然集団内に固定されることがある。このような中立的な変異も進化の重要な要因とされる。
近年，生物多様性は様々な要因によって減少している。特に，開発などによる生息地の分断と縮小，そして外来生物の侵入による影響が大きいとされる。これらの
Ｄ原因で個体群の縮小や遺伝的多様性の減少がおこると，個体群の絶滅リスクが高くなる。

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9:21:50

問 1

空欄

問 2

下線部
Ａ について，より上位の分類階級から下位の分類階級の順に並んでい

ア

～

オ

にあてはまる最も適切な語句を答えなさい。

るものは以下の①～⑥のどれか，選びなさい。

問 3①

科―目―属―種②

科―属―目―種③

目―科―属―種④

目―属―科―種⑤

属―科―目―種⑥

属―目―科―種下線部
Ｂについて，複数の生態系を利用する生物の例をあげ，その生物がどのような生態系をどのように利用するか 50 字以内で説明しなさい。ただし，句読点も字数に含める。

問 4

下線部
Ｃ について，近年の研究によって，ヒトの Y 染色体の遺伝的多様性

は約 4,000 ～ 8,000 年前に大きく減少したと考えられている。一方，同時期にヒトのミトコンドリア DNA の遺伝的多様性は大きな変化を示していないとされている。このような遺伝的多様性が Y 染色体では減少しミトコンドリア
DNA では減少しないという現象はどのような場合におこりえるのか，80 字以
内で説明しなさい。ただし，句読点も字数に含める。

問 5

下線部
Ｄについて，日本の「特定外来生物による生態系等に係る被害の防止に関する法律」（外来生物法）によって特定外来生物に指定されている外来生物
を 1 つあげなさい。

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9:21:51

Ⅳ 次の文章を読んで，問 1 ～ 4 に答えなさい。（配点 18 点）
優性と劣性の 2 つの対立遺伝子があるとき，このヘテロ接合体同士を交配すると，得られる 3 つの遺伝子型は，優性ホモ接合とヘテロ接合と劣性ホモ接合が1：2：1 の比で出現するのが一般的である。この分離比は，ヘテロ接合体において2 つの対立遺伝子が配偶子へ均等に分配され，いずれの対立遺伝子を持った配偶子も同じ効率で受精卵の形成にあずかることが前提となっている。そしてこの前提が成り立つことは，ヘテロ接合体に劣性ホモ接合体を交配するた子世代で，ヘテロ接合と劣性ホモ接合が

イ

ア

交雑を行っ

に分離することにより確認できる。しかし，この前提が成り立たない場合，子世代での分離比は 1：2：1 からゆがむことになる。
ある被子植物に，独立した遺伝子座ⅠおよびⅡがあり，それぞれ優性 A および
劣性 a，優性 B および劣性 b の各対立遺伝子が存在している。遺伝子座ⅠとⅡは別の染色体上にあり，お互い相手の形質には影響を与えない。ヘテロ接合体を自家受精したところ，遺伝子座ⅠでもⅡでも，子世代での優性ホモ接合とヘテロ接合と劣性ホモ接合の分離比が 1：2：1 にならなかった。そこで以下に示すような交雑実験を行って，それぞれの対立遺伝子が雌性あるいは雄性配偶子を通して受精卵へどのように伝達されるか調査した。

・実験結果
１ 遺伝子座Ⅰのヘテロ接合体に，AA 個体の花粉を受粉させたところ
AA と Aa の子が，また aa 個体の花粉を受粉させたところ Aa と aa の子が，いずれも 1：1 に分離した。すなわち，遺伝子座Ⅰのヘテロ接合体の雌性側からは，A の配偶子と a の配偶子が等しく後代に伝えられた。
・実験結果
２ 遺伝子座Ⅰのヘテロ接合体の花粉を，AA 個体に受粉させたところ
AA と Aa の子が，また aa 個体に受粉させたところ Aa と aa の子が，いずれも
2：1 に分離した。すなわち，遺伝子座Ⅰのヘテロ接合体の花粉側からは，A の配偶子の方が a の配偶子の 2 倍の頻度で後代に伝えられた。
・実験結果
３ 遺伝子座Ⅱのヘテロ接合体に，BB 個体の花粉を受粉させたところ
BB と Bb の子が，また bb 個体の花粉を受粉させたところ Bb と bb の子が，い― 23 ―

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9:21:51ずれも 4：1 に分離した。すなわち，遺伝子座Ⅱのヘテロ接合体の雌性側からは，B の配偶子の方が b の配偶子の 4 倍の頻度で後代に伝えられた。
・実験結果
４ 遺伝子座Ⅱのヘテロ接合体の花粉を，BB 個体に受粉させたところ
BB と Bb の子が，また bb 個体に受粉させたところ Bb と bb の子が，いずれも
2：1 に分離した。すなわち，遺伝子座Ⅱのヘテロ接合体の花粉側からは，B の配偶子の方が b の配偶子の 2 倍の頻度で後代に伝えられた。

問 1

空欄

ア

にあてはまる最も適切な語句と，空欄

イ

に入る分離

比を答えなさい。

問 2

実験結果
１と
２をふまえて，遺伝子座Ⅰのヘテロ接合体を自家受精したときの，遺伝子型が AA と Aa と aa である子の分離比を答えなさい。

問 3

実験結果
３と
４をふまえて，遺伝子座Ⅱのヘテロ接合体を自家受精したときの，遺伝子型が BB と Bb と bb である子の分離比を答えなさい。

問 4遺伝子座Ⅰと遺伝子座Ⅱ両方のヘテロ接合体を自家受精したとき，どのような遺伝子型の子が出現するか，その分離比とともに答えなさい。

― 24 ―

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9:21:51地学

Ⅰ 地震とマグマ生成に関する次の問 ₁ ～ ₄ に答えなさい。（配点 25 点）
問 ₁

P 波速度を VP ，S 波速度を VS ，初期微動継続時間を T とする。この場

合，これらを用いて震源距離 D を表す式を求めなさい。導出過程も示すこと。

問 2

ある地震について，初期微動継続時間から震源距離が求められたとする。この場合，この地震の震源と震央の位置を決める方法を説明しなさい。必要であれば図を使ってもよい。

問 ₃

図 ₁ は，かんらん岩の融解曲線を示している。マントルの大部分は固体でありマグマは生成していない。マグマが生成していない場合の地下の温度分布を，答案用紙の図上に描きなさい。また，そのように描いた根拠を述べなさい。

問 ₄

問 ₃ のかんらん岩の融解曲線と地下の温度分布の図を参考にして，プレートの拡大境界である中央海嶺では，どのようにマグマが生成するのかを説明しな
さい。

かんらん岩
の融解曲線
温度
圧力
図₁
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25

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9:14:41

Ⅱ 次の文章を読んで，問 ₁ ～ ₄ に答えなさい。（配点 25 点）
図 ₁ は，地球の大気の圧力と温度の高度変化を表す。地球の大気は，圧力が高度とともに単調減少するのに対して，温度は高度によって変化の様子が異なる。大気Ａの圧力は，その高度よりも上空にある大気の質量と関係がある。地球の大気は，温度の変化に基づいて高度領域に名称がつけられており，図 ₁ に示すように地表から上 空 に 向 か っ て 順 に， 対 流 圏，
と

ア

イ

，

ア

の境界は

ウ

イ

と 呼 ば れ る。 ま た，と呼ばれる。

対流圏では，平均的には高度とともに温度が低下する。高度に対する温度の低下
率を気温減率と呼び，対流圏では平均的には高度 ₁₀₀ m につき約 ₀. 65 ℃である。
この気温減率は，乾燥断熱減率よりも小さく，湿潤断熱減率よりも大きい。一方，
Ｂ

対流圏においても，早朝の地表付近では，高度とともに温度が上昇するような層が形成されることもある。このような層を

エ

と呼ぶ。

8₀

高度（km） 圧力（hPa）

7₀

イ

高度（km）

6₀
ウ

5₀
₄₀

ア

₃₀
2₀
₁₀
₀

対流圏
­6₀

­₃₀

₀

₃₀

温度
（℃）

6₀

₀

5₀₀ ₁₀₀₀圧力（hPa）

図₁

₃₀. ₀

₁2. 2

2₀. ₀

56. 5

₁₀. ₀

286

5. ₀

55₉

₄. ₀

6₃₃

₃. ₀

7₁5

2. ₀

8₀5

₁. ₀

₉₀₄

₀. ₀

₁₀₁₃

表 ₁. 大気の圧力の高度分布
問 ₁

空欄

ア

～

エ

にあてはまる最も適切な語句を答えなさい。
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26

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9:14:42

問 2

表 ₁ は，図 ₁ に表した圧力の高度変化の数値を示す。下線部
Ａ に関して，高度 5. ₀ km から ₁₀. ₀ km までの大気の表面積 ₁. ₀ m 2 あたりの質量を，表 ₁ を利用して有効数字 2 桁で求めなさい。導出過程も示すこと。なお，重力加速度
を ₉. 8 m/s 2 とすること。
問 ₃

下線部
Ｂ について，以下の
１，
２に答えなさい。

 乾燥断熱減率の意味を説明しなさい。
１
 晴れた日に，地表付近の気温減率が乾燥断熱減率より大きくなることがあ２
る。このとき，大気の状態が絶対不安定である理由を答えなさい。

問 ₄

対流圏における温度の高度変化は，大気に含まれる水の状態変化の影響を受ける。いま，地表にある，温度が 27. ₀ ℃ で露点が ₁5. ₀ ℃の空気塊を高度
₃. ₀ km まで断熱的に持ち上げたとする。このとき，高度 ₃. ₀ km において空気塊の体積のうち水蒸気が占める割合は何 % であるか，有効数字 2 桁で答えなさい。導出過程も示すこと。なお，乾燥断熱減率と湿潤断熱減率を ₁₀₀ m
あたりそれぞれ ₁. ₀ ℃，₀. 5₀ ℃とし，計算には表 ₁ および表 2 を利用しなさ
い。
飽和
温度
蒸気圧
（℃）
（hPa）

飽和
温度
蒸気圧
（℃）
（hPa）

飽和
温度
蒸気圧
（℃）
（hPa）

飽和
温度
蒸気圧
（℃）
（hPa）

₀. ₀

6. ₁

7. ₀

₁₀. ₀

₁₄. ₀

₁6. ₀

2₁. ₀

2₄. ₉

₁. ₀

6. 6

8. ₀

₁₀. 7

₁5. ₀

₁7. ₁

22. ₀

26. 5

2. ₀

7. ₁

₉. ₀

₁₁. 5

₁6. ₀

₁8. 2

2₃. ₀

28. ₁

₃. ₀

7. 6

₁₀. ₀

₁2. ₃

₁7. ₀

₁₉. ₄

2₄. ₀

2₉. ₉

₄. ₀

8. ₁

₁₁. ₀

₁₃. ₁

₁8. ₀

2₀. 7

25. ₀

₃₁. 7

5. ₀

8. 7

₁2. ₀

₁₄. ₀

₁₉. ₀

22. ₀

26. ₀

₃₃. 6

6. ₀

₉. ₄

₁₃. ₀

₁5. ₀

2₀. ₀

2₃. ₄

27. ₀

₃5. 7

表 2. 水の飽和蒸気圧― 27 ―

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9:14:42

Ⅲ 以下の問 ₁ ，2 に答えなさい。（配点 25 点）
問 ₁

恒星を特徴づける量のうち，次の (Ａ) ～ (Ｃ) を観測により推定する方法を考える。

（Ａ） 恒星までの距離（Ｂ） 恒星の絶対等級（Ｃ） 恒星の表面温度

このとき，
（Ａ）
～
（Ｃ）
のそれぞれについて，推定に必要な観測量と，推定する方法を答えなさい。推定に必要な観測量として，複数の観測量を用いてもよ
く，上記の
（Ａ）
～（Ｃ）
を用いてもよい。ただし，（Ａ）を推定するときに，（Ａ）
そのものを推定に必要な観測量として用いることはできない。（Ｂ）と（Ｃ）についても同様である。

問 2

金星と火星のそれぞれが地球と会合する周期を用いて，金星と火星の軌道半径の比を求めることを考える。これに関して，以下の
１～
３に答えなさい。ただし，これら ₃ つの惑星の公転軌道は同一平面上の円軌道とする。導出過程も示すこと。

 金星と地球の会合周期が ₁. 6₀ 年であることを用いて，金星の公転周期を１
有効数字 2 桁で求めなさい。
 火星と地球の会合周期が 2. ₁₄ 年であることを用いて，火星の公転周期を２
有効数字 2 桁で求めなさい。
 金星と火星の軌道半径をそれぞれ aV，aM とし，公転周期をそれぞれ
３
TV，TM とする。このとき，aM/aV を TV と TM を用いて表しなさい。

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9:14:42（平３１前）問 題 訂 正理科（化学）
訂正箇所 ７ページ 大問Ⅰ 問４ 上から２行目
誤

この結晶 1 kg の…

正

この結晶 1.0 kg の…

訂正箇所 ９ページ 大問Ⅱ 問題文 文末誤…

Ｆ

mol/L になる。

正

…

Ｆ

mol/L になる。ここでは，(9)式の反応で生じたリン酸二水素イオンの解離は無視してよい。