科学と人間生活

28問 • 2年前

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18世紀に起きた(ア)以降、科学技術が大きく発展した。蒸気機関は(イ)の燃焼により生じた蒸気の力が機会の動力や物資を輸送する手段となった。19世紀にさまざまな新しい技術が導入された。音声を電気信号に変換する技術が利用された(ウ)が発明された。 20世紀には(エ)・ラジオが発明され、多くの人が同時に情報を受け取れるようになった。21世紀には(オ)やインターネットを生み出した情報革命が起こり、SNSの活用、(カ)AI、(キ)VR、(ク)ARの登場により、多くの課題を解決することが期待される。・石炭・電話・産業革命・コンピューター・仮想現実・テレビ・人工知能・拡張現実

産業革命, 石炭, 電話, テレビ, コンピューター, 人工知能, 仮想現実, 拡張現実

携帯電話の形は大型のものから腕時計や眼鏡型のものまでさまざまである。さらに、(ア)を利用した正確な(イ)情報の認識による(ウ)案内や行方不明者の捜索に利用されるだけでなく、街中の情報を受信するセンサーや多くの情報が入力された(エ)と情報をやり取りすることにより、目的地まで安全に誘導したりすることが可能になっている。近年では磁石のはたらきを利用した(オ)モーターカーが実用化され、離れた都市をより短期間で結ぶことができるようになった。課題は、(カ)を、(オ)モーターカーは多量の(キ)を消費することで、環境への負担が小さく、資源を過度に消費しない交通の発展が求められている。・交通・電力・ガソリン・人工衛星・ICタグ・位置・リニア

人工衛星, 位置, 交通, ICタグ, リニア, ガソリン, 電力

スマートフォンがない世界となったとすると、どのような不便さが生じると考えられるか。

情報の入手に困難する

(ア)自動車や燃料電池車の誕生が家づくりや街づくりを変化させている。燃料電池で発電した電力を自宅で(イ)できる住宅を建設したり、発電した電力を(ア)自動車に充電できるようになってきている。現在、水素の多くは(ウ)や天然ガスから製造しているが、将来的には水の(エ)や熱分解で生産・利用することが期待されている。災害の多い日本においては(オ)や津波を常時観測する仕組みの構築など地震被害想定の研究開発が進められている。同時に、防災情報システムや避難のための交通システム、(カ)・制震技術を構えた住宅地の開発など、さらなる(キ)技術の発展が期待されている。・石油・蓄電・防災・耐震・電気・地震・電気分解

電気, 蓄電, 石油, 電気分解, 地震, 耐震, 防災

私たちの体に存在する微生物を(ア)菌といい、(イ)や腸の粘膜などに膨大な数の(ア)菌が生息している。腸内細菌は腸に怒られる物質を分解してエネルギーを得、消化を助けている。体重60kgの人ではからだ全体で(ウ)kgになるとされ、大便のおおよそ(エ)分の1は腸内細菌である。腸内細菌は産物が有用な物質である(オ)菌と有害な物質である有害菌に分けられ、(オ)菌の活動が盛んであれば有害菌の活動が抑えられる。・3 ・常在菌・有益菌・皮膚・1.5

常在菌, 皮膚, 1.5, 3, 有益菌

(ア)は微生物とすることもあるが、通常生物としては扱わない。最近は食品に利用する(イ)菌、ヒトの体の中にすむ(ウ)、光合成をする細菌が共存するネンジュモ、ユレモなどのシアノバクテリアなどがある。 (エ)菌や(オ)菌などほかの微生物がすめない環境にすむものがある。原生生物は(カ)、アメーバなどの原生生物とケイ藻などの単細胞の藻類がある。菌類は細胞壁をもつ、(キ)を行わない、有機物を体の表面から取り入れる、などの特徴をもつ。シイタケなどのキノコ、日本酒やしょうゆ、みそなど(ク)食品をつくるときに利用される。・ゾウリムシ・超好熱菌・発酵・高度好熱菌・ウィルス・乳酸菌・光合成・大腸菌

ウィルス, 乳酸菌, 大腸菌, 超好熱菌, 高度好熱菌, ゾウリムシ, 光合成, 発酵

菌類や細菌などは(ア)を動物植物の遺体・排出物などの有機物を分解して取り出す。このため、生態系のなかで(イ)としての役割を果たしている。この結果Aでは微生物によって(ウ)が分解され、(ウ)とヨウ素の反応は起きなかったことが分かる。・デンプン・必要なエネルギー・分解者 Bでは、Aとは逆に、ヨウ素液との反応が見られた。その理由を微生物のはたらきを根拠にして簡単に説明せよ。

必要なエネルギー, 分解者, デンプン, 沸騰した上澄みを加えたBでは、微生物が死滅していたため、デンプンは変化せずにそのまま残っていたから

大気中には窒素ガスが約(ア)%含まれる。この窒素ガスを、(イ)を合成する材料にできる生物は少ない。 (ウ)菌はマメ科のなかまの植物の根に(エ)する微生物で、空気中の窒素ガスを窒素化合物である(オ)塩に変化させる事が出来る。このはたらきを(カ)という。これにより、植物は(ウ)菌から(オ)塩を受け取り、逆に(ウ)菌は植物から光合成で合成した有機物を受け取っている。このような(エ)関係が成り立っている。・窒素固定・78 ・共生・タンパク質・アンモニウム・根粒菌

78, タンパク質, 根粒菌, 共生, アンモニウム, 窒素固定

植物がアンモニウム塩や(ア)塩から有機物である(イ)を合成するはたらきを(ウ)という。 (エ)や細菌などの分解者が(イ)を無機物のアンモニウム塩や(ア)塩に分解する。植物がアンモニウム塩や(ア)塩を吸収し、これらを利用し(イ)を合成する。このようにして生態系内を窒素が循環している。また、空気中の放電である(オ)によって大気中の窒素が(ア)塩として土壌中に移り、逆に、1部の細菌のはたらきにより(ア)塩が分解され窒素が(カ)中へ戻っている。・大気・窒素同化・菌類・硝酸塩・雷・タンパク質

硝酸塩, タンパク質, 窒素同化, 菌類, 雷, 大気

バイオレメディエーションの方法として代表的な2つある。その方法を簡単に説明せよ。

汚染された場所に外部で培養した微生物を与えて浄化を行う, 浄化させたい場所に養分などを加え、その場所に住んでいる微生物を活性化させる

17世紀にオランダの(ア)は、自作の(イ)を使って池の水などを観察し、微生物を発見した。ドイツの細菌学者である(ウ)は炭そという家畜の伝染病の原因が(エ)であることを明らかにした。生物が無生物から発生するとする(オ)説がずっと信じられていたが、1861年にフランスの(カ)は口の部分を「白鳥の首」のような形に曲げたフラスコを用いた実験により(オ)説を否定した。・自然発生・顕微鏡・コッホ・レーウェンフック・細菌・パスツール

レーウェンフック, 顕微鏡, コッホ, 細菌, 自然発生, パスツール

19世紀にロシアの(ア)はタバコモザイク病の病原体が(イ)のろ過器を通過することから、病原体は(イ)より小さい、(イ)とは異なる性質をもつことを明らかにした。また、狂犬病や黄熱病も同様の性質をもつ(イ)とは異なる病原体が原因とわかった。のちに、これら病原体は(ウ)とよばれるようになった。アメリカの(エ)はタバコモザイクウィルスの結晶化に成功した。そして、これらは(イ)より小さく、光学顕微鏡では観察することが出来ず、観察するためには電子顕微鏡が必要であった。 (ウ)が病原体となるヒトの病気にははしか、天然痘、(オ)、(カ)などがある。・細菌・スタンリー・エイズ・イワノフスキー・ウイルス・インフルエンザ

イワノフスキー, 細菌, ウイルス, スタンリー, インフルエンザ, エイズ

発酵食品をつくるのに利用する微生物は大きく分けると酵母、カビ、細菌に分けられる。発酵食品を利用する微生物によって分けると次のようになる。空欄に入る発酵食品をそれぞれ1つ答えよ。・キムチ・みりん・チーズ・日本酒・かつお節・カマンベールチーズ・日本酒・ビール

日本酒, みりん, カマンベールチーズ, キムチ, ビール, かつお節, チーズ

酵母は(ア)ブドウ糖などの糖を分解し、エネルギーを得ている。このとき、(イ)というアルコールの1種がつくられる。また酵母は(ウ)とも呼ばれ、パン作りに使われるドライ(ウ)などが知られている。・イースト・グルコース・エタノール ①画像の実験の結果からわかることを「酵母」、「温度」それぞれに着目して簡単に答えよ。 ②実験で発生した気体を石灰水に通じると白く濁った。この気体は何か答えよ。

グルコース, エタノール, イースト, 発酵には酵母が必要, 発酵は温度が40℃くらいのときに反応がよく進行する, 二酸化炭素

発酵は微生物が(ア)を分解して(イ)を得るための生命活動である。日本酒は蒸したコメにコウジカビが主体の(ウ)を加え、デンプンをグルコースに変化させる(エ)という過程を経て、生じた糖を酵母によって発酵してつくる。ビールは(オ)を発芽させた(カ)のデンプンを(エ)し、これを発酵してつくる。乳酸発酵により乳中の(キ)が増えると、酸でタンパク質が(ク)し、ヨーグルトができる。・乳酸・エネルギー・米麹・糖・凝固・糖化・麦芽・オオムギ

糖, エネルギー, 米麹, 糖化, オオムギ, 麦芽, 乳酸, 凝固

(ア)は生物がつくり、ほかの生物の細胞の生育や機能を(イ)する物質をいう。最初の(ア)は(ウ)といい、イギリスの(エ)が発見した。また、アメリカの(オ)が発見した(カ)は結核の治療薬として有名である。世界大戦後、(ア)の普及により(キ)が主な死因ではなくなった。遠藤章は1970年代にアオカビの培養液から(ク)値を下げる物質を発見した。・コレステロール・ペニシリン・抗生物質・ストレプトマイシン・阻害・ワクスマン・フレミング・感染症 ①1974年の日本人の死因を1位～3位をそれぞれ答えよ

抗生物質, 阻害, ペニシリン, フレミング, ワクスマン, ストレプトマイシン, 感染症, コレステロール, 結核, 肺炎, 胃腸炎

環境型社会を形成していく取り組みとして、廃棄物の発生抑制(ア)、再使用(イ)、再生利用(ウ)の英語の頭文字をとった3Rがある。また、近年は国連が提唱する(エ)が取り組まれている。これは、世界のみんなで達成していくべき17の具体的な目標であり、素材については「つくる責任、つかう責任」として(オ)可能な社会を支える科学技術を開発することと、それを使う私たちの意識改革が求められる。・SDGs ・リユース・持続・リデュース・リサイクル

リデュース, リユース, リサイクル, SDGs, 持続

金属は金属独特の輝きである(ア)を持つ。多くの場合、これで金属か非金属かを判断できる。また、(イ)や(ウ)の伝導性が高いものも金属の特徴である。外から力を加えられると長く伸びる性質(エ)や薄く箔に広がる性質(オ)は金属固有の特徴で電線や針金、金箔やアルミホイルなどに利用される。鉄などの1部金属は(カ)に入れると期待を発生しながら溶ける。これら金属に特有の性質は結晶中の(キ)の働きによる。・電気・延性・自由電子・熱・金属光沢・塩酸・展性

金属光沢, 電気, 熱, 延性, 展性, 塩酸, 自由電子

鉱石から目的の金属を取り出す操作を(ア)という。銅の原料となる黄銅鉱は銅と鉄やの化合物である。高温にして鉱物を溶かすと純度99%の(イ)ができる。 (イ)を電極にして銅の水溶液中で電気分解すると純度99.99%の(ウ)が得られる。このようにして(ウ)を得る方法を(エ)という。鉄の原料は(オ)(鉄と酸素の化合物)、(カ)(炭素)、石灰石である。(キ)に原料を入れ、下から熱風を吹き込むと(カ)が燃え、一部が(ク)になる。高温の(ク)が(オ)から酸素を奪い、炭素含有量の多い(ケ)ができる。(ケ)は(コ)内で酸素を吹き込まれて、炭素含有量の少ない(サ)になる。・転炉・高炉・粗銅・鉄鉱石・製錬・純銅・一酸化炭素・コークス・鋼・電解精錬

製錬, 粗銅, 純銅, 電解精錬, 鉄鉱石, コークス, 高炉, 一酸化炭素, 鉄鉱石, 転炉, 鋼

アルミニウムの原料は(ア)(主成分はアルミニウムの酸化物)で、これを精錬し純粋な(イ)(酸化アルミニウム)とする。(イ)を高温で融かして液体にしたのちに(ウ)をしてアルミニウムを得る。この製法を(エ)という。この製法のため、アルミニウムの製錬には多くの電気エネルギーが必要である。このため、アルミニウムは電気の(オ)とも言われる。単体は(カ)色で軟らかく、軽金属である。表面に緻密な(キ)の被膜をつくり、内部を保護し、さびにくくできる。また、鋼・マグネシウム・マンガンを加え、軽くて強じんな(ク)という合金をつくる。・ジュラルミン・アルミナ・酸化物・缶詰・ボーキサイト・電気分解・銀白・溶解塩電解

ボーキサイト, アルミナ, 電気分解, 溶解塩電解, 缶詰, 銀白, 酸化物, ジュラルミン

さびは金属が空気中の(ア)や水と反応し、酸化物、水酸化物、塩などに変化したものである。表面にペンキなどの(イ)を塗ったり、さびにくい金属の被膜をつくる(ウ)を施したりする方法がある。(エ)など、合金には錆びにくいものもある。金属の再生利用では、マテリアルリサイクルが行われることが多いので、収集時の分別のために(オ)マークが表示してある。スチーム缶やアルミニウム缶は(カ)%がリサイクルされている。そして、原料の鉱物からつくる場合にくらべて鉄は(キ)%、アルミニウム(ク) %のエネルギーが節約できる。・リサイクル・塗料・ステンレス鋼・酸素・97・90・70・めっき・リサイクル

酸素, 塗料, めっき, ステンレス鋼, リサイクル, 90, 70, 97

次は合金についてまとめた表である。空欄(ア)〜(キ)に入る最も適当な語句など答えよ。・白銅・五・航空機・黄銅・十・青銅・百

黄銅, 青銅, 白銅, 五, 十, 百, 航空機

小さな分子が非常にたくさん結合してできた巨大な分子を(ア)化合物という。(ア)化合物にはデンプン・タンパク質などの天然に存在するものもあるが、多くは(イ)を原料につくられた合成(ア)化合物である。合成(ア)化合物に可塑剤などを混ぜて作った材料が(ウ)である。 (ウ)を熱に対する性質の違いで分けると、熱を加えると軟らかくなり、冷えると硬くなる(エ)性樹脂と、熱を加えると硬くなる(オ)性樹脂に分けられる。 (エ)性樹脂の例として(カ)がある。・ポリエチレン・高分子・熱硬化・石油・プラスチック・熱可塑

高分子, 石油, プラスチック, 熱可塑, 熱硬化, ポリエチレン

ポリエチレンを試験管に入れて燃焼させると、試験管の口に水滴がついた。このことから、(ア)が発生したことが分かる。また、発生した気体が石灰水を白濁させたことから、(イ)が発生したことが分かる。このように、プラスチックは主に(ウ)原子と(エ)原子からできている。廃棄プラスチックを燃やすと条件によっては(オ)な気体が発生することがある。ポリ塩化ビニルは(オ)を含んでいるので、塩化水素が発生する可能性がある。・塩素・水・二酸化炭素・水素・炭素

水, 二酸化炭素, 炭素, 水素, 塩素

ポリエチレン、ポリ塩化ビニルおよびフェノール樹脂を細かく切り、それぞれに(A)水にいれる、(B)加熱するという操作を行い、結果を画像のようにまとめた。 (A)については、浮いた場合は「浮く」沈んだ場合は「沈む」と答えよ。また(B)について融けた場合は「融ける」、解けなかった場合は「融けない」と答えよ。

カ、浮く, キ、沈む, ク、沈む, ケ、融ける, コ、融ける, サ、融けない

石油は(ア)の差によりいくつかの成分に分けられる。(ア)が低い順に石油ガス、(イ)・(ウ)、(エ)・(オ)、重油、アスファルトなどとなる。(ウ)は多くのプラスチックの原料になる。プラスチックをつくる高分子化合物は小さい分子が結合してできている。この小さい分子を(カ)(単体化)、(カ)が多数結合してできた大きい分子を(キ)という。また、(カ)から(キ)ができる反応を(ク)という。 (ク)には、付加反応を連続して起こし、分子どうしを結合させる(ケ)反応と、2分子から1部原子が水H2O分子の形で失われ、2分子が結合する反応を連続して起こす(コ)反応がある。 (ケ)反応によりつくられるプラスチックには(サ)などが、(コ)反応によりつくられるプラスチックには(シ)などがある。・ガソリン・ポリマー・重合・沸点・ポリエチレンテレフタラート・ポリエチレン・軽油・ナフサ・付加重合・重合・灯油・モノマー

沸点, ガソリン, ナフサ, 灯油, 軽油, モノマー, ポリマー, 重合, 付加重合, 重合, ポリエチレン, ポリエチレンテレフタラート

(ア)〜(ウ)のそれぞれについて、他のプラスチックにはない独特な特徴・性質を簡単に答えよ。あわせて、利用例も答えよ。 (ア)導電性プラスチック (イ)高吸水性高分子化合物 (ウ)半分解性プラスチック

電気を通す, スマートフォン, 水を大量に吸収する, 紙おむつ, 微生物によって水と二酸化炭素に分解される

19世紀初めにイギリスのロバート・ブラウンは水に浮かんだ花粉が(ア)な運動をすることを発見し、この運動を(イ)運動と名付けた。 (イ)運動はまわりの水分子が花粉に衝突することで起こる。このように、原子・分子は温度に応じた(ア)な運動をする。これを(ウ)という。(ウ)は温度が(エ)いほど激しい。日本で最も一般的に用いられる温度で(オ)温度(セ氏温度)は単位が度(℃)で表され、1気圧における水の沸点を(カ)(℃)、氷の融点を(キ)(℃)とし、これを基準として定められた。これに対して(ク)温度は、単位を(ケ)(K)で表し、最も低い温度が0(K)である。この温度を(コ)と呼び、セ氏温度では－273(℃)である。セ氏温度‪(℃)と(ク)温度T(K)の関係はT＝t＋273と表される。この関係を使うと、37℃は(サ)Kとなり、500(K)は(シ)(℃)となる。・100・0・熱運動・不規則・310・ケルビン・ブラウン・高・セルシウス・絶対・絶対零度・310・227

不規則, ブラウン, 熱運動, 高, セルシウス, 100, 0, 絶対, ケルビン, 絶対零度, 310, 227

体育1

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