大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）本試験
問144 (生物（第3問） 問3)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

太陽からの直射光が到達する場所の光環境（以下、日なた）に対して、葉に覆われて陰になっている場所の光環境（以下、葉陰（はかげ））は異なる。（a）植物は、このような周囲の光環境の違いを種々の光受容体により感知して、光環境に応答しながら生きている。

光環境は、細胞内での葉緑体の分布にも影響を与える。そこで、光環境を変えたときに葉緑体の分布がどのように変化するかを調べるため、実験1を行った。

実験1　　日なたで生育させたシロイヌナズナを、よく晴れた日の正午に葉陰に移した（処理1）。そのシロイヌナズナを、翌日の正午に葉陰から日なたに再び移して3時間置いた（処理2）。図1はこの処理を模式的に表したものである。図2は、葉緑体の分布を観察した細胞の模式図である。また図3は、処理1を施す前、処理1終了直後、および処理2終了直後のそれぞれについて、細胞内の葉緑体の分布を模式的に示したものである。

光環境の違いにより葉緑体の分布が変化する仕組みと生理的な意味を調べるため、実験2・実験3を行った。実験1～3の結果から導かれる考察として適当でないものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。

実験2　　光受容体のどれか1種類を欠失した種々のシロイヌナズナ変異体に、実験1と同様の処理1・処理2を施し、葉肉細胞内の葉緑体の分布を観察した。その結果、青色光受容体であるフォトトロピンを欠失した変異体のみが、光環境の違いによる葉緑体の分布の変化を示さなかった。

実験3　　シロイヌナズナの野生型と、葉緑体が細胞上面と細胞底面に分布して動かない変異体Q、および細胞の側面に分布して動かない変異体Rを、あらかじめ葉陰に一日置いてから、よく晴れた日の正午に日なたに移し、3時間にわたって、光合成速度を測定した。その結果、野生型、変異体Q、および変異体Rの光合成速度は徐々に低下し、低下の程度は変異体Rが最も小さかった。