大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）追・再試験
問145 (生物（第6問） 問5)

地球大気の変化と光合成を行う生物の進化に関する次の文章を読み、後の問いに答えよ。

図1は、地球大気中のCO₂濃度とO₂濃度の変化を示したものである。約35億年前に緑色硫黄細菌などの光合成細菌が出現し、その後、約27億年前に出現したシアノバクテリアがO₂を発生する光合成を行った。約20億年前になると真核生物が現れ、約15億年前には真核生物の一部で、_（a）光合成を行う原核生物の細胞内共生が起こり藻類に進化したと推定されている。約5億年前には陸上に植物が出現した。陸上は、光は豊富であるが、_（b）植物にとっては、乾燥にさらされる厳しい環境であった。このころにはO₂濃度はすでに高く、対照的に_（c）CO₂濃度は0.3％以下となっていた。その後、CO₂濃度は0.03％まで低下していき（現在は0.04％に上昇）、そのなかで一部の植物は種子植物へと進化していった。

下線部（c）に関連して、光合成を行う生物（以下、光合成生物）の全てにおいて、CO₂の固定はルビスコという酵素によって触媒される。ルビスコはどの光合成生物でも同じ反応を触媒するが、基質であるCO₂の濃度に対する反応速度は光合成生物によって異なる。図2は、CO₂濃度と各光合成生物のルビスコによるCO₂固定の反応速度との関係を示したものである。

図2に示した、各光合成生物のルビスコのCO₂濃度に対する応答は、それぞれの光合成生物が出現したときのルビスコの性質を反映するものと仮定する。次の記述a〜dのうち、このルビスコの性質と、図1に示した地球大気中のCO₂濃度の変化との関係から推定される記述はどれか。そ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。

a　　大気中のCO₂濃度の低下に伴い、低いCO₂濃度でも効率よくCO₂固定ができるルビスコを持つ光合成生物が出現した。
b　　藻類のルビスコによるCO₂固定反応は、藻類が出現したとき（約15億年前）の大気中のCO₂濃度で、最大値に近い速度を示す。
c　　被子植物のルビスコによるCO₂固定反応は、現在の大気中のCO₂濃度で、最大値に近い速度を示す。
d　　現在の大気中のCO₂濃度が、今世紀中に0.08％程度まで上昇したとしても、植物が持つルビスコによるCO₂固定速度には影響を与えない。