代謝（知識）の問題

ある植物の葉を用いて、温度を $25{}^{\circ }\mathrm{C}$ に保ち、光の強さと空気中の二酸化炭素濃度を変えて光合成速度（相対値）を測定したところ、次の表の結果が得られた。温度以外の条件は表に示したものだけを変えたものとする。

この結果からわかることとして最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　弱い光のもとでは、光合成速度を限定している要因は二酸化炭素濃度である。
• イ　強い光・二酸化炭素濃度 $0.04\%$ のもとでは、光合成速度を限定している要因は光の強さである。
• ウ　弱い光のもとでは、光合成速度を限定している要因は光の強さである。
• エ　弱い光のもとでは、二酸化炭素濃度を $0.04\%$ から $0.10\%$ に上げると光合成速度は大きくなる。

亜硝酸菌を用いて、次の実験を行った。

有機物を含まず、二酸化炭素を十分に含む無機塩類の培地 A・B を用意した。培地 A にはアンモニウムイオン $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}$ を加え、培地 B には加えなかった。それぞれに同じ数の亜硝酸菌を入れ、光の当たらない暗所で、同じ温度で数日間培養した。培養の前後で調べた結果を次の表に示す。

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〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　亜硝酸菌は、光のエネルギーを利用して二酸化炭素から有機物を合成している。
• イ　亜硝酸菌は、アンモニウムイオンを酸化して得た化学エネルギーを利用して、二酸化炭素から有機物を合成している。
• ウ　亜硝酸菌は、培地中の有機物を分解して得たエネルギーを利用して増殖している。
• エ　亜硝酸菌は、亜硝酸イオンを硝酸イオンに酸化して得た化学エネルギーを利用している。

窒素化合物をまったく含まない砂を滅菌して植木鉢に入れ、ダイズまたはイネの種子をまいて、次の表の条件で同じ期間育てた。「根粒菌」の欄は根粒菌を砂に加えたかどうかを、「窒素化合物」の欄は水に窒素化合物（硝酸塩）を溶かして与えたかどうかを表す。光・温度・水の量・窒素以外の養分などの条件は、すべて同じである。

この実験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〜エから 1 つ選べ。

• ア　ダイズは、根粒菌がいなくても空気中の窒素を直接取り入れて窒素化合物をつくれる
• イ　ダイズが成長するためには、窒素化合物は必要ない
• ウ　根粒菌は、植物の種類によらず、どの植物の根にも根粒をつくる
• エ　ダイズは、根粒菌と共生すると、窒素化合物を与えなくても成長に必要な窒素を得られる

酵母のしぼり汁にグルコースを加えると、二酸化炭素が発生する。このしぼり汁をセロハン膜の袋に入れ、水の中にしばらく浸して透析した。セロハン膜は、小さな分子は通すが、タンパク質のような大きな分子は通さない。透析後、袋の中に残った液を液 A、袋の外の液を（もとの濃さに濃縮して）液 B とした。

液 A・液 B を次の表のように組み合わせてグルコースを加え、二酸化炭素が発生するかを調べた。「煮沸」とは、液を煮沸したあと、もとの温度に冷ましてから使ったことを表す。ほかの条件はすべて同じである。

この実験の結果から考えられることとしてあてはまるものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　液 A には、熱によってはたらきを失う成分が含まれている
• イ　液 B に含まれる反応に必要な成分は、熱に強い
• ウ　液 B に含まれる反応に必要な成分は、セロハン膜を通れない大きな分子である
• エ　反応が起こるには、液 A の成分と液 B の成分の両方が必要である
• オ　液 A に含まれる反応に必要な成分は、煮沸してもはたらきを失わない

次の文は、葉緑体のチラコイド膜で起こる反応について述べたものである。

「光化学系 II では、光のエネルギーを受け取ったクロロフィルから電子が飛び出し、失われた電子は（ a ）が分解されることで補われる。このとき酸素が発生する。飛び出した電子は電子伝達系を通って光化学系 I に渡され、最終的に $\mathrm{NAD}{\mathrm{P}}^{+}$ に渡されて NADPH ができる。電子が伝達される間に、${\mathrm{H}}^{+}$ がチラコイドの（ b ）に運ばれて蓄積する。蓄積した ${\mathrm{H}}^{+}$ が ATP 合成酵素を通って移動するときに、ATP がつくられる。」

文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。