生物の環境応答（知識）の問題

骨格筋の筋原繊維は、サルコメア（筋節）とよばれる単位がくり返した構造をもち、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントが規則正しく並んでいる。骨格筋の構造と収縮のしくみについて述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　筋肉が収縮するとき、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントがそれぞれ短くなることで、サルコメアが短くなる。
• イ　筋肉が収縮するとき、明帯（I 帯）の長さは短くなるが、暗帯（A 帯）の長さは変わらない。
• ウ　アクチンフィラメントは ATP を分解する酵素（ATP アーゼ）としてはたらき、ATP の分解で得たエネルギーを使ってミオシンフィラメントをたぐり寄せる。
• エ　筋繊維が興奮すると筋小胞体から $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ が放出され、$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ がトロポニンに結合すると、トロポミオシンによって妨げられていたアクチンとミオシンの結合が可能になる。
• オ　筋繊維の興奮がおさまると、$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ は ATP のエネルギーを使った能動輸送によって筋小胞体に取りこまれ、筋肉は弛緩する。

動物の行動に関する記述として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　イトヨの雄が、腹部を赤く塗っただけの単純な模型に対しても攻撃行動を示すのは、ほかの雄と争った経験を通して学習によって獲得された行動である。
• イ　アメフラシの水管に弱い接触刺激をくり返し与えると、えらを引っ込める反応がしだいに起こりにくくなる。これは、水管の感覚ニューロンで活動電位が発生しなくなるためである。
• ウ　ミツバチの尻振りダンスでは、巣箱の垂直な面上で、ダンスの直進方向が重力と反対の方向（真上）となす角度が、巣箱から見た太陽の方向と餌場の方向とのなす角度を表している。
• エ　カモのひなの刷込みは、ふ化後のどの時期でも同じように成立し、一度成立しても、別の動く物体を見せればすぐに後追いの対象が置きかわる。
• オ　カイコガの雄が雌に向かって移動するのは、雌が放出する性フェロモンを複眼で受容し、その方向へ進むためである。

骨格筋の筋繊維を処理して細胞膜をこわし、細胞内の水に溶ける成分（ATP や $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ など）を取り除いた。この処理をしても、アクチンフィラメント、ミオシンフィラメント、トロポニン、トロポミオシンは筋原繊維に残る。この筋繊維を使って、次の実験を行った。

条件 1〜3 では、処理した筋繊維を、ATP と $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ の有無を変えた溶液に浸した。条件 4 では、処理した筋繊維からさらにトロポニンとトロポミオシンを取り除いたうえで、溶液に浸した。なお、「$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ なし」の溶液には、$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ を取り除く物質を加えてある。結果は次の表のとおりであった。

この実験の結果からわかることとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ はミオシン頭部に結合して収縮のエネルギーを供給するので、トロポニンとトロポミオシンの有無にかかわらず、$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ がなければ筋繊維は収縮しない。
• イ　ATP がなくても、$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ があれば、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントの間で滑りが起こり、筋繊維は収縮する。
• ウ　トロポニンとトロポミオシンは、$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ がないときに、アクチンとミオシンの結合を妨げて収縮を抑えるはたらきをもつ。
• エ　トロポニンとトロポミオシンは、$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ と結合したときに、アクチンとミオシンの結合を妨げて収縮を抑えるはたらきをもつ。
• オ　筋繊維が収縮するためには、ATP と $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ のどちらか一方があれば十分である。

ヒトの受容器は、それぞれ特定の種類の刺激（適刺激）を受け取るしくみをもつ。たとえば、眼の適刺激は光、耳のうずまき管の適刺激は音波である。ヒトの受容器とそのはたらきに関する記述として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　近くの物を見るときには、毛様筋がゆるんでチン小帯が引っ張られ、水晶体が厚くなる。
• イ　うずまき管では、高い音ほど、うずまき管の先端に近い部分の基底膜が大きく振動する。
• ウ　半規管では、内部のリンパ液の動きによって感覚細胞の感覚毛が曲がり、からだの傾き（重力の方向）が受容される。
• エ　網膜の盲斑には視細胞が存在しないため、盲斑に結ばれた像の光は受容されない。
• オ　桿体細胞は錐体細胞よりも弱い光で興奮し、網膜の黄斑に特に多く分布している。

植物の光受容体と環境応答に関する記述として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　光発芽種子に赤色光を照射したのち、続けて遠赤色光を照射すると、発芽が促進される。
• イ　フォトトロピンは主に赤色光を受容する光受容体であり、光屈性や気孔の開口にはたらく。
• ウ　フィトクロムは赤色光を吸収すると遠赤色光吸収型（Pfr型）に変わり、Pfr型が光発芽種子の発芽を促進する。
• エ　幼葉鞘に一方向から光を当てると、オーキシンが光の当たる側へ移動し、光の当たる側の成長が促進される。
• オ　植物が乾燥条件におかれると、葉でジベレリンの濃度が高まり、気孔が閉じる。