共通テスト(理科) 過去問
令和5年度(2023年度)本試験
問147 (生物(第4問) 問3)

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問題

共通テスト(理科)試験 令和5年度(2023年度)本試験 問147(生物(第4問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

植物は、窒素を硝酸イオン(NO3)やアンモニウムイオン(NH4)として、リンをリン酸イオンとして根から吸収し、(a)有機物の合成に用いている。窒素とリンはどちらも植物の成長に不可欠であり、どちらか一方でも不足すると、植物の成長が妨げられる。窒素やリンは自然界においても不足しやすく、(b)生態系の純生産量が制限される要因になる。植物Mが優占する3か所の地点A~Cにおいて、土壌水分中の窒素とリンの濃度を調べたところ、図1のように、場所によって濃度が異なっていた。
マメ科の植物など根粒菌と共生する一部の植物は、(c)根粒菌の窒素固定を通じて窒素を補うことで、窒素が不足する土壌でも成長することができる。しかし、多くの場所において土壌中の窒素が不足しているにもかかわらず、(d)根粒菌などの細菌との共生を通じて窒素を得る植物が常に有利であるわけではない。

図1の地点A~Cにおいて、重量が同じ植物Mを複数個体用意し、それぞれの個体に窒素とリンのいずれか、またはその両方(以下、窒素+リン)を肥料として与え、何も与えなかった個体(以下、無処理)と成長量を比較する実験を行ったところ、図2の結果が得られた。この結果から、植物Mの成長量は、窒素とリンのうち、土壌から得られる量が必要量に比べて不足している栄養分によって制限されていると考えられた。図2のア~ウの結果が得られた場所の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。なお、与えた窒素およびリンの量は、いずれの処理でも、それぞれ等しいものとする。
問題文の画像
  • ア:地点A  イ:地点B  ウ:地点C
  • ア:地点A  イ:地点C  ウ:地点B
  • ア:地点B  イ:地点A  ウ:地点C
  • ア:地点B  イ:地点C  ウ:地点A
  • ア:地点C  イ:地点A  ウ:地点B
  • ア:地点C  イ:地点B  ウ:地点A

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この過去問の解説 (3件)

01

まず、図1から地点A・B・Cそれぞれの条件を整理します。

地点Aは他の地点に比べて窒素濃度が低く、リン酸濃度が高い地点といえます。

地点Bは窒素濃度が中程度、リン酸濃度が低めの地点となります。

地点Cは窒素濃度が高く、リン酸濃度が低い地点と言えます。

以上のことから、地点Aでは窒素不足、地点Cではリン酸不足が生じていると考えられます。

 

その上で図2を見てみましょう。

アは無処理と比較した時、窒素肥料を与えた場合に成長量が多くなっています。

よって、窒素を補填されて成長したと考えられるため、アは地点Aだと考えられます。

イは、リンを含む肥料を与えた場合に成長量が伸びていることから、リン酸不足を補って成長したと考えられるため、地点Cだと考えられます。

ウは窒素とリンの両方を与えた場合に成長量が伸びているため、どちらの成分も不足していた地点Bだと推測されます。

選択肢2. ア:地点A  イ:地点C  ウ:地点B

この選択肢が正しいと言えます。

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02

Aは硝酸イオンとアンモニウムイオンの濃度から、窒素が足りないことから、窒素を投与したとき成長量が増えるように考えられます。

A-ア

またB、Cはリン酸イオンの濃度よりリン酸の投与で成長量が増えます。なおCは窒素を十分にもっていることから、窒素+リンの投与による成長量はウの方が大きいです。

B-ウ

C-イ

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03

ア→A地点:アの特徴は、窒素を与えた時の成長量がイ、ウに比べて断トツに大きい事です。これは、1番窒素が不足しているA地点を示していると考えられます。

イ→C地点:イはウと比べて、窒素のみ与えた時の成長量が小さいので、窒素がより充足しているCだと考えられます。

よって残りがウ→B

選択肢2. ア:地点A  イ:地点C  ウ:地点B

正しいです。

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