「大学入学共通テストが始まります…。でも生物ってどう変わるんだろうな」
「センター生物と共通テストの生物。入試が変わってしまうのかな？？？」
あなたはこう悩んではいませんか？
2020年に大学共通テストが始まります。それに伴って、各科目の出題のされ方が変わると言われています。一体、生物は、センター試験から大学入学共通テストに変わるとどのように変わってしまうのでしょうか？そのヒントが平成30年度に行われた大学入学共通テストの試行調査に隠されているようです。
医学部や看護学部や、農学部を受験する場合、生物を選択する方も多いのではないでしょうか。
今回は、理系の中でもあまり受験者数の多くない生物のセンター試験、大学入学共通テストの試行問題を、いま大学で生物を勉強している私が分析・解説していきたいと思います。
目次
大学入学共通テストの概要とセンター試験と共通テストの違い
では早速大学共通テスト試行問題の簡単な概要を説明していきます。実際に私が入試問題を解いてセンター試験に比べて難しいと感じた部分は以下です。
①知識だけで解けない問題が増えました。
2020年のセンター試験で知識だけで解ける問題は約6割、試行調査では、3割まで減りました。
②写真から読み取る問題、図から読み取る問題、グラフから読み取る問題が増えました。
③一つの問題で複数分野が問われている問題がほとんどです。
続いて、共通テスト・センター試験の概要についてご紹介します。
①大学入学共通テスト【2017年試行調査を参考】
- 試験時間：60分
- 大問数： 6題
- 設問数： 27題
- 満点：100点
2017年の試行調査の平均点は34点台でかなり難しかったようです。
②センター試験【2020年】
- 試験時間：60分
- 大問数：7問
- 設問数：34〜35問（選択する大問によって変わる。第6問選択で、34問、第7問選択で、35問です。）
- 満点：100点
2020年に行われた生物の平均点は57点台でした。かなり難しかったようです。
大学入学共通テスト試行問題（2017年度版）の「生物」試験分析
では早速大学入学共通テストの試行問題の生物について解説していきます。
①第1問
生殖や発生、生態の問題でした。問1は、表に数値を元に、全体の傾向を読み取った上で、個体群の分布図を選択する必要があった。データの解釈を理解するのが難しかった。問2は、実験データを元に、ゴカイの小型個体・大型個体を比べてデータと照らし合わせる必要があった。正しい記述を2つ選ぶ問題でやや解きづらかったようでした。問3では、ゴカイの様々な発生段階について考える問題でした。ゴカイの図等は教科書で紹介されていない場合もありますが、各図の複雑さや図に構成されているものを比較しながら発生の順ごとに並べられると思います。
②第2問
遺伝子や生殖や発生、植物の環境応答の問題でした。問1は、マウスを使った題材となっている。遺伝子改変の手法についての問題で、遺伝子に関する知識が正確に覚えておくことが日強でした。問2は受精前のマウスの卵を用いた問題でした。発生の単元の問題で、マウスの受精卵が減数分裂のどの時期のものなのか考えさせる問題でした。問3は受精が成立する際に関係する遺伝子について、実験結果から考察する必要がありました。正しい記述を選ぶ必要がありました。問4は花器官形成について考えさせる問題でした。知識を問う問題でした。問5は同じくABCモデルの問題でした。ABCモデルについて考察問題等はセンター試験でも出題されましたが、今回は考察する力だけでなく基礎的な知識を問う問題でもありました。問6はチューリップの花の開花する仕組みについての仮説が問題の題材でした。植物の環境応答の単元の問題からの出題で、記述内容から抽出して情報を集めるのが難しかったかもしれません。
③第3問
代謝からの出題でした。Aは光合成や大気の変化についての問題でした。問1は温度が低い時、二酸化炭素の吸収スピードが下がる理由について、問題文に提示された2つの仮説についてどのように実証すればいいのか、何を調べれば明らかにできるのか選択する問題でした。考察問題としてよくできている問題で、難しかった受験生も多かったようです。問2は大気中の二酸化炭素の濃度が季節によって変わることがテーマとなった問題でした。グラフで示されたデータを元に考えさせる問題でした。問3は問2とうってかわって、酸素の濃度の問題です。酸素濃度の季節変動について問う問題でした。問4は除草剤の影響について問う問題でした。除草剤が植物に与える影響について、実験手法が写真や図で説明されています。それらを適切な手順で選ぶ必要がありました。問5は除草剤関連の問題が続きました。植物枯死の要因について仮説を実証するためにいくつかの実験が提案されているがそれらが正しいのか考えさせる問題でした。これらはセンター試験とは違う傾向の新傾向の問題で、消去法で絞り込むことができない問題の１つでもあったので難しい部分もあったと思います。
④第4問
植生の遷移や進化の問題でした。問1は、花粉のデータについていくつか推測できることが本文中に書かれていますが、それが合理的でないものを含む選択肢を選ぶ問題でした。選択肢の文章が非常に紛らわしく、知識を持っているだけでなく、文章を読解する力や選択肢を吟味する力が必要でした。問2は花粉のデータをもとに、5つの文章から正解を導き出す問題でした。しかも複数選択肢の問題だったので難易度はより上がったのかもしれません。問3は被子植物の発芽孔の数などいくつか提示されている情報から進化の過程を考える問題でした。問4は花粉の化石に関するデータを元に植物のデータを考察する問題でした。問5は絶滅した植物を選ばせる問題でした。生物の変遷に関する問題でした。
⑤第5問
今流行のバイオテクノロジーの問題でした。ホタルのルシフェラーゼ遺伝子を導入した大腸菌の問題が今回の題材でした。教科書でよく取り上げられる組み換えプラスミドなどの問題ではなく、実験手法やDNAの総量などを問う問題でした。問1では、ルシフェラーゼ遺伝子をもとに、実験手順について考えさせる問題でした。問2は濃度のわかっているDNA溶液を用いた実験でした。DNAの総量について求める問題ではありましたが、計算して回答する際、試料がすでに100倍に薄められていることがポイントで計算した結果何を出したのか（100倍希釈した溶液なのかDNAの総量なのか）考える必要があったと思います。問3は耳垢の問題でした。遺伝子頻度を計算する問題ではありましたが、データの一部が与えられていない（親世代のデータがない）のが新しく、祖父母世代のデータ、自分世代（生徒の世代）の両方のデータを用いて計算し、データを検討する必要がありました。問4は遺伝子頻度を用いて考える必要がありました。そのため、問3ができていることで解ける問題でもあり、問3を間違えると問4も正答できない可能性があります。問5は人集団の遺伝子頻度のデータについて調べることで遺伝子頻度を考える問題でした。最も難しいもんだいの1つでした。
⑥第6問
動物の反応と行動の問題でした。オキシトシンなどが題材となっていました。問1では、グラフの大まかな傾向を読む問題でした。飼い主と動物の尿中のオキシトシンの量を見ながら選択肢を吟味することでたやすく理解することができるでしょう。問2は犬や飼い主と飼い主以外を見つめるデータとオキシトシンの量を比べる問題でした。こちらも考察問題ではありますが、他の考察問題と比べれば比較的簡単な問題とも言えました。問3は与えられた実験結果、つまり、人との見つめ合い行動とオキシトシンをだすことの間の関係についての実験で、追加の情報として何が必要か等問題でした。あまりセンター試験では見かけないタイプの問題なので難しかったと言われています。
大学入学共通テスト試行問題（2018年度版）の「生物」試験分析と解説
続いて2018年度の大学入学共通テストの生物の分析です。
①大問１
大問1は筋肉に関する問題でした。
A問題は缶詰のツナを顕微鏡で筋肉を観察する問題でした。明帯、暗帯 Z膜の位置関係やいわゆる滑り説を覚えている人は楽勝に解ける知識問題です。問1は骨格筋の写真を元に考察する必要がありました。
B問題は筋肉へのエネルギー供給の問題でした。まずクレアチンリン酸を分解し、つぎに解糖系、そして呼吸へとだんだんエネルギー供給方法が変わっていくことを覚えている人が解ける問題です。問3は金収縮のrネルギー源をグラフから与えられた情報を元に考える必要があり、グラフから情報を集める力が必要でした。
大問１は知識問題でした。しかしここで油断してはいけません。
②大問2
A 異なる種との交雑を防ぐ仕組みについてです。
実験１で分子系統樹によって種間の関係が示され、実験2で花粉管が胚珠に到達するためにはどの種も助細胞が必要であることが示されました。実験3では胚珠、柱頭、花粉管すべて同じ種のものでないと胚珠に花粉管が到達しないことが示されています。問われている3問すべてが考察問題になっています。実験１・２の結果から導かれる考察としては助細胞が花粉管を誘導する性質はトレニア属のA,B,Cとアゼナ属のDに共通してみられるということのみである。ここで注意したいのは、この実験のみでわかることなので、自分の知識から、種子植物全体に共通してみられるとか、維管束植物全体に見られるなど自分で勝手に判断してはいけない点が気を付けなければならないところです。実験3からは胚珠と柱頭、柱頭と花粉管が違う種になると胚珠に到達する花粉管の割合が小さくなるので、どちらの相互作用も異種間交雑を妨げる仕組みになっているといえます。また、3問目は研究計画を考える問題でした。種Ｆ・Ｇが異種間交雑をしな仕組みを調べるのに関係しないものが適切でない研究計画として正解です。4問目は写真から、どの種のどの植物かを判定し、獲得した形質ごとに当てはめていく問題でした。これがＡ問題唯一の知識問題です。
Ｂ 種子Ｘの発芽について
Ｂ問題の1問目はＸが短日植物なの長日植物なのか、その限界暗記を問うものでした。脇に屋外灯を置いてある方の花壇は3月10日に花芽形成が見られグラフを見ると暗期が約11時間となっています。暗期が11時間より短いと花芽形成しているので、長日植物だと判断できます。また限界暗期は11時間より長くなると読み取れます。花芽形成と温度については、6月にまいた種も、10月にまいた種も春に開花していることから、一度冬を経験しないと、花芽形成しないことがわかります。3問目は長日植物が主にどのようなところで育っているか問われています。また自家受粉で結実しないのは攪乱には不利であり、日当たりがいいところは林床よりはギャップといえるでしょう。4問目は純生産量が総生産量から呼吸量を引いたものという理解があれば答えは出せたのではないのでしょうか。純生産量は植物体の重量で判断できる。しかし総生産量は呼吸量という、重量には含まれない数字も入っているのでこの情報からだけでは判断できません。
③大問3
ホメオティック遺伝子についての問題でした。一問目は節足動物門が外骨格を持っていることは知識で解けた問題でした。2問目は細胞内の濃度勾配を保つための性質を問う問題でした。細胞分裂が起こるともともとあった濃度勾配が壊れてしまうので③が正解でした。3問目はショウジョウバエの遺伝子Ｘの働きについて問う問題でした。遺伝子Ｘが失われると一つ前の節と同様の形態になっているので、発言している大切で働いて、1つ前の体節と同じものになるのを抑制しているといえる。4問目は矛盾しない仮説を選ぶ問題でした。チョウの遺伝子Ｘがショウジョウバエと違う働きをしていることを仮説で言えればいいので3つとも正解でした。
④大問4
リスの個体群とその変動についての問題でした。1問目は0歳の初めの個体数に対するｘ歳の初めまで生存した個体数の比率㏓とｘ歳の個体が生んだ子の平均ｍｘの積でlxmxの合計は1.000になっているので個体数に変動はないということが言えます。二問目は生存曲線を選ぶ問題です。px（ｘ歳の初めから（x+1）歳の初めまでの生存率をみると０歳から１歳までの生存率がほかとくらべても低いことがわかるので最初のグラフの傾きが大きくなるグラフを選びます。３問目は、リスの生息地が分断されると、減少する指標を選ぶ問題です。生息地分断は環境収容力の低下、捕食者の個体数、多様性どの指標の低下も招きます。４問目の生息地が分断されて、絶滅のリスクが上昇する理由としては、近親交配に伴う１匹が生む子の個体数の低下と偶然に個体数がゼロになるリスクの上昇です。５問目は集団が小集団に分断されたとき、遺伝子構成として現れる可能性が最も低いものを選ぶ問題セル。小集団に分断された個体群で元の個体群と同じような遺伝子構成になることは考えにくいので④を選べます。
⑤大問５
A遺伝子組み換え技術に関する問題でした。
１問目はプラスミドを酵素で切断してそこにはまるようなDNA断片を選ぶ問題です。２問目は遺伝子の転写領域についての知識問題です。転写調節領域、プロモーター、翻訳開始点の順で並んでいます。３問目はチューブリン、すなわち微小管があるところを選ぶ知識問題です。紡錘糸や鞭毛、細胞骨格に微小管は存在しています。
Bはアセトアルデヒド脱水素酵素に関する問題でした。
１問目はリボソームの存在位置を問う問題でした。粗面小胞体の表面にはリボソームがついているので、答えは小胞体の表面です。二問目はグラフを選ぶ問題でした。表を見て１つ変異体に変わると酵素活性が激減することを読み取れれば①を選べると思います。３問目は前提を考える問題です活性が半分になるような計算を考えるとき、複合体の酵素活性が正常のポリペプチドの本数に比例すること、変異ポリペプチドが複合体の構成要素にならないことを前提とすれば問題の条件に合致します。最後の問題は遺伝子頻度を調べる問題でした。
センター試験（2020年度版）の「生物」の試験分析と解説
例年通りの問題が出題されていました。
①大問１
A 原核生物や真核生物の転写調節について
１問目は基本的な原核生物の転写に関しての知識を問うものでした。オペロンは一連の代謝経路に働く酵素を発現する遺伝子である。オペレーターはリプレッサーが結合する領域であり、これによって転写が抑制される。２問目は転写調節の仕組みについての問題でした。ラクトース由来の物質にリプレッサーが結合することによって、オペレーターに結合できなくなり、ラクトース分解酵素が転写され作られるようになります。３問目は真核生物の転写に関する問題でした。DNAはヒストンに巻き付いていて、ヌクレオソームという構造を取っている。真核生物の場合はプロモーターに基本転写因子とRNAポリメラーゼが結合し転写が開始される。スプライシングは核内で取り除かれる。
B 体細胞分裂について
1問目はグラフを読み取って細胞周期を考える問題です。30時間から50時間の20時間で細胞数が2倍になっていて。50時間の時点で凝縮した染色体をもつ細胞が10％みられるので、細胞周期が2時間であると読み取れる。2問目は細胞当たりのDNA量がどの時期の細胞かを読み取る問題です。DNAの複製を行う時期の細胞はDNAが2と4の間です。DNAの複製完了から分裂開始までの時期や分裂期の細胞はDNA の量は４になります。分裂完了からDNAの複製開始までの時期の細胞のDNA量は2です。
②大問2
A 発生について
一問目は発生に関する基本的な知識を問う問題でした。動物の未受精卵は受精後、卵割を繰り返すことによって多細胞化します。発生運命の決定は、特定の調節たんぱく質が、特定の遺伝子の転写を調節するDNA領域に結合することで、細胞の分化が起こります。2問目は推論を合理的に導くために必要不可欠な実験結果の組み合わせを選ぶ問題です。3問目は実験から黒卵片に含まれる物質の働きについて考察する問題です。
Ｂ ＡＢＣモデルについて
1問目は変異体においてどの遺伝子が欠損しているか考える問題です。二問目は減数分裂に関する問題です。染色体の一部が交換されることは乗換えといい第一分裂が終わったとき、1細胞あたりのＤＮＡ量は、減数分裂前と同じです。第二分裂が終わったときは、ＤＮＡ量は1/2倍になっています。
③大問3
Ａ 神経、フェロモンについて
1問目は遠くを見るときの毛様体、チン小帯、水晶体の様子についてです。遠くを見るときは毛様体は弛緩しチン小帯は緊張し、水晶体は薄くなります。2問目は神経と筋肉に関する記述で適切なものを選ぶ問題です。3問目は実験の考察を考える問題でした。実験1では模型にフェロモンをしみこませ、雄は近づいているので雌の見た目で雄は近づいているのではなく、フェロモンに反応して近づいていることがわかります。実験２では触角を切除するとフェロモンには反応しなくなり、、触角が雌のいる方向を確定していることがわかります。実験３では雄は資格情報では雌を感知していないことがわかります。実験４は対照実験です。この実験から雄の性フェロモンの感知には触角が必要であり、雌に近づくためには視覚情報は不要だが両方の触角がそろっている必要があることがわかります。
Ｂ 植物ホルモンについて
1問目はアブシシン酸の合成に関して変異体Ｃ，Ｄは正常か異常かを考える問題です。野生型は乾燥ストレスがあるときアブシシン酸の量が増えています。変異体Ｃも同様に増えていますが、変異体Ｄは増えていないので、変異体Ｄのみがアブシシン酸合成に関して異常であるといえます。2問目はアブシシン酸によって遺伝子Ｘの八元が増加する過程で、異常があるかないかを読み取り、アブシシン酸を噴射したとき、実際に変異体は乾燥耐性が回復するのかが問われています。実験６によると、アブシシン酸を処理したときに遺伝子Ｘが発現しているのは野性型と、変異体Ｄのみです。よって、アブシシン酸噴射によって変異体Ｃの乾燥耐性は回復しないが、変異体Ｄの乾燥耐性は回復するといえます。3問目は発芽に関する知識問題です。種子は給水すると胚でジベレリンが合成され、ジベレリンは糊粉層に働きかけをして、アミラーゼの合成を誘導し、胚乳に貯蔵されているデンプンを分解します。
④大問4
Ａ 生態、環境について
1問目はアブラムシとヒアリの関係、、つまり共生関係、そして、ヒアリを駆除するとアブラムシによる綿の食害は減少するということを問う問題でした。2問目は個体数が少なくなることによって誘発される絶滅の要因を選ぶ問題でした。個体数の減少は遺伝的多様性を低下させ、これが絶滅の要因となります。3問目は社会性昆虫についての問題でした。シロアリは社会性昆虫であり、コロニーは女王とワーカーで構成されます。ワーカーは一生、生殖能力を持たないことが多いです。また鳥類では親以外の個体で、子の保護や子への給餌を行う個体のヘルパーがいます。
Ｂ 生産量について
1問目は純生産量の定義についてです。純生産量は成長量と被食量と枯死量を足し合わせたものであり、総生産量は、純生産量と呼吸量を足し合わせたものです。2問目は実験の考察でした。実験のグラフから、富栄養植物は貧栄養植物よりも富栄養土壌と貧栄養土壌どちらの条件でも成長能力が高いことがわかります。また虫あり区と虫なし区の成長量の差がちいさい植物ほど、被食防御能力が高いといえるので、富栄養植物は貧栄養植物よりも被食防御能力が低いといえます。また、貧栄養植物は成長能力は低く、被食防御能力は高いといえます。
⑤大問5
Ａ 遺伝子頻度について
1問目は生物の進化や突然変異に関する基本的な問題でした。生存にゃ繁殖に影響しない突然変異は遺伝的浮動によって集団中に広まり、突然変異は蓄積します。また種間でみられる塩基配列の違いの多くは生存や繁殖に影響しない突然変異に由来しており、主観の塩基配列の違いは共通の祖先から分岐した後に長い時間が経過しているほど大きいという傾向があります。2問目は遺伝子頻度の問題です。Ｗの遺伝子頻度が0.8なので、ｗの遺伝子頻度は0.2であり個体数の割合はＷＷが６４％、Ｗｗが３２％、ｗｗが４パーセントになります、それに該当するグラフを選んでください。３問目は非同義置換と同義置換の数から遺伝子の重要度を推測する問題です。遺伝子Ｘは非同義置換の割合が０なので突然変異が起きた場合個体の生存や繁殖に有害であるといえます。
Ｂ 分子系統樹と生物の進化
１問目は生物の進化を問う知識問題です。２問目はシダ植物の生きてい時代は何年前かを問う問題でした。裸子植物出現前の年代なので４億年以上前が正解となります。３問目は実験１の表から、含水率を計算し、生命活動の回復時間を読み解く問題でした。
⑥大問６
酵素の活性についての問題でした。Ｘ１の末尾にはほかのたんぱく質にはついていない７つのアミノ酸がありそのアミノ酸がペルオキシソームへの輸送にかかわっていると予想できます。また実験１の結果から、７つのアミノ酸配列は、酵素活性にかかわっていないことが読み取れます。２問目は塩基配列からどちらの酵素かを予想する問題です。３問目は光受容体に関する知識問題です。レタスの発芽促進にはフィトクロムがかかわり、気候の開閉などにはフォトトロピンがかかわっています。
⑦大問７
生命の進化に関する問題です。１問目は知識を問う問題でした。酸素を発生させて有機物を合成することは光合成といいます。酸素が大量に発生するとオゾンができ地球の大気表面にオゾン層が形成されました。カンブリア時代末期の化石はエディアカラ生物群が知られています。二問目は節足動物に関しての知識を問う問題でした。３問目は薄層クロマトグラフィーをした結果から海藻と色素を考察する問題でした。
共通テストとセンター試験の比較
同じテーマの問題が、共通テストとセンター試験でどのように変わるのか比較したいと思います。
この問題は2020年のセンター試験の大問４の問４です。
生産量についての問でした。純生産量についての知識を問う問題でした。
下記の問題は平成３０年度の試行調査の問題です。
純生産量及び総生産量の知識を前提にした問題になっています。
このように共通試験では、知識そのものを問う問題より、知識を使って解く問題が増えることになります。
共通テストの生物の問題を高得点を目指すために必要な対策方法
最後に共通テストの生物の問題で高得点を狙うための対策方法についてお伝えします。
①図・グラフ・表など，日頃から科学的な視点でデータを検討したり読み取ったりする力を養いましょう。
科学的な視点でデータを読み取る力を養ってください。生物の共通テストではいくつもの問題で科学的なデータを扱う問題が出題されます。テスト対策をはじめる前から、学校等や予備校等の授業でデータを扱う問題が出た際に、読み取る練習をしておくと良いでしょう。これらは大学等に進学し、実験等を行う際にも使える力になります。
②実験・観察に積極的に取り組み，仮説を検証する方法やその結果を考察する力をつけましょう。
共通テストの生物では、いくつもの問題で実験・観察など所見の問題が出題されました。これらは単に教科書を暗記しているだけでは難しい部分もあります。そのため、共通テスト対策に向けて、実験・観察等が経験できる機会があれば、積極的に仮説を立て、考察してみるなどのプロセスを繰り返すと良いでしょう。これらのプロセスを経ることで確実に、〇〇はどうなんだろう？と考える力は養えます。
③日常生活の中から課題を見つけ，授業で身に付けた知識・理解を基に科学的に「どうして〇〇なんだろう？」と考える力を養ってください。
普段から〇〇はどうしてなんだろうと考え、そのためにはどんな情報が必要なのか？など考える癖をつけると良いかもしれません。今回の共通テストの試行調査でも、この仮説を実証するためにどのような情報が必要か選択させる問題もありました。そのため、実証するためにはどのような条件が必要なのかなども考える癖をつけると良いかもしれません。
まとめ
来年から思考される共通テストは従来のセンター試験のような、知識のみを問う問題は少なくなり、実験の考察や仮説を立てること、研究計画を立てることなど、様々なことが問われることになります。生物の知識を前提にした応用問題がたくさん出題されるので、しっかり対策をしましょう。
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