生物の環境応答の問題

ある植物 P の芽ばえを、温度などの条件をそろえて、次の表の条件 $1$〜$7$ の明暗周期で十分な日数育て、花芽を形成するかどうかを調べた。光中断とは、暗期の途中で数分間だけ光を当てることであり、その光を当てている時間の長さは無視できるものとする。

植物 P は、1 周期の中で最も長い連続した暗期の長さが限界暗期以上のときに花芽を形成し、限界暗期より短いときには花芽を形成しない。花芽を形成するかどうかは、この連続した暗期の長さだけで決まるものとする。また、植物 P の限界暗期は整数の時間（単位は時間）であるとする。

いま、植物 P を $1$ 周期 $24$ 時間で、明期 $X$ 時間・暗期 $(24-X)$ 時間の条件で育て、毎回、暗期が終わる $4$ 時間前に光中断を行う。ただし、$X$ は $1$ 以上 $19$ 以下の整数とする。植物 P が花芽を形成する $X$ の最大値を求めよ（単位は時間）。

ある植物を、1 日（$24$ 時間）を 1 周期として、明期 $10$ 時間・暗期 $14$ 時間の条件で育てた。このとき、暗期が始まってから $5$ 時間後に、短時間だけ光を当てる光中断を毎日行った。光中断の時間の長さは無視できるものとする。

この条件で、1 周期のうち最も長い連続した暗期は何時間か。

ある植物 X を、明期と暗期をくり返すさまざまな条件で育て、花芽を形成するかどうかを調べた。各条件では、表の明期と暗期を 1 周期とし、花芽形成の有無が判断できるまで同じ周期をくり返した。1 周期の長さは $24$ 時間とは限らない。条件 5・6 では、暗期の途中に短時間の光照射（光中断）を行った。この光照射の時間は無視できるほど短く、照射によって暗期は 2 つの連続した暗期に分断されるものとする。結果は次の表のとおりである。

なお、植物 X の花芽形成の有無は、1 周期のうちで最も長い連続した暗期の長さだけで決まるものとする。その長さがある値（限界暗期）以上であれば花芽を形成し、限界暗期より短ければ形成しない。

いま、明期 $8$ 時間・暗期 $16$ 時間の $24$ 時間周期で植物 X を育て、暗期開始の $t$ 時間後に、条件 5・6 と同じ短時間の光照射を毎周期 1 回行う。ただし、$t$ は $1\leqq t\leqq 15$ を満たす整数とする。表の結果から、花芽を形成すると確実に判断できる $t$ の値は何通りあるか。

ある植物の根から同じ長さの切片を切り出し、いろいろな濃度のオーキシンを含む溶液に浮かべて、一定時間後の伸長量を測定した。結果は次の表のとおりである（濃度は相対値）。

この植物の芽生えを水平に置いたところ、根では重力の方向にオーキシンが移動し、根の上側のオーキシン濃度が相対値 1、下側のオーキシン濃度が相対値 10 になった。この状態が続くとき、表の実験と同じ時間で、根の上側の伸長量は下側の伸長量より何 mm 大きいか。ただし、根の上側・下側の伸長量は、それぞれのオーキシン濃度での表の切片の伸長量に等しいものとする。

マカラスムギの幼葉鞘の先端を切り取り、切り口の片側にだけ、オーキシンを含む寒天片をのせて暗所に置くと、寒天片をのせた側がよく伸びて幼葉鞘が屈曲する。いろいろな濃度のオーキシンを含む寒天片で同じ実験を行い、屈曲角度を測定したところ、次の表の結果を得た。

次に、オーキシン濃度のわからない寒天片 X を用いて、同じ条件で実験を行ったところ、屈曲角度は 12 度であった。寒天片 X のオーキシン濃度は何 $\mu g/L$ か。ただし、表で屈曲角度がオーキシン濃度に比例している範囲では、その比例関係が成り立つものとする。