共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）追・再試験
問127 (生物（第4問） 問3)
問題文
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（c）に関連して、オナモミを用いて、外気のCO2濃度を様々に変えた条件で、葉内CO2濃度、気孔の開き具合、および光合成速度を調べる実験が行われ、図2に示す結果が得られている。図2を踏まえて、これらの間の相互関係をまとめると、図3のようなネットワークが描ける。図3のア～エに入る語句と記号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。
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（c）に関連して、オナモミを用いて、外気のCO2濃度を様々に変えた条件で、葉内CO2濃度、気孔の開き具合、および光合成速度を調べる実験が行われ、図2に示す結果が得られている。図2を踏まえて、これらの間の相互関係をまとめると、図3のようなネットワークが描ける。図3のア～エに入る語句と記号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。
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問題
共通テスト（理科）試験 令和5年度（2023年度）追・再試験 問127（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、（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（c）に関連して、オナモミを用いて、外気のCO2濃度を様々に変えた条件で、葉内CO2濃度、気孔の開き具合、および光合成速度を調べる実験が行われ、図2に示す結果が得られている。図2を踏まえて、これらの間の相互関係をまとめると、図3のようなネットワークが描ける。図3のア～エに入る語句と記号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。
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（c）に関連して、オナモミを用いて、外気のCO2濃度を様々に変えた条件で、葉内CO2濃度、気孔の開き具合、および光合成速度を調べる実験が行われ、図2に示す結果が得られている。図2を踏まえて、これらの間の相互関係をまとめると、図3のようなネットワークが描ける。図3のア～エに入る語句と記号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。
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この過去問の解説 （3件）
01
この問題では、グラフを読み解き、気孔の開閉についてのメカニズムを答えることが求められています。
気孔の開閉には、外気のCO2濃度が上昇すると気孔が閉じる方向に働くという「負のフィードバック調節機構」が働きます。
ア：外気と葉内の間のCO2濃度の差
図3のフローチャートにおいて、「外気CO2濃度」から「＋」、「葉内CO2濃度」から「ー」の矢印がアに集まっています。
このことから、葉内のCO2濃度と外気のCO2濃度の差を利用して、外気のCO2を吸収していることが分かります。
イ：外気から葉内へのCO2の流入
濃度差（ア）が生じることで気孔が開き、CO2が葉の中に移動します。
この移動が「流入」であり、結果として葉内のCO2濃度を上昇させます。
ウ：ー
図2の「気孔の開き」を見ると、外気CO2濃度が高くなる（＝葉内CO2濃度も高くなる）ほど、気孔の開きが減少しています。
逆に、ＣＯ２濃度が低くなるほど、気孔の開きは大きくなります。
図2の「気孔の開き」は＋になるので、葉内ＣＯ２はー（マイナス）です。
エ：＋
図2の「光合成速度」のグラフを見ると、外気ＣＯ２濃度が高くなる（葉内ＣＯ２濃度も高くなる）ほど、光合成速度が上昇していることが分かります。
したがって、＋です。
正解です。
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02
植物は光合成のために必要なCO2を気孔から取り入れます。外気のCO2濃度が高まると、葉内のCO2濃度も高まります。そうすると、気孔が閉じる方に働き、外気からのCO2流入が低下します。
そのため、アは外気と用内のCO2濃度差、イは外気から葉内へのCO2流入であることが分かります。
また、ウは葉内CO2が増加すると気孔を閉じる方に働くため「ー」、エはCO2が入れば葉内CO2が増えることから「＋」となります。
この選択肢が適切です。
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03
この問題では気孔の開口のメカニズムを押さえている必要があります。
ア、イ：外気CO2濃度上昇後は、いきなり流入するのではなく、濃度差が大きくなります。その後流入です。
ウ：葉内CO2濃度が上昇することは気孔の開きを小さくするので➖です。
エ：葉内CO2濃度が上昇して光合成速度を高めるので➕です。
正解です。
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