平成 23 年度環境生化学期末試験問題（中村）学生番号（）氏名（）問 1 真核生物の成立について以下の問に答えよ 20 点 ① 真核細胞の細胞体は進化の過程で古細菌に由来すると考えられている。その根拠は何か。真核細胞の有する，遺伝子情報複製，発現などの生命活動にとって本質的に重要な機能の特徴，すなわち TATA ボックス，イントロン，岡崎フラグメントの長さ，RNA ポリメラーゼの構造の複雑性等が真正細菌より，古細菌に類似しているから。何と何との間で類似性が高いからというように文章をしっかり記述しないと減点です。単に項目を列挙しただけの答案は回答になりません。 ② 植物細胞の葉緑体はラン藻（シアノバクテリア）が共生してオルガネラになったと言われている。その根拠とされている事項を二つあげよ。葉緑体中に細胞核とは異なる独自の DNA しかも細菌型の環状 DNA があることや，この DNA 中の 16S ｒRNA の塩基配列の系統樹はシアノバクテリアに最も近いこと，さらに生体膜が二重膜構造を持っていることなどを少なくても 2 点を挙げてもらえば正解としました。問 2 ダーウインの進化について以下の問いに答えよ。 20 点 ① ダーウインの自然淘汰を実証した実験としてグラント夫妻の実験例がある。その実験の内容と結果について説明せよ。実験の内容と結果を具体的に述べていないと，大きく減点しました。旱魃期と雨期において嘴の大きさがどう異なっていたのか，さらに実験を通して環境に適応した自然選択の原理が働いていることが実証されたという結びつきが重要です。 ② 現在、生物の進化はどのようにとらえられているか。突然変異、自然淘汰の語句を用いて説明せよ。突然変異は生物にとって有利にも不利にも働く中立的な事象であるということの記述が必要です。その上で，偶然に遺伝的浮動である方向へ進化する場合と環境による自然淘汰が働いて種が選択される場合があることを銘記することが重要です。問 3 クマムシを乾燥した状態にさらすと球状の特殊な形態をとる。１0 点 ① この状態を何と呼ぶか、乾眠ほとんで正解でした。 ②乾燥した状態にすると体内にどのような変化が生じるかトレハロースが水分子と置き換わり，タンパク質や細胞内構造を安定化すること述べてください。問 4 生体反応は一般に温度の増加で活発になる。地球温暖化に伴い、気温が現在より高くなると生物生産量は現在より増加すると考えもある。この考え方について妥当性を論ぜよ。10 点植物の生産を例示した場合は，ソース（供給）が活発になって生産物質が増加すると，シンク（蓄積）から negative feedback control がかかり生産物質の合成に抑制がかかる例や，呼吸による活動で生産物質の消費が増すこと，さらに病害虫の発生増加等や高温ストレス等で必ずしも生産増加があるとは言えないことを述べれば正解としました。平成 23 年度環境生化学期末試験問題（中村）問 5 マメ科の植物に、根粒菌が共生するとどのような生理的変化がそれぞれの生物に生じるか。簡単に説明せよ。10 点根粒菌のニトロゲナーゼ活性の顕著な増加による窒素固定によるアンモニア栄養塩の産生がマメ科植物にとっては重要な窒素栄養塩の提供になる事実，そしてマメ科植物はヘモグロビンを産生し酸素をブロックしてニトロゲナーゼの酸素失活を防ぐとともに，酸素をミトコンドリアに提供して ATP 産生を高め，窒素固定反応のエネルギーを供給することを述べる必要があります。ヘモグロビンを言及しないと 5 点減点としました。問 6 反芻動物の第一胃、及び第四胃の消化について説明せよ。10 点第一胃の消化は，食料とする草等のセルロースから低級脂肪酸の産生を記述する必要があります。この働きが胃内に培養した細菌や原生生物によってなされること，さらに低級脂肪酸は動物体内に吸収されアセチルＣｏＡを介してＴＣＡ回路の基質となることも触れるべきです。また第四胃では，酸性下で消化酵素を動自身が分泌し，第一胃内で培養した微生物の死骸を分解し，微生物のタンパク質からアミノ酸の窒素源を取り出し動物の栄養源とすることを述べれば良いでしょう。どちらも 5 点の配点としました。第一胃についてのみでは 5 点，さらにセルロースを明記しないと 4 点しか与えませんでした。問７地衣類について以下の問に答えよ。20 点 ①地衣類を構成する生物二種をあげ、その二種の関係を述べよ。菌類と藻類（又はシアノバクテリア）からなることと藻類は光合成活動により糖質を産生して菌類に提供すること、菌類は藻類を乾燥から保護することを記述することが必要です。特に乾燥からあるいは水分蒸発から保護するという具体的な保護の内容がない答案は減点しました。 ②生物による環境変化を引き起こす例として地衣類が挙げられる。地球環境変化を誘引する内容と機構について説明せよ。シュウ酸を地衣類が分泌し、岩石から金属類をキレートして岩石をもらくするとともに偽根が岩石の隙間に陥入し、水分を提供して岩石の風化、土壌化を促進することが地衣類の環境変化を取り上げるべきです。ボーナス点 10 点次のうち 2 つを選択して答えよ。3 つ以上の回答は全問不正解とする。重油と同じ成分を出す植物プランクトン名は：ボトリオコッカス（ボツリオコッカス）雄が雌の体の表面に融解し性器のみ残す魚は：チョウチンアンコウヘモグロビンを進化させヒマラヤの高山を越境する鳥は：アネハツルあるいはインドガンミジンコが夏季において行う生殖法は：単為生殖（単に無性生殖ですと分裂や挿し木もありますので不正解としました。）