東京都立大学　R5　理系前期　生物　3⃣　問4　(1) 3⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   海は地球の表面の７１％を占めており、そこには、サンゴ礁や深海といったい ^(ⅰ) ろいろな生態系が存在する。南シナ海などの暖かい海には、イソギンチャクの触 手の中に隠れて暮らすクマノミ類とよばれる魚の仲間がいる。このクマノミ類の ^(ⅱ) 1種(以下クマノミとよぶ)は、図7に示すような白と黒の横縞(よこじま)模様を もつ。一方、、他の魚では、図8に示すような白と黒の縦縞(たてじま)模様をもつ 種もいる。クマノミは、一つのイソギンチャクの中で、１個体のオスと１個体の メスがペアとなって暮らし、そのイソギンチャクの周りをなわばりとして防衛す ^(ⅲ) る。しかし、どのようななわばり防衛行動をとるかは分かっていない。繁殖期に は、イソギンチャクの付着する岩の表面に卵をまとめて産み付ける。 ^(ⅳ) 問4　下線部(ⅳ)に関して、[実験5]を行った。その結果に基づいて、以下の問い に答えなさい。   [実験5]クマノミは性転換を行うことが知られている。そこで、飼育下で孵 化した未成熟個体にホルモン処理を行って、人工的にオスとした個体の みを飼育する水槽と、メスとした個体のみを飼育する水槽を用意した。 オス・メスとも、体長(口先から尾びれの付け根までの長さ)が3ｃｍに なると成熟して繁殖可能となり、６年間生きて体調15ｃｍまで成長し た。成長速度だけでなく生存率にもオス・メスで差はなかった。 次に飼育開始年の異なる水槽から無作為にオス１個体とメス１個体 を選び、そのペアをイソギンチャクの入った水槽に移して飼育すると産 卵した。表5は、そのようにして飼育した１０ペアそれぞれのオスとメ スの体長および産卵数を示す。さらに、表5の結果をオスとメスごとに グラフに表したものが図11である。オスは多量の精子を放出するため、 たとえ小型のオスでも、メスの産んだ卵をすべて受精させることができ る。つまり、卵の受精率は常に100％であった。図11に左にしめすよう に、オスの受精卵数はそのペアであるメスの卵数に依存するが、オスの 体長によって受精卵数が増加したり、減少したりする傾向はなく、オス は体長の違いにかかわらず平均すると260個の卵を受精させることがわ かった。   (1)  図11の右のグラフは、メスの体長とそのメスが産み付けた卵数の関係 を示す。このクマノミではどのような関係になっているか、A～Cの中か ら一つ選び、記号で答えなさい。

東京都立大学　R5　理系前期　生物　2⃣　問1 2⃣次の文章を読み、以下の問1～問5に答えなさい。   食虫植物Aはオーストラリア南部に自生する植物である。この食虫植物には光 合成を行う光合成葉、虫を捕らえる捕虫葉、どちらの機能も持たない変形葉の3 種類の葉が存在する。表1は、実験室内でこの植物を種子から4つの条件で栽培 したときの、3種類の葉の割合を示したものである。   表1　4つの栽培条件における光合成葉、捕虫葉、変形葉の割合(%)

東京都立大学　R5　理系前期　生物　1⃣　問3 1⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   陸上植物は一度土に根を張ると、そこから移動することはできないため、外界 の環境情報を受容し、それに合わせて自身の遺伝子発現や生理活性などを変化さ せることによって、環境変化に柔軟に応答している。さまざまな環境応答機構の 中でも、光合成生物は光をエネルギーとして利用しているために、高度な光感知 機構を備えている。陸上植物は赤色光を感知するフィトクロムと青色光を感知す                               ^(ⅰ) るフォトトロピンやクリプトクロムを介して、多様な光応答反応を行っている。 フォトトロピンと呼ばれるたんぱく質は、色素としてフラビンを結合しており、 青色光を感知することによって、光屈性、気孔の開口、葉緑体光定位運動などの                                                                    ^{(ⅱ)            (ⅲ)} さまざまな光応答現象に関わっている。孔辺細胞では、青色光を感知したフォト トロピンがタンパク質のリン酸化を介して光情報を伝達する。その後、孔辺細胞 に存在するプロトン輸送体の活性が上昇するとともに、水分子が孔辺細胞に流入 し、水の膨圧によって気孔が開く。   問3　葉への二酸化炭素の取り込み速度は、葉のさまざまな細胞の働きによって 変化し、その速度を低下させる要因を律速要因という。気孔の開口度低下も 二酸化炭素取り込み速度の律速要因の一つである。二酸化炭素は葉緑体で固 定されることから、図1に示すように、気孔から葉肉に流入した二酸化炭素 は、葉緑体内に到達するまでに細胞間隙と細胞内を拡散する必要がある(図 1の実線と点線の矢印はそれぞれ細胞間隙と細胞内の拡散経路を表してい る)。そのため、これらの拡散経路の距離が律速要因となると考えられる。 そこで、葉肉において、二酸化炭素取り込みの律速要因が、細胞間隙の拡散 距離なのか、細胞内の拡散距離なのか、あるいはその両方なのか検討する ために、葉肉における細胞間隙の体積の割合(細胞間隙の拡散距離に対応す る)と、葉肉の細胞内の葉緑体のうちで細胞膜に接している葉緑体の割合を それぞれ測定し、二酸化炭素の取り込み速度との関係を調べた結果、図2の ようなグラフが得られた。

図2　葉の内部の構造と二酸化炭素取り込み速度との関係

A.葉肉における細胞間隙の体積の割合と葉緑体の二酸化炭素取り込み速度との関係。

B.葉肉の細胞内の葉緑体のうちで細胞膜に接している葉緑体の割合と

　葉緑体の二酸化炭素取り込み速度との関係。

東京都立大学　R4　理系前期　生物　3⃣　問3 3⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   種Rと種Sというトカゲは、それぞれA島とB島にのみ生息する固有種であ る。互いに近縁で、どちらも１対の常染色体と1対の性染色体をもつ。２本の Z染色体をもつ個体はオスに、Z染色体とW染色体を１本ずつもつ個体はメスに なる。それ以外の性染色体の組み合わせになると、その個体は致死となる。種R のメスは周囲にオスがいる環境では有性生殖をするが、周囲にオスがいない環境 では無性生殖する。一方、種Sのメスは有性生殖しかしない。 種Rのメスが無性生殖をする場合、まず、それぞれの一次卵母細胞が減数分裂 を経て１個の卵と３個の極体を生じる。次に、同じ一次卵母細胞に由来する卵1 ^(ⅰ) 個と極体1個がランダムに融合して接合子を生じる(図6)。つまり、無性生殖の 鍵を握るのは卵と極体の融合である。そこで、種Rと種Sが交配可能で、それら 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　^(ⅱ) の雑種も生殖能力をもつことを利用して、交配実験を行ない、卵と極体の融合に 関与する遺伝子Lを特定した。さらに、大陸に生息する種T, 種U, 種Vも含                                                               ^(ⅲ) めて系統解析を行ない、無性生殖と有性生殖の進化過程を調べた。   問3　さらに、下線部(ⅱ)に関して、遺伝子Lが卵と極体の融合を生じる原因遺 伝子であるかどうかを検証するため、以下の[実験3]を行なった。[実験 3]の( a )~( d )の中に入る最も適切な語句の組み合わせを、以下 の(セ)~(ツ)の中から１つ選び、記号で答えなさい。   [実験3]  図7の交配1で得られた第１世代のオスを種Sのメスと交配させ、次 世代(第２世代)の個体を得た(図8)。オスがいない環境において無性生 殖をする第２世代のメスのすべての個体において、遺伝子LのｍRNA は卵巣で検出された。一方、オスがいない環境においても無性生殖をし なかった第２世代のメスののすべての卵巣において、遺伝子LのｍRNA は検出されなかった（図8）。また、遺伝子ＬのｍRNAは、種Rのメス の卵巣でも検出されたが、種Sのメスの卵巣では検出されなかった。そ こで、(　a　)のメスの染色体から遺伝子Lとその調節領域を除去し た変異体を作成した結果、この変異体はオスがいない環境において無性 生殖を(　b　)ため、遺伝子Lが関与していると考えられた。また、 (　ｃ　)のメスゲノムの遺伝子Ｌとその調節領域を(　d　)由来の相 同遺伝子領域に置き換えた変異体を作成した結果、この変異体はオスが いない環境において無性生殖をした。さらに、種Sの卵と極体の細胞膜 に遺伝子Lの翻訳産物を人工的に添加した結果、卵と極体が融合し た。以上より、遺伝子Lが卵と極体の融合を生じさせる原因遺伝子で あることが分かった。    

東京都立大学　R4　理系前期　生物　3⃣　問2 3⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   種Rと種Sというトカゲは、それぞれA島とB島にのみ生息する固有種であ る。互いに近縁で、どちらも１対の常染色体と1対の性染色体をもつ。２本の Z染色体をもつ個体はオスに、Z染色体とW染色体を１本ずつもつ個体はメスに なる。それ以外の性染色体の組み合わせになると、その個体は致死となる。種R のメスは周囲にオスがいる環境では有性生殖をするが、周囲にオスがいない環境 では無性生殖する。一方、種Sのメスは有性生殖しかしない。 種Rのメスが無性生殖をする場合、まず、それぞれの一次卵母細胞が減数分裂 を経て１個の卵と３個の極体を生じる。次に、同じ一次卵母細胞に由来する卵1 ^(ⅰ) 個と極体1個がランダムに融合して接合子を生じる(図6)。つまり、無性生殖の 鍵を握るのは卵と極体の融合である。そこで、種Rと種Sが交配可能で、それら 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(Ⅱ） の雑種も生殖能力をもつことを利用して、交配実験を行ない、卵と極体の融合に 関与する遺伝子Lを特定した。さらに、大陸に生息する種T, 種U, 種Vも含 ^(ⅲ) めて系統解析を行ない、無性生殖と有性生殖の進化過程を調べた。   問2　下線部(ⅱ)に関して、遺伝子Lがどの染色体に存在するのかを明らかにす るため、以下の[実験2]を行なった。この結果に基づき、遺伝子Lは種R のどの染色体に存在すると考えられるか、以下の(サ)~(ス)の中から１つ選び、 記号で答えなさい。   [実験2]　まず、種Rのオスと種Sのメスを交配させた結果、次世代(第１世代) のメスは、オスがいない環境において、すべての個体が無性生殖をした (図7：交配1)。次に、種Sのオスと種Rのメスを交配させた結果、第 1世代のメスは、オスがいない環境においても、無性生殖をする個体は いなかった（図7：交配2）。

東京都立大学　R4　理系前期　生物　2⃣　問2 2⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   緑藻や植物などの光合成生物にとって光はエネルギーである。しかし、強すぎ ^(ⅰ) る光は光化学系に障害を与える。強光下では、光化学系の障害を避けるため、過 剰な光エネルギーを吸収して熱に変換する色素(消光色素)が蓄積する。一方、弱 光下では、クロロフィルが吸収できない光を吸収して、そのエネルギーをクロロ フィルに伝達する色素(集光色素)が蓄積する。光環境に応じた消光色素と集光色 素の蓄積は、中間体の色素を介した消光色素と集光色素の変換によって起こる (図2)。集光色素は吸収した光エネルギーをクロロフィルへと伝達する。一方、 消光色素は、クロロフィルが吸収した光エネルギーを熱へと変換する。集光色素 から消光色素への変換反応は酵素Aによって触媒される。逆に、消光色素から集 光色素への変換反応は酵素Bによって触媒される。酵素Aと酵素Bの活性はpH ^(ⅱ) に大きく依存する。ある種の植物においては、酵素Aの機能が欠損した変異株 ^(ⅲ) (酵素A欠損株)と酵素Bの機能が欠損した変異株(酵素B欠損株)が得られてい る。 問2　下線部(ⅱ)について、酵素Aと酵素Bは、それぞれチラコイド内腔側かスト ロマ側にのみ存在している、これらの酵素のどちらかを単離し、溶液中の pHを変えて酵素活性を調べた結果、図4が得られた。この反応曲線から、 単離された酵素が酵素Aであったか、酵素Bであったか、さらにそれがチラ コイド内腔側に存在するか、ストロマ側に存在するか、以下の(オ)~(ク)の中か ら1つ選び、記号で答えなさい。  

東京都立大学　R4　理系前期　生物　2⃣　問1 2⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   緑藻や植物などの光合成生物にとって光はエネルギーである。しかし、強すぎ ^(ⅰ) る光は光化学系に障害を与える。強光下では、光化学系の障害を避けるため、過 剰な光エネルギーを吸収して熱に変換する色素(消光色素)が蓄積する。一方、弱 光下では、クロロフィルが吸収できない光を吸収して、そのエネルギーをクロロ フィルに伝達する色素(集光色素)が蓄積する。光環境に応じた消光色素と集光色 素の蓄積は、中間体の色素を介した消光色素と集光色素の変換によって起こる (図2)。集光色素は吸収した光エネルギーをクロロフィルへと伝達する。一方、 消光色素は、クロロフィルが吸収した光エネルギーを熱へと変換する。集光色素 から消光色素への変換反応は酵素Aによって触媒される。逆に、消光色素から集 光色素への変換反応は酵素Bによって触媒される。酵素Aと酵素Bの活性はpH ^(ⅱ) に大きく依存する。ある種の植物においては、酵素Aの機能が欠損した変異株 ^(ⅲ) (酵素A欠損株)と酵素Bの機能が欠損した変異株(酵素B欠損株)が得られてい る。 問1　下線部(ⅰ)について、葉緑体のチラコイド膜における光合成反応を図3に示 す。光合成の状態によって、チラコイド内腔のpHは5~7の間を変動する のに対して、ストロマのpHは7.5~8.5の間を変動する。強光下で盛んに 光合成を行っている時、チラコイド膜の内外のpHはどうなるか。一方、 弱光下であまり光合成を行なっていない時には、チラコイド膜の内外のpH はどうなるか。以下の表1の(a)~(d)に当てはまるpHの組み合わせを(ア)~(エ) の中から１つ選び、記号で答えなさい。 電子e^－は破線で示すように、光化学系Ⅱ(PSⅡ)から放出され、プラストキ ノン(PQ)、シトクロム複合体、プラストシアニン(PC)の順に伝達され、光化学 系Ⅰ(PS Ⅰ)に渡される。それに伴って、チラコイド膜内外でプロトン(H^＋)の輸 送が生じる。Piはリン酸を示す。      

東京都立大学　R4　理系前期　生物　1⃣　問5 1⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   動物の胚発生は受精から始まる。精子が卵と出会い、精子が卵に侵入し、精核 ^(ⅰ) と卵核が融合する過程において、細胞に一連の変化が起こる。例えば、卵の細胞 質中のカルシウムイオン濃度の上昇は、胚発生開始の信号として重要である。ウ ニでは、卵に侵入する精子の数は一つであり、もし複数の精子が侵入すると、胚 発生は停止する。胚が正常に発生するためには、最初の精子侵入の刺激がきっか ^(ⅱ) 　けとなり、次の精子の侵入を阻害する多精拒否の仕組みが必要である。一方、ウ ズラやニワトリなどの鳥類の卵では、将来、胚を形成する胚盤と呼ばれる領域 に、受精時に複数の精子が侵入する必要がある。 精子頭部の細胞質に存在する分子Pが卵に侵入すると、卵の細胞質中のカルシ ウムイオン濃度が上昇する。鳥類では、複数の精子が胚盤に侵入しないと、分子 ^(ⅲ) 　Pの量が足りず、胚発生を開始するために必要なカルシウムイオン濃度に達しな 　い。 問5　多精子侵入が胚発生を停止させるウニやネズミのような動物と、それが胚 発生の開始に必要なトリのような動物がいる。さらに、どの系統の動物で多 精子侵入が胚発生の開始に必要であるかを調べたいと考え、磯で、ウミウ シ、カイメン、カニ、クラゲ、ゴカイ、サカナ、タコ、ヒトデ、ヒラムシ、 ホヤを採集した。調査済みのウニ、ネズミ、トリは新口動物であるため、今 度は旧口動物だけを調べたい。持ち帰るべき動物の組み合わせとして最も適 切であると考えられるものを以下の(ス)~(チ)の中から1つ選び、記号で答えな さい。

東京都立大学　R3　理系前期　生物　3⃣　問2　(2) 3⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   ミトコンドリアは細胞小器官の一つであるが、その中にミトコンドリアDNA を含む。ミトコンドリアは細胞内で分裂するため、1つの細胞の中に複数のミト コンドリアが存在する。リスなどの哺乳類では、卵細胞の中のミトコンドリアの みが子に伝わる。 図5に示す調査区(2km×4km)は、かつては全域が森林に覆われ、そこには 森林に生息するリスの1種(以下リスと呼ぶ)が生息していた。このリスの平均寿 命はおよそ3年である。40年前から2年間にわたり調査区の一部が新興住宅地 として一斉に開発され、住宅地の中には6つの森林(森林1～6)が残された。こ の調査区において以下の[実験3]を行った。   問2　このリスは、成体になると特定の範囲に定住する。その範囲を行動圏とい う。各個体の行動圏を知るために、次の[実験4]を行った。その結果に基づ き、以下の(1)～(3)に答えなさい。   [実験4]　図5の森林に覆われた山において、新たに500ｍ四方の調査区を設 置し、その中に棲む成体のリス全個体について小型発信機を装着した。1時 間毎に各個体の位置を地図上に記録し、１ケ月間にわたって得られたすべて の位置の外周を行動圏とした。そうして得られた行動圏をオスとメスに分け て示したのが図6である。この図には、各個体の塩基配列型A, B, C, D, Eについても示す。   500ｍ四方の1つの調査区で得られた結果であるが、わかりやすくするため に、向かって左側にメスの結果を、右側にオスの結果を分けて描く(オスでは各 個体の行動圏を明瞭にするために異なる線を用いて描く)。実際の調査区では、 両方を重ねた状態となっている。 (2) このような行動圏をもつ哺乳類でみられる生態的特徴として、最も適切 なものを以下の(ス)～(タ)の中から1つ選び、記号で答えなさい。          

東京都立大学　Ｒ３　理系前期　生物　2⃣　問2　(1) 2⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   光周性とは、１日のうちの昼夜の長さの変化によって引き起こされる生物の反 応である。植物における花芽形成は、さまざまな外的要因や内的要因によって制 御されるが、日長は特に重要な外的要因である。植物には、花芽形成を促進する 日長条件により短日植物(短日条件により花芽形成が促進される植物)と長日植物 (長日条件により花芽形成が促進される植物)がある。これらの植物では、日長シ グナルにより、茎頂の先端部(茎頂分裂組織)における葉の形成が花の形成へと転 換され、花芽分裂組織が作られる。被子植物の花は、花芽分裂組織が4つの異な る花器官(がく片、花弁、おしべ、めしべ)に分化して形成される。 問2　ある長日植物を材料として、長日条件でも花芽形成が促進されない変異体 xを得て、野生型との比較からその原因遺伝子Xを特定した。野生型では、 この遺伝子XのmRNAはただちにタンパク質Xに翻訳され、このタンパ ク質Xが存在すると花芽形成が促進されることが示された。しかし、変異 体xでは、遺伝子XのmRNAは検出されなかった。タンパク質Xがどのよ うに日長に応答して花芽形成を調節するのかを調べるため、以下の[実験2] を行った。その結果をもとに、⑴と⑵に答えなさい。   [実験2] 野生型、変異体xとも、それぞれ短日条件(8時間明期、16時間暗 期)と長日条件(16時間明期、8時間暗期)で育てた。野生型について、 遺伝子XのmRNA量を測定した結果、短日条件、長日条件どちらにお いても図3の破線で示すような２４時間周期の変動を示した。一方、タ ンパク質Xの蓄積を明期開始から１５時間後に調べた結果、長日条件で はタンパク質Xの蓄積が確認されたが、短日条件ではタンパク質Xは 検出されなかった。 短日条件、長日条件にかかわらず、遺伝子XのmRNA量の変動は破線のよう になった。日長条件の白色部は明期を、灰色部は暗期を、括弧内の数字は時間を 示す。(ⅰ), (ⅱ), (ⅲ)は変異体xにおいて人為的に遺伝子XのmRNAを発現させた 時間帯を示す。 (1)  このタンパク質Xの性質としてもっとも適していると考えられるもの を以下の(ア)～(エ)の中から１つ選び、記号で答えなさい。

東京都立大学　R3　理系前期　生物　1⃣　問5 1⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   細胞膜は主にリン脂質からなる脂質の二重層と膜内に存在するいろいろな種類 のタンパク質から構成されている(図1)。この脂質二重層は、細胞外に面した外 層と細胞質に面した内層からなる。細胞膜に存在する輸送タンパク質は、適合す 　^⑴ る物質を選択的に透過させたり輸送したりすることによって、細胞の中と外で物 ^⑵ 質濃度に差を生じさせる。一方、細胞膜に存在する受容体タンパク質は、細胞外 に存在する情報伝達物質と結合すると、細胞外から細胞内へと情報を伝達する。 細胞外から細胞内への情報伝達は、脂質二重層の外層と内層の組成が変化するこ とによっても起こる。脂質二重層に存在するコレステロールは、内層と外層の間 を自由に行き来する脂質の1つだが、コレステロールを内層から外層へと輸送す る働きをもつ輸送タンパク質Aによって内層よりも外層に多く含まれている(図 1)。ここで、細胞膜にある受容体タンパク質Bに、情報伝達物質bが結合する ^⑶ と、輸送タンパク質Aの働きが変化し、脂質二重層の内層におけるコレステ ロールが増加する。増加した内層のコレステロールに細胞質内の特定のタンパク 質が結合することによって、細胞増殖シグナルが細胞内へと伝達される。また、 外層にのみ存在する脂質として、頭部に特定の構造を有する脂質Cがある(図 ^⑷ 1)。脂質Cは、コレステロールとは異なり、内層と外層の間を自由に行き来で きない。   問5　さらに次の実験(エ)を行った。この実験(エ)から導き出される結論として最も 適切なものを以下の(a)～(e)の中から１つ選び、記号で答えなさい。   実験(エ):細胞外に情報伝達物質bを添加してその濃度を高くする一方で、 脂質二重層の外層と内層のコレステロールは、情報伝達物質bを添加 した後も、実験前に比べて変化しないようにすると、細胞内の細胞増殖 シグナルが、情報伝達物質bを添加する前より強くなった。

東京都立大学　R2　理系前期　生物　3⃣　問5　(2) 問5　細菌Ａは、植物Ｂの根から分泌される物質Ｘに引き寄せられて根の中に 侵入し、植物Ｂの余剰な物質Ｘを利用していた。しかし、細菌Ａに特異的 に作用する抗生物質を植物Ｂに投与して細菌Ａを除去すると、植物Ｂは枯 れてしまった。以下の(1)～(3)に答えなさい。 (2)  表3の番号6の種間関係の具体例を以下の(p)~(t)の中からすべて選び、記号 で答えなさい。

東京都立大学　R2　理系前期　生物　3⃣　問4　(2) （2）野生株のDNAをもとに遺伝子elを含むDNA領域をＰＣＲ法で増幅し ようとしたが、間違って1種類のプライマーしか反応液に加えなかった。 その反応液を、まず95℃に2分間置き、次に95℃に10秒間、55℃に30 秒間、72℃に60秒間置くというサイクルを30回繰り返した後、72℃に 3分間置き、最後に4℃まで冷却した。最初に加えた野生株のＤＮＡの数 をＮ個としたとき、4℃に冷却した反応液の中に存在するプライマー以 外のＤＮＡを以下の(g)～(k)の中からすべて選び、記号で答えなさい。なお、 ＤＮＡの合成は正常に行われたものとする。

東京都立大学　R2　理系前期　生物　3⃣　問4　(1) (1) 図6Aに示した遺伝子elを含むDNA領域をPCR法で増幅するために 必要な2種類のプライマーを以下の(a)~(e)の中から選び、記号で答えなさ い。ただし、今回のPCRには10個のヌクレオチドがつながったプライマ ーを用いたとする。

東京都立大学　R2　理系前期　生物　2⃣　問4　(1) 問4　光合成におよぼす光の波長の効果を調べる目的で、ある緑色植物を用いて 以下の[実験2]～[実験4]を行った。   [実験2]　植物に640nmから700nmまでの波長の光をそれぞれ照射して、吸 収された光当たりの光合成活性を波長ごとに測定した。その結果、 680nmから700nmまでの長波長測の光では、640nmから680nmま での短波長側の光にくらべ、光合成活性が低下することが示された。   [実験3]　長波長測である690nmの光は葉緑体のシトクロム複合体を酸化する のに非常に効果的であった。この690nmの光と同時に短波長側の 650nmの光も照射すると、図3のように、シトクロム複合体の一部が 還元されることが示された。   [実験4]  短波長側の650nmの光と長波長測の690nmの光を、それぞれ単独、 または同時に照射して光合成速度を比較した。その結果、図4に示すよ うに、同時照射の場合の光合成速度が、それぞれの単独照射の場合の光 合成速度の和よりも大きくなることが分かった。   [実験2]～[実験4]の結果および図2に示されているチラコイド膜での反 応の模式図を参考にして、以下の問いに答えなさい。   (1) 2つの光化学系であるPSIとPSⅡに関する記述として正しいものを以 下の(i)～(k)の中から1つ選び、記号で答えなさい。

東京都立大学　R2　理系前期　生物　2⃣　問3 2⃣　次の文章を読み、以下のりょうｓｈに答えなさい。   陸上に生育している緑色植物の多くは、光エネルギーを用いて二酸化炭素と水 から有機物を合成する光合成を行っている。一般に光エネルギーは植物体内の色 素分子によって吸収される。光合成に使われる色素は光合成色素と呼ばれ、緑色 植物にはクロロフィルやカルテノイドなどがある。光エネルギーはこれらの光合 成色素群によって捕集され、吸収された光エネルギーは最終的に光化学系の反応 中心にある特殊なクロロフィルに伝達されて光化学反応が駆動される。この光化 学反応は葉緑体のチラコイド膜にある光化学反応系によって行われるが、光化学 反応系には光化学系I(PSI)と光化学系Ⅱ(PSⅡ)の2種類が存在する(図2)。 それぞれの光化学反応中心に存在する特殊なクロロフィルは、光合成色素群によ って捕集された光のエネルギーを利用して活性化され、電子受容体へ電子e-を 供与することによって、吸収した光エネルギーを化学エネルギーに変換する。光 化学反応中心に存在する特殊なクロロフィルは電子を供与すると酸化された状態 になるが、それが再び還元される際、PSIではプラストシアニンというタンパ ク質が、PSⅡでは水が電子を供与する。 電子e-は破線で示すように、光化学系Ⅱから放出され、プラストキノン、シ トクロム複合体、プラストシアニンの順に伝達され、光化学系Iに渡される。 PSIは光化学系Iを、PSⅡは光化学系Ⅱを、Piはリン酸を示す。 問3　光合成の過程ではATPが合成される。ATPは一般的に生体内で様々な役 割を果たすことが知られているが、以下の(e)～(h)の中からATPが使われて いないものを1つ選び、記号で答えなさい。    

東京都立大学　R2　理系前期　生物　2⃣　問2　(2) 2⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   陸上に生育している緑色植物の多くは、光エネルギーを用いて二酸化炭素と水 から有機物を合成する光合成を行っている。一般に光エネルギーは植物体内の色 素分子によって吸収される。光合成に使われる色素は光合成色素と呼ばれ、緑色 植物にはクロロフィルやカルテノイドなどがある。光エネルギーはこれらの光合 成色素群によって捕集され、吸収された光エネルギーは最終的に光化学系の反応 中心にある特殊なクロロフィルに伝達されて光化学反応が駆動される。この光化 学反応は葉緑体のチラコイド膜にある光化学反応系によって行われるが、光化学 反応系には光化学系I(PSI)と光化学系Ⅱ(PSⅡ)の2種類が存在する(図2)。 それぞれの光化学反応中心に存在する特殊なクロロフィルは、光合成色素群によ って捕集された光のエネルギーを利用して活性化され、電子受容体へ電子e-を 供与することによって、吸収した光エネルギーを化学エネルギーに変換する。光 化学反応中心に存在する特殊なクロロフィルは電子を供与すると酸化された状態 になるが、それが再び還元される際、PSIではプラストシアニンというタンパ ク質が、PSⅡでは水が電子を供与する。 電子e-は破線で示すように、光化学系Ⅱから放出され、プラストキノン、シ トクロム複合体、プラストシアニンの順に伝達され、光化学系Iに渡される。 PSIは光化学系Iを、PSⅡは光化学系Ⅱを、Piはリン酸を示す。 問2　光化学反応と電子伝達系により、チラコイド膜の内外でH⁺の濃度勾配が 生じる。この現象について以下の(1)～(2)に答えなさい。 (2)  図2に示す光合成過程では、光のエネルギーを利用して、物質(ウ)と ATPが生成される。H⁺の濃度勾配を解消する物質を加えて光を照射した 場合どのようなことが起こると考えられるか。以下の(a)～(d)の中から1つ 選び、記号で答えなさい。

東京都立大学　R2　理系前期　生物　1⃣　問5 1⃣　次の文章を読み、以下の問いに答えなさい。   動物細胞の細胞周期はG₁, S, G₂, Mの4期に分けられる。このうちG₁, S, G₂の3期が間期、M期が分裂期である。細胞周期を制御するしくみを調べるた めに以下の[実験1]を行った。ただし、卵母細胞はすべて一次卵母細胞をさす。   [実験1]  野外で採集したカエルを4℃において冬眠状態にし、そのメスから卵 巣を摘出して卵母細胞を採取した。卵母細胞は減数分裂第一分裂のG₂ 期で細胞周期の進行が停止しており、核膜が観察された。 卵巣から採取した卵母細胞を、プロゲステロン(卵母細胞の成熟を促 ^① 進する物質)を含む溶液に20分間入れてから取り出すと、20時間後に 核膜が崩壊し、30時間後に第一極体が放出された。40時間後には、減 数分裂の第二分裂のＭ期に達した。 卵巣から採取した卵母細胞を2つのグループに分け、一方を上記のよ うなプロゲステロン処理群、もう一方を未処理群とした。そこで、プロ ゲステロン処理群の、処理して2時間後の細胞、15時間後の細胞、25 時間後の細胞、40時間後の細胞のそれぞれから細胞質を取り出し、未 処理群の卵母細胞に注入した。その後、細胞質が注入された卵母細胞を 1時間観察し、核膜が崩壊して紡錘体が出現した卵母細胞の割合をまと めた結果が表1である。 問5　減数分裂において形成される娘細胞のうち、極体では、その細胞の大きさ が著しく小さくなるが、その理由として、誤りであるものを次の(ア)～(エ)の中 からすべて選び、記号で答えなさい。  

東京都立大学　R2　理系前期　生物　1⃣　問2 1⃣　次の文章を読み、以下の問1～問6に答えなさい。   動物細胞の細胞周期はG₁, S, G₂, Mの4期に分けられる。このうちG₁, S, G₂の3期が間期、M期が分裂期である。細胞周期を制御するしくみを調べるた めに以下の[実験1]を行った。ただし、卵母細胞はすべて一次卵母細胞をさす。   [実験1]  野外で採集したカエルを4℃において冬眠状態にし、そのメスから卵 巣を摘出して卵母細胞を採取した。卵母細胞は減数分裂第一分裂のG₂ 期で細胞周期の進行が停止しており、核膜が観察された。 卵巣から採取した卵母細胞を、プロゲステロン(卵母細胞の成熟を促 ^① 進する物質)を含む溶液に20分間入れてから取り出すと、20時間後に 核膜が崩壊し、30時間後に第一極体が放出された。40時間後には、減 数分裂の第二分裂のＭ期に達した。 卵巣から採取した卵母細胞を2つのグループに分け、一方を上記のよ うなプロゲステロン処理群、もう一方を未処理群とした。そこで、プロ ゲステロン処理群の、処理して2時間後の細胞、15時間後の細胞、25 時間後の細胞、40時間後の細胞のそれぞれから細胞質を取り出し、未 処理群の卵母細胞に注入した。その後、細胞質が注入された卵母細胞を 1時間観察し、核膜が崩壊して紡錘体が出現した卵母細胞の割合をまと めた結果が表1である。 問2　[実験1]の結果から考えられる細胞周期を制御するしくみとして最も適切 なものを以下の(ア)～(エ)の中から1つ選び、記号で答えなさい。