共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)追・再試験
問129 (生物(第2問) 問2)
問題文
植物は土壌中の無機窒素化合物(硝酸イオンとアンモニウムイオン)を根で吸収し、タンパク質、核酸などの有機窒素化合物に変換する(以下、窒素同化)。植物の成長量(生産量)は、基本的に(a)光合成量と呼吸量によって決まる。(b)生産量は無機窒素化合物の量に依存して増大する。自然の生態系では土壌中の無機窒素化合物は必ずしも多くなく、植物の成長の制限要因となっている。一方で、現代の農業では、化学合成した無機窒素化合物を窒素肥料として大量に使用している。その結果、農作物の生産量は増え、世界の食糧状況は大きく改善したが、(c)大量の窒素肥料の使用が生態系に影響を及ぼしている。
下線部(b)に関連して、植物の成長と無機窒素化合物の供給量との関係を調べるために、実験1を行った。
実験1 イネを、異なる窒素濃度の培地(硝酸イオンとアンモニウムイオンを含む)で一定期間栽培し、葉の光合成速度と呼吸速度、同じ葉のデンプン量および地上部(葉と茎)の乾燥重量を調べたところ、図1の結果が得られた。
(1)図1から、培地中の窒素濃度が高いと葉の光合成速度が大きいことがわかった。その理由として最も適当なものを、次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7年度(2025年度)追・再試験 問129(生物(第2問) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
植物は土壌中の無機窒素化合物(硝酸イオンとアンモニウムイオン)を根で吸収し、タンパク質、核酸などの有機窒素化合物に変換する(以下、窒素同化)。植物の成長量(生産量)は、基本的に(a)光合成量と呼吸量によって決まる。(b)生産量は無機窒素化合物の量に依存して増大する。自然の生態系では土壌中の無機窒素化合物は必ずしも多くなく、植物の成長の制限要因となっている。一方で、現代の農業では、化学合成した無機窒素化合物を窒素肥料として大量に使用している。その結果、農作物の生産量は増え、世界の食糧状況は大きく改善したが、(c)大量の窒素肥料の使用が生態系に影響を及ぼしている。
下線部(b)に関連して、植物の成長と無機窒素化合物の供給量との関係を調べるために、実験1を行った。
実験1 イネを、異なる窒素濃度の培地(硝酸イオンとアンモニウムイオンを含む)で一定期間栽培し、葉の光合成速度と呼吸速度、同じ葉のデンプン量および地上部(葉と茎)の乾燥重量を調べたところ、図1の結果が得られた。
(1)図1から、培地中の窒素濃度が高いと葉の光合成速度が大きいことがわかった。その理由として最も適当なものを、次のうちから一つ選べ。
- 窒素同化量が増加し、フィトクロムやフォトトロピンの量が増加した。
- 窒素同化量が増加し、ルビスコやクロロフィルの量が増加した。
- 窒素同化に伴って産生されるATPとNADPHの量が増加し、光合成の反応を促進した。
- 窒素同化に伴って産生される有機酸の量が増加し、光合成の反応を促進した。
- 呼吸によってより多くのCO2が放出され、光合成の反応に使われた。
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この過去問の解説 (1件)
01
植物の培地中の窒素濃度高いことによって、窒素が植物体内でどのような物質の構成成分となるかを実験から得られた結果をもとに考察する問題です。
不適です。
フィトクロムやフォトトロピンは光受容体であり、これによって光合成の反応速度が直接的に早めることはありません。
正解です。
光合成の炭素固定を担う酵素であるルビスコや、光エネルギーを吸収するクロロフィルは窒素を含みます。
培地中の窒素濃度が高いと、これらの物質の合成が盛んになり、光合成能力が高まると考えられます。
不適です。
窒素同化とは硝酸イオンなどを還元してアミノ酸などの有機物に変換する過程であり、その際に直接ATPやNADPHが産生されるわけではありません。
ATPとNADPHはむしろ光合成の明反応(チラコイド膜での電子伝達系)で生成され、窒素同化ではそれらを消費して還元反応が進みます。
不適です。
有機酸は、主に呼吸や代謝経路で生成されるものであり、窒素同化そのものによって直接増加するものではありません。
不適です。
実験結果を見ると培地中の窒素濃度によって呼吸速度は上がっていますが、光合成速度の上昇と比べるとわずかです。
そのため、呼吸で放出されるCO2が光合成速度を上昇させる直接的な要因にはなっていません。
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