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1 平成 25 年度次世代の科学技術を担う人材育成事業 福岡県 高校生科学技術コンテスト 総合問題 生物 注意事項 1 試験開始の合図があるまで, この問題冊子の中を見てはいけません 2 試験中に問題冊子の印刷不鮮明, ページの落丁 乱丁及び解答用紙の汚れなどに気付いた場合は, 挙手をして監督者に知らせなさい ただし, 問題内容にかかわる質問は, 受け付けません 3 解答用紙には, 解答欄以外に次の記入欄があるので, 監督者の指示に従って正しく記入しなさい ⑴ 受験番号欄 受験票に記入されている受験番号を記入しなさい ⑵ 氏名欄 氏名を楷書で記入しなさい ⑶ 所属校名欄 受験票に記入されている所属校名を記入しなさい 4 問題冊子の余白等は適宜利用してよいが, どのページも切り離してはいけません 受験番号 氏 名 所属校名 福岡県教育委員会 13FG- 生物 - 問題 _H1.indd 1 13/04/01 10:14

2 第 1 問 ( 総合問題 ) 地層と断層 地層 堆積岩 整合 不整合 Wikipedia 断層 正断層 逆断層 FG- 総合 - 問題 _002_011.indd 2 13/05/27 13:49

3 A B B cm 1 D E G D G F 1 F 2 問 1 A E すべて 問 2 B D F 2 問 3 A E F 1 F 2 P Q P Q PQ P Q G FG- 総合 - 問題 _002_011.indd 3 13/05/31 10:50

4 問 4 問 5 特に必要のない条件 二つ 問 6 B (Ir) 1977 K ー T 境界層 (K ー P 境界層 ) K-T FG- 総合 - 問題 _002_011.indd 4 13/05/27 13:50

5 タンパク質と進化 20 DNA ABD National Geographic News April 24, 2008 ( ) Gly Pro Gly Pro Gln Pro Ser Val Gln Gly Pro Ser Ala Gly A Gly Ala Gly Pro Gln Pro Ser Val Ala Gly Pro Ala Ala Gly B Gly Ser Gly Pro Gln Pro Ser Val Gln Gly Pro Ser Ala Gly Gly Pro Gly Pro Gln Pro Gly Ala Ile Gly Ala Ala Pro Gly D Gly Ser Gly Pro Gln Pro Ser Val Gln Gly Pro Ser Ala Gly GlySerProAlaGlnValIle FG- 総合 - 問題 _002_011.indd 5 13/05/27 13:50

6 問 7 5 A B D 7 A 問 8 4 A D ニワトリ ダチョウ カメレオン ウシガエル A D 1 1 問 9 問 FG- 総合 - 問題 _002_011.indd 6 13/05/27 13:50

7 鉱物の結晶構造 火成岩 鉱物 O O 4 O Si 四面体 Si Si Si-O-Si O O O Si O 化学結合 1 Si 4 1 O 2 Si 酸化数 4O SiO 4-4 Na a 2 1 問 10 1 Si O 解答群 Si O 解答群 2 SiO 2 2 SiO 3 2 SiO 4 2 Si 2 O 3 2 Si 2 O 5 2 Si 2 O 7 2 Si 3 O 5 2 Si 3 O 7 2 Si 3 O 8 2 Si 3 O 10 SiO 2 SiO 3 SiO 4 Si 2 O 3 Si 2 O 5 Si 2 O 7 Si 3 O 5 Si 3 O 7 Si 3 O 8 Si 3 O 10 SiO 2 SiO 3 SiO 4 Si 2 O 3 Si 2 O 5 Si 2 O 7 Si 3 O 5 Si 3 O 7 Si 3 O 8 Si 3 O 10 2 SiO 2 2 SiO 3 2 SiO 2 4 Si 2 O 2 3 Si 2 O 2 5 Si 2 O 2 7 Si 3 O 2 5 Si 3 O 2 7 Si 3 O 2 8 Si 3 O FG- 総合 - 問題 _002_011.indd 7 13/05/27 13:50

8 問 11 2 Si O 2 問 12 G G Si O 問 13 4 Si-O-Si O FG- 総合 - 問題 _002_011.indd 8 13/05/27 13:50

9 放射性同位体の半減期 放射性同位体 N N 崩壊 T 2 1 T 1 X 4 T 半減期 T T K 12.5 N 0 t N t N 1 =d n T N FG- 総合 - 問題 _002_011.indd 9 13/06/05 9:56 40 K Ar 40 a 40 a Ar 40 G 4.5 nmol nmol K 41 K K nmol 40 K 40 K 40 K

10 40K K 問 x nmol 問 y nmol 1 総合 - 問題 _002_011.indd 10 13FG- 13/05/31 9:08 問 16G 2 = 2 2 ]

11 FG- 総合 - 問題 _002_011.indd 11 13/05/14 20:25

12 第 2 問 ( 専門問題 ) AB A 1 AGT 4 DNA DNA AGT 4 a DNA 2 A TG A T G AT G DNA b nm m DNA DNA 60 DNA DNA c 2 DNA DNA FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 12 13/05/15 18:11

13 DNA DNA DNA 1 DNA DNA DNA c DNA DNA DNA a b c DNA A T G G T A T A G G A T G A T G 0.34nm A T G G A T G G T A A T G 3.4nm A G T A T A G G A T G A T G T G A T G G T A T A DNA A T G G T A T A G G A T G A T G FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 13 13/05/31 14:22

14 問 1DNA 問 2 DNA m 小数第 2 位 問 DNA 小数第 1 位 問 4 名称 2 1 問 DNA DNA 40 DNA DNA 整数値 FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 14 13/05/31 14:23

15 問 6 DNA DNA DNA FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 15 13/05/31 14:24

16 B DNA DNA DNA 2 DNA 1 mrna mrna mrna DNA mrna DNA RNA DNA RNA DNA T U A U mrna mrna trna trna mrna 3 3 mrna trna mrna 3 mrna DNA T A G A G G T T A A T G T A G A G T DNA DNA T A G A G G T T A A U G U A G A G U mrna A T G T A G A G T DNA trna U A G A G G U U G A U G U A G A G U mrna FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 16 13/05/31 14:24

17 1 2 UUU UU U UUA UUG UU U UA UG AUU A G AU AUA AUG GUU GU GUA GUG U UU U UA UG U A G AU A AA AG GU G GA GG A G UAU UA UAA UAG AU A AA AG AAU AA AAA AAG GAU GA GAA GAG UGU UG UGA UGG GU G GA GG AGU AG AGA AGG GGU GG GGA GGG 問 7 問 8 13FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 17 13/05/31 14:25 問 9 mrna mrna UUUUUUUUUUUUUUU GGGGGGGGGGGGGGG UGUGUGUGUGUGUGU UGGUGGUGGUGGUGG

18 ⑵ G と を 2:1 の比率で混ぜ, ランダムな塩基配列で十分に長い mrna を合成した場合, この mrna から合成されるタンパク質に含まれるアミノ酸の比率はどうなるか 次から一つ 選び記号で答えよ ア. 5 のアミノ酸 : アラニン : アルギニン : プロリン= 4:2:2:1 イ. 5 のアミノ酸 : アラニン : アルギニン : プロリン= 4:3:1:1 ウ. 5 のアミノ酸 : アラニン : アルギニン : プロリン= 6:3:3:1 エ. 5 のアミノ酸 : アラニン : アルギニン : プロリン= 8:2:2:1 オ. 5 のアミノ酸 : アラニン : アルギニン : プロリン= 8:4:2:1 問 10 DNA は活性酸素や紫外線によって損傷を受けることなどで, 塩基配列が徐々に変わっていく その例として, アミノ酸が 9 個つながったヒトのバソプレシン遺伝子, ブタのバソプレシン遺伝子, イモリのバソトシン遺伝子の塩基配列 ( 非鋳型鎖 ) を次に示す バソプレシンやバソトシンは尿の水分量を調節するホルモンであり, これらのホルモンが働かなくなると個体の生存に関わる これらの遺伝子について, 次の⑴~⑶の各問いに答えよ ヒトのバソプレシン遺伝子 ブタのバソプレシン遺伝子 イモリのバソトシン遺伝子 TGTATTAGAATGGAGGGG TGTATTAGAATGGAAGGGA TGTAATAGAATGGGAGG ⑴ ヒトのバソプレシン遺伝子とブタのバソプレシン遺伝子の間で異なる塩基の数は何個か また, ここから合成されるタンパク質のアミノ酸配列のうち異なるアミノ酸の数は何個か ⑵ ヒトのバソプレシン遺伝子とイモリのバソトシン遺伝子の間で異なる塩基の数は何個か また, ここから合成されるタンパク質のアミノ酸配列のうち異なるアミノ酸の数は何個か ⑶ バソトシン遺伝子 バソプレシン遺伝子などのように生物の生存にとって重要な遺伝子は生物間の塩基配列の変異が少ない その理由として考えられることを答えよ 問 11 trna について説明した次の文中の空欄 ( 1 )~( 5 ) に適当な数字を答えよ mrna と結合する trna の 3 つ組塩基をアンチコドンという 図 5の遺伝暗号表をみると, コドンの種類は ( 1 ) 種類であるが, そのうちの ( 2 ) 種類は終止コドンと呼ばれるものであり, この塩基配列に結合できる trna は細胞内に存在しない したがって, アンチコドンの種類は残りの ( 3 ) 種類であるように考えられるが, 実際にヒトのアンチコドンの種類を調べると, それよりはるかに少ない 図 4をみると, 右端のコドン AGU に対してアンチコドンが UA ではなく UG となっているが, これは誤植ではなく, ゆらぎ と呼ばれる現象である アンチコドンの 3 番目の塩基 G は, コドンの 3 番目の U と のいずれとも結合できるので, コドン AGU とコドン AG に結合する trna は1 種類しか存在しないのである 同じことが他のコドンにおいても成立しているため, 計算するとアンチコドンは ( 4 ) 種類あることになる ただし, 実際には少量ではあるが例外となるアンチコドンがいくつか見つかっており, ヒトのアンチコドンは 48 種類であることがわかっている この 48 種類の trna はそれぞれ ( 5 ) 種類のアミノ酸のうちの 1 種類だけと結合する FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 18 13/05/31 14:25

19 FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 19 13/05/15 18:11

20 第 3 問 ( 専門問題 ) A A a b c d 2 X Y X Y 2 X Y X Y FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 20 13/05/31 14:26

21 問 1 問 2 問 3 問 4 三つ 問 5 問 FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 21 13/05/31 14:41

22 B A Rhodopsin Rh 3 AB 1 A B 3 AB 3 Rh A 348 B 364 RhAB nm A 46.3 B Rh A B FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 22 13/05/15 18:12

23 問 7 問 8Rh A B 問 9 600nm 650nm 700nm 570nm 540nm 600nm 450nm 650nm 410nm 問 101 A nm FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 23 13/05/31 14:41

24 13FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 24 13/05/15 18:12 問 字以内

25 FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 25 13/05/15 18:12

26 0第 4 問 ( 専門問題 ) AB A A B A B A B A B 問 1 化学反応式 6 H 12 O 6 問 2 0 問 3 24 A B A B A B B A A B A A B B 問 4 A B A B FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 26 13/05/15 18:12

27 問 5 A A 1 A A A A A A A A 生物 - 問題 _012_031.indd 27 13FG- 13/05/15 18:

28 B m FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 28 13/05/31 14:42

29 問 6 問 7 問 FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 29 13/05/15 18:12

30 問 9 問 10 問 FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 30 13/05/15 18:12

31 FG- 生物 - 問題 _012_031.indd 31 13/05/15 18:10

32 13FG- 生物 - 問題 _H1.indd 4 13/04/01 10:14

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