生物の環境応答（知識）の問題

植物の光受容体と光発芽について述べた文として正しいものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　フィトクロムは青色光を受容し、茎の光屈性を引き起こす。
• イ　光発芽種子に赤色光を照射すると、フィトクロムが Pfr 型に変わり、発芽が促進される。
• ウ　光発芽種子に赤色光を照射した直後に遠赤色光を照射すると、発芽が促進される。
• エ　フォトトロピンは赤色光を受容し、気孔の開口を引き起こす。

植物ホルモンとそのはたらきについて述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　ジベレリンは、植物が乾燥にさらされると合成量が増加し、孔辺細胞に作用して気孔を閉じさせる。
• イ　アブシシン酸は、種子の休眠を維持し、種子の発芽を抑制する。
• ウ　エチレンは、細胞分裂を促進し、側芽の成長を促す。
• エ　サイトカイニンは、気体の植物ホルモンで、果実の成熟を促進する。

ニューロン（神経細胞）における興奮の発生と伝導・伝達について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　静止状態のニューロンでは、ナトリウムポンプのはたらきにより、$\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$ が細胞内へ、${\mathrm{K}}^{+}$ が細胞外へ能動輸送されている。
• イ　活動電位が発生するときには、電位依存性ナトリウムチャネルが開いて $\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$ が細胞外へ流出し、膜電位が逆転する。
• ウ　1 本のニューロンでは、閾値以上の刺激であれば、刺激を強くしても発生する活動電位の大きさは変わらない。
• エ　有髄神経繊維では、興奮がランビエ絞輪からとなりのランビエ絞輪へと跳躍して伝導するため、同じ太さの無髄神経繊維よりも伝導速度が小さい。
• オ　軸索の途中に閾値以上の刺激を与えると、興奮は刺激した部位から軸索末端の方向にだけ伝導し、細胞体の方向には伝導しない。

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。

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。