生物の環境応答（知識）の問題

骨格筋の筋原繊維は、Z 膜で仕切られたサルコメア（筋節）がくり返し並んだ構造をしている。滑り説にもとづいて、骨格筋が収縮するときに起こる変化としてあてはまるものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　明帯（I 帯）の長さが短くなる。
• イ　暗帯（A 帯）の長さが短くなる。
• ウ　H 帯の長さが短くなる。
• エ　アクチンフィラメント 1 本の長さが短くなる。
• オ　サルコメアの長さが短くなる。

ある植物 X を、温度などの条件をそろえ、1 日（24 時間）の明期と暗期の長さを変えた条件で十分な期間育て、花芽を形成するかどうかを調べた。条件 5 では、暗期のちょうど中ほど（暗期が始まってから 8 時間後）に短時間だけ光を当てた（光中断）。結果は次の表のとおりである。

この結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、光中断で当てた光の時間は十分に短く、明期・暗期の長さには含めないものとする。

• ア　植物 X は長日植物であり、明期の長さが一定以下になると花芽を形成する。
• イ　植物 X は短日植物であり、その限界暗期は 12 時間より長い。
• ウ　植物 X の花芽形成は、1 日のうちの暗期の合計の長さによって決まり、暗期が途中で中断されるかどうかには影響されない。
• エ　明期 4 時間・暗期 20 時間の条件で、暗期が始まってから 10 時間後に光中断を行うと、植物 X は花芽を形成しないと考えられる。
• オ　明期 10 時間・暗期 14 時間の条件で、明期の途中に短時間の暗期をはさむと、植物 X は花芽を形成しないと考えられる。

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。

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。

運動神経からの刺激によって骨格筋の筋繊維が興奮すると、筋繊維の中の $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ の濃度が上がり、筋収縮が起こる。このときの $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ のはたらきについての記述として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　ミトコンドリアから放出された $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ がトロポニンに結合し、トロポミオシンによるアクチンとミオシンの結合の阻害が取り除かれる。
• イ　筋小胞体から放出された $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ がミオシン頭部に結合し、ミオシン頭部が ATP を合成する。
• ウ　筋小胞体から放出された $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ がトロポニンに結合し、トロポミオシンによるアクチンとミオシンの結合の阻害が取り除かれる。
• エ　筋小胞体から放出された $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ がトロポニンに結合し、トロポミオシンがアクチンのミオシン結合部位をおおうようになる。