生物のからだのはたらきの問題

ある植物の鉢植えを透明な密閉容器に入れ、温度を一定に保って容器内の二酸化炭素の量を調べた。光を当てているときは、容器内の二酸化炭素が 1 時間あたり $9\mathrm{mg}$ 減少した。光を当てていないときは、容器内の二酸化炭素が 1 時間あたり $3\mathrm{mg}$ 増加した。

この容器に、1 日（24 時間）のうち 14 時間は光を当て、残りの 10 時間は光を当てずに置いた。1 時間あたりの増減の量はつねに上の値のとおりであるとする。この 1 日で、容器内の二酸化炭素は全体で何 $\mathrm{mg}$ 減少したか。

ある鉢植えの植物を、透明で空気が出入りしない大きな容器に入れ、容器内の二酸化炭素の量の変化を調べた。温度はつねに一定に保った。結果は次のとおりであった。

• 光を当てないとき：容器内の二酸化炭素は 1 時間あたり $12\text{mg}$ ずつ増えた。
• 強い光を当てたとき：容器内の二酸化炭素は 1 時間あたり $30\text{mg}$ ずつ減った。
• 弱い光を当てたとき：容器内の二酸化炭素は 1 時間あたり $4\text{mg}$ ずつ減った。

この植物に、1 日（24 時間）のうち強い光を 6 時間、弱い光を $t$ 時間当て、残りの時間は光を当てないようにした。このとき、24 時間で、植物が光合成によって吸収した二酸化炭素の量と、植物が呼吸によって放出した二酸化炭素の量がちょうど等しくなった。$t$ は何時間ですか。

ただし、$t$ は $0<t<18$ を満たす数とする。また、植物の呼吸によって放出される二酸化炭素の量は、光の有無や強さに関係なく 1 時間あたり一定であり、強い光・弱い光を当てたときの光合成の量もそれぞれ 1 時間あたり一定であるものとする。容器内の二酸化炭素の量は、植物の光合成と呼吸だけによって変化し、容器内の二酸化炭素がなくなることはないものとする。

試験管 A に、うすいデンプン溶液 10 mL とうすめただ液 1 mL を入れ、40 ℃ に保った。調べたところ、試験管 A のデンプンは、だ液を入れてからちょうど 8 分後にすべてなくなった。

次に、試験管 B に、試験管 A と同じこさのデンプン溶液 15 mL と、試験管 A と同じうすめただ液 2 mL を入れ、同じように 40 ℃ に保った。

分解されるデンプンの量は、加えただ液の量と時間にそれぞれ比例するものとすると、試験管 B のデンプンがすべてなくなるのは、だ液を入れてから何分後ですか。

ある植物の苗を、透明で空気が出入りしない容器に入れ、容器内の二酸化炭素の量の変化を調べた。光を当てるときは、つねに同じ強さの光を当てた。結果は次のとおりであった。

• 温度 $25^{\circ }\text{C}$ で光を当てないとき：容器内の二酸化炭素は 1 時間あたり $6\text{mg}$ ずつ増加した。
• 温度 $25^{\circ }\text{C}$ で光を当てたとき：容器内の二酸化炭素は 1 時間あたり $18\text{mg}$ ずつ減少した。
• 温度 $15^{\circ }\text{C}$ で光を当てないとき：容器内の二酸化炭素は 1 時間あたり $3\text{mg}$ ずつ増加した。

この植物が光合成によってとり入れる二酸化炭素の量は、光の強さが同じならば、$15^{\circ }\text{C}$ と $25^{\circ }\text{C}$ で変わらないものとする。また、呼吸で出す二酸化炭素の量は、温度が同じならば光を当てても当てなくても変わらないものとする。

次に、この苗と同じ種類・同じ大きさの苗を 2 つ用意し、一方を一日中 $25^{\circ }\text{C}$ に保った部屋 A に、もう一方を一日中 $15^{\circ }\text{C}$ に保った部屋 B に置いた。どちらの部屋でも、1 日（24 時間）のうち同じ $x$ 時間だけ上と同じ強さの光を当て、残りの時間は光を当てなかった。すると、1 日の間に苗が差し引きで外からとり入れた二酸化炭素の量は、部屋 B の苗が部屋 A の苗の 2 倍になった。$x$ は何時間ですか。

同じ種類で、大きさと葉の枚数がほぼ同じ 2 本のホウセンカの枝 A, B を用意した。A はそのままにし、B はすべての葉を切り取って、切り口にワセリンをぬった。A, B 以外の条件はすべて同じにして、同じ量の水を入れた 2 本のメスシリンダーにそれぞれさし、水面に少量の油を浮かべた。明るく風通しのよい場所に 3 時間置いたところ、メスシリンダーの水の減少量は次のようになった。

水の減少量は、枝から蒸散した水の量に等しいものとする。この 3 時間で、A の葉から蒸散した水の量は何 $\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$ か。