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150 (生物（第4問） 問5)

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。

下線部（d）について、根粒菌などの細菌を通じて窒素を得る植物が、そうではない植物に比べ必ずしも有利ではない理由に関する次の文章中の（　カ　）～（　ケ　）に入る語句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。

無機窒素化合物の還元には、エネルギーが必要である。そのため、植物が土壌から吸収した無機窒素化合物を用いて有機窒素化合物を合成するのに必要なエネルギー量は、（　カ　）よりも（　キ　）を用いる経路の方が大きい。植物が根粒菌と共生すると、窒素が不足した環境でも成長できるが、根粒菌の窒素固定にはエネルギーが必要である。根粒菌は（　ク　）であるため、植物が根粒菌と共生してN₂から有機窒素化合物を得る際、植物は窒素固定のエネルギーに加え、根粒を形成し、維持するためのエネルギーも負担している。したがって、根粒菌と共生する植物は、よって大きな利益を得ることができないと考えられる。