センター試験生物１日３問

2009-07-24T12:00:00+09:00

＜陸上への適応・進化（札幌医科大学０９）＞

◎昆虫類やクモ類などの節足動物が先行して陸上へ進出できた理由を１つ記せ

●外骨格の表面にクチクラ層が発達していていたため、陸上の乾燥に耐えることができた。

◎脊椎動物の陸生化につながった、魚類が獲得した構造やしくみを２つ答えよ。

●(1)四肢と相同な骨を含む胸びれや腹びれをもった。
　(2)肺と相同なうきぶくろをもった。

◎脊椎動物の陸生化は、は虫類によって成しとげられたといえる。このように考えられる理由を記せ。

●は虫類は表皮の角質が発達し、体液の喪失が少ない。また、胚膜と卵殻をもつため、胚が乾燥から守られる。

センター試験生物１日３問

2009-02-06T07:30:00+09:00

本日の朝、発信した＜５４：ＰＣＲ法＞で２０年度のメルマガ発行は終わります。
ご購読ありがとうございました。

来年度は、「１日３問」の問題内容を変えて、６月か９月くらいから再び発行します。（おそらく発行＆合格したみなさんには関係なし）

＜今回のセンター生物＆２次試験について＞
今回のセンター生物のポイントはほぼ例年と同じく、第２問「発生」と第４問のＢ「動物の行動」です。
この２カ所はほとんどの年で、
「何十年と生物をやってきた私でさえ、これまで見たことのない絵やグラフ」を元にした考察問題がでています。
今年もそうでした、この２カ所の出来はどうでしたか？ある程度できていれば二次試験にも期待できると思います。
第３問の「遺伝」は、例年「勉強していれば解ける」問題です。
第５問については、Ａの光合成は、グラフがありますが「基本的問題」です。
Ｂは「これまで見たことのない絵」ですが、考察レベルとしては「中」です。

今年のセンター生物問題は、私から言わせれば「良問」の方。
それはなぜかと言うと、暗記物と考察ものの両方ともレベルが「中」で、勉強した人の努力が報われる問題なので、「良問」と判断しました。

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センター試験生物＜５４＞

2009-02-06T07:00:00+09:00

＜5４：最新研究・バイテク３：ＰＣＲ法＞
　
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■微量のＤＮＡを数万倍に増やすことのできるＰＣＲ法（ポリメラーゼ連鎖反応）において、
プライマー［ＤＮＡの合成を開始するのに必要な短いＤＮＡ断片］が２種類以上必要な理由を記せ。（千葉大）
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□ＰＣＲ法では、２本鎖ＤＮＡを解離させたＤＮＡを鋳型として、それぞれ互いに逆の一端から複製を開始させるので、
新生される２本のＤＮＡは互いに反対方向に伸長していく。
それぞれの鋳型ＤＮＡの複製開始点の塩基配列は異なるため、この部位に相補的に結合する２種類のプライマーが必要となる。

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■ＰＣＲ法で得られたタンパク質の配列は、反応中のエラーにより、
鋳型のＤＮＡ配列から予想されるアミノ酸配列と変化し異なるものであった。
生体内ではＰＣＲ反応と異なり、
このような変化が生じることはまれである。その理由を記せ。（大阪大）
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□ＰＣＲ法ではＤＮＡの複製エラーを修復できない高熱性細菌の耐熱性ＤＮＡポリメラーゼが働くが、
生体内では複製エラーを修復できるＤＮＡポリメラーゼ
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センター試験生物＜５３＞

2009-02-05T07:00:00+09:00

＜53：最新研究・バイテク２＞

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■遺伝子組み換え時に用いる代表的な２種類の酵素について記せ。（ＯＲ）
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□ＤＮＡの特定の塩基配列を切断する「制限酵素」と、切断されたＤＮＡを連結する「ＤＮＡリガーゼ」。
☆イメージ；制限酵素＝はさみ、ＤＮＡリガーゼ＝のり。
☆「制限酵素」は現在２０００種類以上が単離されている。

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■遺伝子組み換え＆大量生産、時に用いられる、「プラスミド」「ベクター」とは何か。
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□細胞内に存在する染色体以外の遺伝因子を「プラスミド」といい、
遺伝子工学で用いられるプラスミドは環状二本鎖ＤＮＡで大腸菌などの最近に天然に存在する。
このプラスミドの遺伝子を「制限酵素」と「リガーゼ」を用いて組み換え、
それを大腸菌などに再び入れ、有用物質の大量生産を行う。
「ベクター」とは、外来のＤＮＡを組み込み、宿主細胞内で増殖するＤＮＡを指し、この時のプラスミドがそれにあたる。

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■ＢＳＥ（狂牛病）の原因と考えられている
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センター試験生物＜５２＞

2009-02-04T07:00:00+09:00

＜52：最新研究・バイテク１＞

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●プロトプラストの作製について。（静岡大）
■プロトプラスト作製溶液にセルラーゼを加えるのは何のためか
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□細胞壁の主成分であるセルロースを分解するため。
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■プロトプラスト作製溶液にマンニトールを入れ忘れると、なぜプロトプラストができないのか。
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□プロトプラストは細胞壁がないため、吸水すると破裂するので、
マンニトールを加えて等張〜やや高張液中で処理する必要がある。
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■作製後、観察できたプロトプラストは球状であった。なぜ、そのような形になるのか。
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□プロトプラストは細胞壁がなく細胞膜のみのため、均等な膨圧がかかり、球状になる。

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■タネナシブドウとタネナシスイカの作り方を簡潔に記せ。（ＯＲ）
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□タネナシブドウ：単為結実で、ジベレリンを用いて子房と果皮の成長を促進している。
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センター試験生物＜５１＞

2009-02-03T07:00:00+09:00

＜51：進化と適応10＞

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■「同じような特徴をもった個体の集まり」が「種」の基本的な考え方だが、
種の在り方は生物により様々で、画一的な定義が難しい。
外部形態が異なっていても、分類上同じ種と判断されることもあるが、それはどのような理由によるものか。
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□例えば、ブルドックとチワワは外部形態は異なるが交配は可能で、
生殖能力のある子孫が続いて生まれるので、同一のイヌ種とされる。
※同種か異種かの大きな判断材料は、交配して子孫ができるか、そしてその子孫に生殖能力があるかどうかである。
子孫に生殖能力があれば同種と判断される。
例えばライオンとヒョウは交配して子供［レオポン］が生まれるが、レオポンには生殖能力がないため、別種といえる。

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■最近では、ＤＮＡの塩基配列を用いた生物の系統解析が行われているが、その論拠と利点について記せ。（改・静岡大）
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□「特定の遺伝子の塩基置換速度は、種や時代によらずほぼ一定」という分子進化速度の一定性を利用して、
ＤＮＡの塩基解析により、現生生物のＤＮＡから
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センター試験生物＜５０＞

2009-02-02T07:00:00+09:00

＜50：進化と適応９＞

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■湖岸に生育する植物Ｘと海岸に生育する植物Ｙの形態は酷似しており、
数万年前は２つの集団間で交配は可能だったことが分かっている。
植物Ｘの生育する湖は現在は内陸に位置するが、当時は海に接近していた歴史を持つ。
このことをふまえ、地史的時間を経て、２つの集団間で交配が妨げられるようになった理由を記せ。（京都大）
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□湖が内陸に移動して２つの集団の生育場所が離れていく過程で、
例えば生じた山脈によって送粉・受粉が行われなくなるという地理的隔離が起こり、
さらには突然変異により生殖的にも隔離された。

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■植物には、めしべが自己の花粉を受け入れる自家和合性のものと、受け入れない自家不和合性のものが存在する。
それぞれの利点や不利な点を記せ。（大阪大）
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□自家和合性：単独個体の受粉をも可能にするが、遺伝的多様性に乏しく環境変化への適応度は低い。
□自家不和合性：受粉に受粉媒介者と同種他個体を必要とするが、遺伝的多様性に富み、環境変化への適応度が高い。
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センター試験生物＜４９＞

2009-01-30T07:00:00+09:00

＜49：進化と適応８＞

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■類人猿から現代人へのあごと歯の変化を、摂食行動や食性との関係について簡潔に説明せよ。（徳島大）
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□類人猿：犬歯や切歯が大・生肉などをかみ切る
□現代人：奥歯で食物をすりつぶすだけ・火や道具を用いて調理→あごの力は小さくてよい。あごが小さくなった。

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■サルからヒトに進化する過程で、直立二足歩行が大脳の発達に先行したと考えられている理由を簡潔に説明せよ。（慶応大）
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□上肢が自由になることで、様々な動きや仕事が生じ、複雑な動きを指令するために、大脳が大きくなった。

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■イギリスの工業地帯において、オオシモフリエダシャクという蛾の一種が、暗い体色の個体が増えていった。
この現象は「ダーウィン的」な考えにしたがえば、どのようにして生じたと考えられるか。（弘前大）
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□田園地帯の地衣類に覆われているような樹木上では、通常の淡い体色の個体は目立たない。
一方、暗い体色の個体は目立つため鳥などにより捕
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センター試験生物＜４８＞

2009-01-29T18:00:00+09:00

＜48：進化と適応７＞

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■昆虫類は全動物種の約７５％を占めるが、体はどれも小さい。
昆虫類の身体がほ乳類のように大きくならない理由を呼吸と関連させて述べよ。（東京大）
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□気管により、各部の細胞が直接ガス交換を行っている。
また、外骨格で、体節の伸縮により空気を出入りさせているため、身体の大型化は困難。

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■有袋類はオーストラリア大陸で独自の進化をとげ、他の大陸のほ乳類（有胎盤類）に対応する多様な種を生み出した。
肉食性のフクロネコ、草食性のカンガルー、食虫性のフクロモグラなどである。
これらの多様な種は、どのような過程で進化したか。（名古屋大）
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□他の大陸と早くに隔離したため、有胎盤類が侵入せず、他大陸とよく似た生態的地位を占める種が適応放散した。

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■動物の進化において、は虫類から有胎盤類までの進化の過程では、獲得した体の恒温性や繁殖上の新形質によって、
有胎盤類はは虫類に比べてどのような生存上の利点を獲得したか。
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センター試験生物＜４７＞

2009-01-28T07:00:00+09:00

＜47：進化と適応６：陸上への適応２＞

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■古生代石炭紀におけるシダ植物の大型化について、大型化した理由・利点と、
大型化を可能にしたシダ植物の特徴を記せ。（奈良女大）
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□利点：光の獲得競争に有利。捕食者による被食の割合を減らせる。
□特徴：高い位置にある葉に水を輸送する維管束を持つ。
植物体の支持や耐乾燥のための器官の発達。

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●陸上生活への適応について（お茶の水女子大）
■乾燥した陸上での生活に適応するために、シダ植物が発達させた構造を３つあげ、それがどのように役立っているかを記せ。
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□表皮：蒸発による水分の損失を防ぐ。
□根：地中の水分を吸収。
□維管束：根で吸収した水分を植物体の地上部まで運ぶ。

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■シダ植物より、種子植物の方が陸上生活に適しているが、生殖に関してそのように考えられる理由を記せ。（ＯＲ）
□シダ植物は、精子が卵細胞に移動するのに水が必要だが、
種子植
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センター試験生物＜４６＞

2009-01-27T07:00:00+09:00

＜46：進化と適応５：陸上への適応１＞

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■生物の進化において、生物の陸上進出を可能にした環境条件をその成立過程とともに記せ。（東京水産大）
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□太古の海中でのラン藻類の光合成→酸素の発生→酸素が大気中に蓄積→
成層圏にオゾン層形成→有害な紫外線の吸収により陸上生活可能

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■陸上植物の中で、被子植物が最も広く繁栄できるようになった理由を記せ。（岡山大）
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□胚珠が乾燥から守られ、乾燥に強い種子をもち、
昆虫などを媒介にして受粉する花を発達させることにより、乾燥した環境に適応したから。
また発達した果実の中に種子を入れることで、動物による種子散布を促進したから。

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■両生類は水辺から離れることはできないが、は虫類は乾燥した陸上で生活できる理由を２つ記せ。
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□体表が、は虫類はウロコ、両生類は粘膜。
□両生類は、水を介した体外受精でかつ卵はゼリー状の膜。
それに対し、は虫類は体内
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センター試験生物＜論述４５＞

2009-01-26T07:00:00+09:00

＜45：進化と適応４：細胞共生進化説＞

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■葉緑体が細胞内共生の結果生じたと考えられる主な根拠は何か。２つ記せ。（岡山大）
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□二重膜の内膜は原核生物の細胞膜と酷似
□少量だがＤＮＡやリボゾームが存在し、独自のタンパク質合成をおこなっていたことが分かる。

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■葉緑体とミトコンドリアは、原核細胞が真核細胞の祖先細胞に共生し進化した細胞内小器官であると考えられている。
このようにこれらの細胞器官が原核細胞に由来するとされている理由を答えよ。（京都府立大）
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□内外異質の二重膜構造であること。また、内部に少量のＤＮＡが存在すること。

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■ミトコンドリアと葉緑体はどのようにして細胞小器官となったか。
それぞれの起源と考えられている生物を含めて記せ。（山形大・静岡大など多数）
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□大型の原核生物である宿主細胞に、好気性細菌やシアノバクテリアなどの
ラン藻類が取り込まれ、外部と仕切られた安定した細胞空間内で増
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センター試験生物＜論述４４＞

2009-01-23T07:00:00+09:00

＜44：進化と適応３＞

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■地球最初の生物について、当時の発生場所や環境を考えて、その栄養形態、呼吸形態について論ぜよ。（ＯＲ）
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□従属栄養生物で無気呼吸を行う。
太古の海には他の生物はおらず、また、酸素もほとんど存在しない。
栄養に関しては、「膜」を通して直接、有機物や無機物を取り込んだ。
また、酸素呼吸をするには、複雑な細胞器官が必要で、原始の生物にはそのような器官は進化・存在していない。
☆最初の生物は、食べるものがないので独立栄養生物と思いがちだが、間違い。
独立栄養になるには、同化のための機能・器官が必要で、最初の生物にそのような複雑な機能は無理である。

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■地球上には、太陽光のエネルギーではなく、
地球内部から供給される物質の化学エネルギーに立脚する生態系が形成されている場所が存在する。
その場所の名称と、その場所が原始生命体の誕生に果たした役割について記せ。（奈良女大）
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□熱水噴出孔
□熱水に含まれるメタンや硫化水素を原料に、地熱をエネルギー源として
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センター試験生物＜論述４３＞

2009-01-22T07:00:00+09:00

＜43：進化と適応２＞

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■自然発生説を否定したパスツールの実験内容を用いた実験器具を図示して簡潔に説明せよ（大阪府立大）
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□『白鳥の首』のフラスコを図示。
□入り口の水滴が、カビや腐敗菌などの侵入を防ぐが、空気の出入りは妨げない。
煮沸した肉汁が空気の出入りは可能だが相当期間腐敗しないことより、微生物も自然発生しないことを証明した。

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■ラマルクの唱えた「用不用説」は現在受け入れられていない。この説の問題点は何か。具体的に述べよ。（大阪市立大）
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□獲得形質の「環境変異」は遺伝しない。
つまり、小さい頃から頑張って首を伸ばして首が長くなったキリンの子孫は、首は長くならない。

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■「生物はたくさんの子を産むが、同じ親から産まれた子の間にも変異がある。
個体間には、食料、空間、光、水などについて、生存競争が起こる。
その結果、適者が選択されて残る。こうして自然選択が行われ、進化がおこる。」というのが、
ダーウインの提唱し
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センター試験生物＜論述４２＞

2009-01-21T07:00:00+09:00

＜4２：進化と適応１＞

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■［頻出：２回目の出題］
同一条件下の寒冷な海水中で、同種のクジラが体温を一定に保つために必要なエネルギー量は、
大型の個体と小型の個体とでは、単位時間、単位体重あたりどちらが大きいか。
また、その結論を導き出した理由も記せ。
ただし、体の大小による皮下脂肪の厚さの差は考慮しないものとする。（北海道大、類題多数）
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□例えば体が２倍の大きさになったとすると、体重は２の３乗の８倍、体表面積は２の２乗の４倍となる。
細胞がエネルギー生成を行うが、細胞の大きさは体の大小に関わらずほぼ同じなので、Ｅ生成量は８倍に。
それに対しＥ放散の表面積は４倍にしかならない。
したがって、小型の個体の方が単位体重あたりの必要Ｅは大きい。
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☆この発想・考え方は設定を変えて毎年どこかの大学の２次試験に出題されている。
☆蛇足：「ウルトラ怪獣大百科」等で、ウルトラマンやゴジラの身長と体重が書かれているが、
身長が２倍になって体重も２倍程度のものが結構ある。
同じ物質でできていれば体重は当然８倍にならなくては。<
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