共通テスト(理科) 過去問
令和6年度(2024年度)本試験
問128 (生物(第4問) 問3)
問題文
ジャガイモは、(a)有性生殖を行うほか、塊茎による無性生殖も行う。この塊茎は、地下茎の一部が肥大し、栄養を蓄積したもので、重要な食料の一つとなっている。ジャガイモの多くの品種では、塊茎の形成は短日条件で誘導される。ある高校のクラスでは、生物の探究活動の一環として、この塊茎の形成について調べることにした。二つの班に分かれ、班ごとに異なるテーマを設定して、実験計画の立案などに取り組んだ。
植物の炭酸同化で生産された物質(以下、同化物)は、いろいろな器官に分配されて、組織の構築に使われたり、栄養分として蓄えられたりする。2班は、「ジャガイモの塊茎の形成に際して、同化物の分配がどのように変化するか」をテーマに議論し、「より多くの量の同化物が地下茎に分配されるようになる」という仮説を立てた。そして、これを検証するために、表1の各試料について特定の項目の測定を行い、得られたデータから、地下茎に分配された同化物の比率を計算して、塊茎形成が誘導される条件と対照条件とでその値を比較することを考えた。測定する項目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6年度(2024年度)本試験 問128(生物(第4問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)
ジャガイモは、(a)有性生殖を行うほか、塊茎による無性生殖も行う。この塊茎は、地下茎の一部が肥大し、栄養を蓄積したもので、重要な食料の一つとなっている。ジャガイモの多くの品種では、塊茎の形成は短日条件で誘導される。ある高校のクラスでは、生物の探究活動の一環として、この塊茎の形成について調べることにした。二つの班に分かれ、班ごとに異なるテーマを設定して、実験計画の立案などに取り組んだ。
植物の炭酸同化で生産された物質(以下、同化物)は、いろいろな器官に分配されて、組織の構築に使われたり、栄養分として蓄えられたりする。2班は、「ジャガイモの塊茎の形成に際して、同化物の分配がどのように変化するか」をテーマに議論し、「より多くの量の同化物が地下茎に分配されるようになる」という仮説を立てた。そして、これを検証するために、表1の各試料について特定の項目の測定を行い、得られたデータから、地下茎に分配された同化物の比率を計算して、塊茎形成が誘導される条件と対照条件とでその値を比較することを考えた。測定する項目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。
- 生のままの重量
- 乾燥させた後の重量
- 焼却した後の灰の重量
- 含まれるデンプンの重量
- 含まれるDNAの重量
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この過去問の解説 (3件)
01
この問題は、塊茎形成が誘導される条件と対照条件で、植物体の各器官に分配された「同化物」の量を比較するために、何を測定すればよいかを考える問題です。
不適です。
生の植物体には多量の水分が含まれています。水分量は植物の状態によって変化するため、生重量だけでは同化物の量を正確に比較できません。
正解です。
植物体を乾燥させることで水分を除き、乾物重量を測定できます。
乾物には、植物体を構成する有機物などが含まれるため、各器官の乾物重量を測定すれば、どの器官にどれだけ物質が分配されたかを比較することができます。
したがって、塊茎形成によって地下茎への同化物の分配が増加したかを調べるには、乾燥後の重量を測定するのが適しています。
不適です。
焼却すると、有機物は燃焼して失われ、主に無機物(灰)が残ります。
同化物の多くは有機物なので、灰の重量を測定しても、同化物がどれだけ分配されたかを調べることはできません。
不適です。
ジャガイモの塊茎にはデンプンが多く蓄積しますが、同化物はデンプンだけではありません。
同化物は、組織の構築に使われたり、さまざまな有機物として存在したりするため、デンプンだけを測定しても、同化物全体の分配量を評価できません。
不適です。
DNAは植物体を構成する物質の一つですが、光合成によって生産された同化物の分配量を直接表すものではありません。
DNA量を測定しても、どれだけの同化物が地下茎に分配されたかを判断することはできません。
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02
この問題では、地下茎にどれだけ同化物が分配されたか、塊茎形成条件と対象条件で比較するということが重要となります。
植物の同化物は主に糖であるため、どれだけ同化物が蓄積したかを比較するためには有機物量を測る必要があります。
つまりは水分量を除いたものであるため、乾燥後の重量が正しい選択肢となります。
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03
「乾燥させた後の重量」が正しいです。
同化物は光合成で生産された有機物の合計量です。そのため、水分を除いた後の重量が適切です。
水分量が関わってくるため不適切です。
残るのは無機物のみだけのため、有機物である同化物の合計量が知りたい今回は不適切です。
デンプンは同化物の一部ですが、同化物には葉や茎にある同化物も含みます。そのため、デンプンだけでは不十分であり、不適切です。
同化物の測定に関係ない指標であり、不適切です。
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