大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和5年度(2023年度)追・再試験
問126 (生物(第4問) 問2)

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問題

大学入学共通テスト(理科)試験 令和5年度(2023年度)追・再試験 問126(生物(第4問) 問2) (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、(a)光のエネルギーを使って、CO2を有機物に取り込む。このときCO2を有機物に固定する反応段階を担うのは、ルビスコと呼ばれる酵素である。(b)ルビスコは、リブロースビスリン酸(リブロース二リン酸)(以下、RuBP)をCO2と反応させるカルボキシラーゼとして働いてCO2固定を行うが、それと同じ活性部位にRuBPをO2と反応させるオキシゲナーゼ活性も持つ。これらの反応は、葉内のCO2濃度やO2濃度に大きな影響を受ける。
葉の内部には、気孔を通して外気からCO2が入ってくる。(c)気孔の開き具合は葉内のCO2濃度に応じて変わり、その結果として、外気からのCO2流入が調節される。この調節は、ルビスコの反応の効率にも深く関わっている。気孔の形成は、葉の発達過程で、未分化な表皮細胞の一部が孔辺細胞に分化することによって起こる。この(d)孔辺細胞の分化の過程にも、CO2が作用することが知られている。
大気中のCO2濃度は、この100年間、急激に上昇してきている。(e)CO2濃度の上昇は、CO2固定の効率や気孔の制御を通して植物の物質生産に影響を与えると考えられる。

下線部(b)に関連して、ホウレンソウのルビスコのカルボキシラーゼ反応とオキシゲナーゼ反応のそれぞれについて、CO2濃度、O2濃度、および温度の影響が調べられ、図1に示す結果が得られている。図1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。
問題文の画像
  • カルボキシラーゼ反応とオキシゲナーゼ反応のどちらでも、最大反応速度は温度が高いほうが大きい。
  • 通常の大気の下では、オキシゲナーゼ反応速度に対するカルボキシラーゼ反応速度の比は、温度が高いほうが小さい。
  • O2は、カルボキシラーゼ反応に対して、基質のCO2と競合する阻害物質(競争的阻害物質)として作用する。
  • CO2は、オキシゲナーゼ反応に対して、基質のO2と競合しない阻害物質(非競争的阻害物質)として作用する。

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