共通テスト（理科） 過去問
令和8年度（2026年度）追・再試験
問137 (生物（第4問） 問5)

植物の光環境への応答に関する次の文章を読み、後の問いに答えよ。

_（a）光は、動物にとっても植物にとっても、重要な環境要因の一つである。なかでも植物は、フィトクロムやフォトトロピンなどの光受容体によって光環境の変化を感知し、発生や成長などの応答を調節している。これらの光受容体はタンパク質でできており、それぞれ吸収する光の波長が異なり、光を吸収すると構造が変化する。この構造変化は情報として伝わり、特定の_（b）遺伝子の発現に影響を与えることで、植物はそれぞれの光環境の変化に応答している。光受容体の中には、幅広い波長の光を吸収できるものや、_（c）遺伝子発現の調節に直接関わるものも知られている。

下線部（c）に関連して、ある植物Sは光照射下で枝分かれ（以下、分枝（ぶんし））しながら活発に成長することが知られており、この植物Sが持つタンパク質Aは、そのアミノ酸配列の情報から、光の吸収と感知に関わる領域と、DNAに結合する領域の両方を持つタイプの光受容体であると推定された。このタンパク質Aの機能を調べるため、実験1～3を行った。後の問いに答えよ。

実験1　　野生型の植物Sに白色光または青色光を照射したところ、分枝が誘導されたが、赤色光または緑色光では誘導されなかった。他方、タンパク質Aの働きを失った変異体に同様に光を照射したところ、どの色の光でも分枝は起こらなかった。

実験2　　図1に示すような、タンパク質Aの全体、あるいは一部の領域のみを持つポリペプチドA1・ポリペプチドA2を用いて、暗所で特定の塩基配列を持つDNAとの結合を調べたところ、タンパク質AとポリペプチドA1はDNAに結合したが、ポリペプチドA2はDNAに結合しなかった。

実験3　　実験2においてDNAとの結合が確認されたポリペプチドA1を用いて、試験管内でDNAと混合したのち、青色光下または暗所で5分間静置し、ポリペプチドA1が結合したDNAの量を調べたところ、図2の結果が得られた。

（2）実験3の結果から、「タンパク質Aは、5分以内の青色光下または暗所での処理により可逆的に構造が変化し、DNAへの結合の強さが変わる」という仮説を立てた。この仮説を検証するため、実験3と同様に、ポリペプチドA1とDNAとを試験管内で混合したのち、いくつかの光条件でそれぞれ静置し、ポリペプチドA1が結合したDNAの量を調べる実験を計画した。上の仮説が正しかった場合、後の条件a～cのうち、ポリペプチドA1とDNAとの結合が、図3のグラフで曲線Yのようになると考えられる光条件として適当なものはどれか。それを過不足なく含むものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。

a　　暗所10分間
b　　暗所5分間の後、青色光5分間
c　　青色光5分間の後、暗所5分間