上級クイズ 第2弾
生物/植物
第1問 アジサイ
お茶の水女子大学の敷地にはたくさんのアジサイが植えられており、梅雨の時期になると青や紫、ピンク色の花（正確には装飾花です。詳しくは初級編クイズへ！）を咲かせます。このアジサイの花の青色は、アジサイに含まれるデルフィニジンという色素がある金属イオンと化学反応することで作られているのですが、その金属イオンは次のうちどれでしょうか？
- A. 銅
- B. 鉄
- C. アルミニウム
正解！
不正解！
正解はアルミニウムです。
アジサイがもつデルフィニジンという色素と、土壌中のアルミニウムイオンが化学反応することで青い物質ができます。アルミニウムイオンは根から吸い上げられますが、その量が多いほどたくさんの青い色素を作り出すので、より青みがかった色の花となります。このアルミニウムイオンは土壌の酸性度が高いほど溶け出しやすいため、酸性度が高い場所では青いアジサイが、逆に低い場所では赤いアジサイが咲きます。このことから最近ではアジサイが土壌の酸性度をはかる指標として利用されているそうです。
第2問 ウメ
お茶の水女子大学付属高校の前に植えられている梅の木ですが、1999年に梅肉エキスから新しい化合物である「ムメフラール」が発見されました。この化合物には、健康増進に役立つ作用があると報告されています。その作用とは次のうちどれでしょうか？
- A. 血液の流れを良くする
- B. 血圧を下げる
- C. 疲れにくくする
正解！
不正解！
正解は血液の流れを良くするです。
ムメフラールには血液の流動性を向上させる効果があるという報告があります。ムメフラールは梅果汁を濃縮する際にグルコースやフルクトースから生成される化合物で、生の梅果肉には含まれていません。ちなみに、ウメに豊富に含まれるカリウムには血圧を下げる効果があり、ウメの酸味成分であるクエン酸には身体を疲れにくくする効果があります。
第3問 サクラ
お茶の水女子大学内にはソメイヨシノという桜の木がたくさん植えられていて、春には満開の花を咲かせます。しかし、その後、サクラの実をつけている様子は見られません。これはなぜでしょうか？
- A. オスの木ばかりだから
- B. 実をつけるには若すぎるから
- C. 自身の花粉では受粉できないから
正解！
不正解！
正解は自身の花粉では受粉できないからです。
ソメイヨシノは自家不和合性という、他の個体と交配できるように自身の花粉との受精を避ける仕組みをもっています．ソメイヨシノは全て接ぎ木などで増やしたクローン個体ですので、近くのソメイヨシノの木の花同士でも受精が成立することはありません．ですので、ソメイヨシノ同士では受精が成立せず、サクラの実ができないのです．しかし、ヤマザクラなどの他のサクラ類の木が近くにあると受精が成立し、実をつけることがあるそうです．
第4問 チャノキ
お茶の水女子大学の大学名にも入っている「お茶」はチャノキの葉から作られます。チャノキの学名はCamellia sinensisですが、「sinensis」には「中国の」という意味があります。同じく「sinensis」が学名に入っている植物は次のうちどれでしょう？
- A. ツバキ
- B. オレンジ
- C. ドクダミ
正解！
不正解！
正解はオレンジです。
オレンジはインド北部原産で、その後中国から世界中へと広まったためCitrus sinensisという学名がついています。チャノキと同じツバキ属のツバキの学名はCamellia japonicaで、「japonica」は「日本の」という意味になります。ドクダミの学名はHouttuynia cordataで、ラテン語で「心臓型の」を意味するcordatusからきています。
学名は属名＋種小名から成る二名法という方法でつけられていて、多くはラテン語やギリシャ語が用いられています。学名から生物の生息地や特徴が分かるのは面白いですね。
第5問 イチョウ
お茶の水女子大学の正門にはイチョウ並木があり、雌の木が銀杏の実をつけます。銀杏の実の独特なにおいを作り出している成分は、エナント酸という腐った油に含まれる物質と、もう一つは何でしょう？
- A. 硫黄
- B. 酪酸
- C. アンモニア
正解！
不正解！
正解は酪酸です。
銀杏のにおいの成分を構成しているのは酪酸（らくさん）です。この酪酸、実は人間の汗のにおいと同じなのです。これら酪酸とエナント酸が合わさることで、銀杏の独特なにおいを作り出しています。ちなみに他の選択肢について、硫化水素は温泉に含まれる物質で、腐った卵のようなにおいと言われます。アンモニアは独特な強い刺激臭をもつ物質で、私たちの体内でも生成されており、肝臓が無毒化する機能をもっています。
第6問 ツツジ
東京都全市区町村にはシンボルとなる花や木が選定されており、文京区の花はツツジ、木はイチョウです。お茶の水女子大学にも、ツツジがたくさん植えられています。ツツジは5枚の花びらが合着している合弁花と呼ばれるグループに属しますが、花がこれと同じグループに属する植物は次のうちどれでしょうか？
- A. スミレ
- B. チューリップ
- C. タンポポ
正解！
不正解！
正解はタンポポです。
花が合弁花に属するのはタンポポです。タンポポは一見するとたくさんの花弁(花びら)をもつように見えますが、実際はその花弁のように見えるもの一つひとつが1個の独立した花です。つまり私たちが普段タンポポの花と呼んでいる部分は、まるで花束のようなものなのですね。この一つひとつの花は花弁を1枚もっています。さらによく観察してみると、花弁の表面に薄い筋があって分かれており、それらが根元で合着しているのが見えます。そのためタンポポの花は合弁花に属します。
ちなみに植物の分類について、被子植物（将来種子になる胚珠という部分が、子房という構造に覆われている植物）という大きなグループは、双子葉類（子葉が2枚の植物のグループ）と単子葉類（子葉が1枚の植物のグループ）の大きく2つに分けられます。このうち、双子葉類をさらに2つに分けると合弁花と離弁花になります。選択肢のタンポポとスミレは双子葉類ですが、チューリップは単子葉類に属します。そのため、チューリップは合弁花と離弁花という分類方法には当てはまりません。
第7問 キンモクセイ
お茶の水女子大学本館の正面に大木のキンモクセイがありますが、キンモクセイは英語名が「フレグラント オリーブ」です。では、英語名が「ベルペッパー」の植物は次のうちどれでしょうか？
- A. スズラン
- B. ピーマン
- C. 唐辛子
正解！
不正解！
正解はピーマンです。
英語名が「ベルペッパー」である植物はピーマンです。
問題文のキンモクセイは、植物の分類学上、オリーブ連（tribe: 生物分類の中で補助的階級の一つで、科と属の間、亜科の直下に位置する階級）に属します。「フレグランス・オリーブ」とは、いい香り（＝フレグランス）の特徴をもち、オリーブ連であるキンモクセイをよく表している名前ですね。同様に、ピーマンは辛くはありませんがトウガラシの栽培品種です（ペッパー＝トウガラシやコショウを表します）。そして形がベル型に見えるので「ベルペッパー」です。英語名にも注目してみると、その生物の特徴などが分かって、面白いですね。
生物/動物
第8問 カメ
お茶の水女子大学の図書館の横にある池にはミシシッピアカミミガメというカメがいます。ミシシッピアカミミガメは今では日本中に分布していますが、本来は日本にいない、海外からもたらされた外来種です。外来種の移入は元々の生態系のバランスを崩すなど、多くの問題点があります。外来種による被害を防ぐために「外来種被害予防三原則」というものがありますが、この原則に含まれないものは次のうちどれでしょう？
- A. 入れない
- B. 捨てない
- C. 売らない
正解！
不正解！
正解は売らないです。
環境省が呼びかけている「外来種被害予防三原則」は「１、入れない ２、捨てない ３、拡げない」です。外来種からの被害を防ぐためには、まずは外来種を持ち込まないこと、飼育している場合は捨てないこと、そしてすでに繁殖してしまっている場合はそれ以上拡げないことが重要です。ちなみにアライグマのように特定外来生物に指定されている外来種は、飼育や輸入、販売が原則禁止されていて違反した場合は罰則もあります。私たちの身近に馴染んでいる生物やペットとして人気のある生物でも、外来生物として本来の生態系に大きな影響を与えることがあるので注意が必要です。
第9問 コイ
お茶の水女子大学の図書館の横の池にはコイが住んでいます。コイなどの魚には、人間にはない「側線」という感覚器官があります。では、側線ではどんな感覚を感じているでしょうか？
- A. 水圧
- B. 重力
- C. 電気
正解！
不正解！
正解は水圧です。
側線は、魚の体の側面にあるエラから尾ビレに向かって伸びている、水中での水圧や水流の変化を感じ取る感覚器官です。このように生物は自身が生きている環境や生態に応じて他の生物がもっていない器官を備えていることがあります。人間がもっていない感覚器官は、他にもヘビのもつ「ピット器官」などがあります。ピット器官は赤外線を感知することができ、夜行性の種が多いヘビが獲物を見つけるのに役に立っています。
化学
第10問 大理石
お茶の水女子大学本館にある講堂（徽音堂）の前のエントランスの床は大理石です。大理石にこぼすと、大理石の光沢がなくなったり大理石が溶けたりするものは、次のどれでしょうか？
- A. レモン果汁
- B. 水
- C. せっけん水
正解！
不正解！
正解はレモン果汁です。
大理石にレモン果汁をこぼすと、光沢がなくなったり溶けたりします。大理石は主に炭酸カルシウム（CaCO3）という物質で構成されています。レモン果汁のように酸性の液体は水素イオン（H +）をたくさん含んでいるのですが、この水素イオンが炭酸カルシウムを構成するカルシウムイオン（Ca2+）から炭酸イオン（CO32-）を奪い、代わりに結びつこうとします（結びつくと、水=H2Oと二酸化炭素=CO2になります）。その結果、炭酸カルシウムがばらばらになります。これが、炭酸カルシウムを主成分とした大理石にレモン果汁をこぼすと溶けてしまう仕組みです。
ちなみに近年問題視されている「酸性雨」も、空気中の大気汚染物質である窒素酸化物や硫黄酸化物が溶け込んだ酸性の液体で、大理石でできた建造物などを溶かす被害をもたらしています。
物理
第11問 ピアノ
お茶の水女子大学の音楽表現コースではピアノによる表現を学ぶことができます。ピアノは多彩な音を出すことができる楽器ですが、一般的なピアノで出すことができる音域は次のうちどれでしょうか？ちなみに、人間の可聴域はおよそ20~20,000ヘルツ(Hz)だと言われています。
- A. およそ20~1,700ヘルツ
- B. およそ27~4,200ヘルツ
- C. およそ220~15,000ヘルツ
正解！
不正解！
正解はおよそ27~4,200ヘルツです。
一般的なピアノが出すことができる音域は、およそ27.5ヘルツ～4186ヘルツです。そして人間が音程として聴き分けることができる音域の上限は4000ヘルツと言われていて、それ以上高い音はノイズに聴こえてしまいます。また可聴域ぎりぎりの低い音も、唸りや振動としてしか感じ取れません。つまりピアノは、人間が音程として聴きとれる範囲の音のほとんどをカバーしているのです。楽器は人間が心地よく感じ取れる音の範囲に合わせて作られているのですね。
地学
第12問 御茶ノ水
本学は1875年に東京の御茶ノ水（現東京都文京区湯島）に建てられた東京女子師範学校を起源としており、お茶の水女子大学の名前は発祥の地である「御茶ノ水」に由来しています。この地域は江戸時代より「御茶ノ水」と呼ばれていますが、この「御茶ノ水」の名前の由来は何でしょうか？
- A. 有名なお茶屋さんがあったから
- B. お茶をたてるのに良い水が湧いていたから
- C. 昔はこの地で茶がたくさん採れたから
正解！
不正解！
正解はお茶をたてるのに良い水が湧いていたからです。
御茶ノ水の名前は、お茶をたてるのに良い水が湧き出していたことに由来しています。江戸時代、この地にあった神田山の麓に高林寺というお寺がありました。この高林寺の境内から湧き出た水が、将軍家のお茶用の水として献上されていたことから、この地一帯が「御茶ノ水」と呼ばれるようになったそうです。
第13問 川の作用
お茶の水女子大学の周辺には坂が多く、特に護国寺のある西側に向かって急な坂があり高低差が大きくなっています。これはお茶の水女子大学が「小石川・目白台地」と呼ばれる台地の南東端に位置しているためですが、この台地は昔、神田川のある作用によって作られました。その川の作用をなんというでしょうか？
- A. 浸食作用
- B. 運搬作用
- C. 堆積作用
正解！
不正解！
正解は浸食作用です。
お茶の水女子大学が位置する台地は、川の「浸食作用」によってできました。浸食作用とは、勢いよく流れる川の水が、川の底や岸を削る作用のことです。現在はお茶の水女子大学から2km以上離れた南東側を流れている神田川ですが、昔は護国寺駅のあたりに支流が流れており、お茶の水女子大学の敷地がある台地はその川の浸食作用を免れてできた場所なのです。
なお、川の「運搬作用」とは、浸食作用によって削り取られた岩や土砂を下流に運ぶ作用のことです。また、「堆積作用」とは運搬作用によって運ばれた土砂などが、流れの緩やかな川の下流に堆積する作用をいいます。現在の江戸川区のあたりは、神田川が合流する隅田川や、荒川、江戸川の堆積作用によって作られた「三角州」という地形に築かれた都市です。
お茶大施設
第14問 プール
お茶の水女子大学付属学校園にはプールがあり、夏には水泳の授業が行われます。水中では物が浮くことがありますが、これは浮力という上向きの力がはたらくためです。いま、高さ10センチメートル、底面積10平方センチメートルの角柱が水中に浮いているとします。この角柱が水に浸かっている部分は水面から5センチメートル分です。この角柱にはたらく浮力はいくつでしょうか？水の重さは1立方センチメートルあたり1ｇ、100g＝1Ｎ（ニュートン）とします。
- A. 0.5N(ニュートン)
- B. 50N(ニュートン)
- C. 500N (ニュートン)
正解！
不正解！
正解は0.5N(ニュートン)です。
水中で物体にはたらく浮力は、物体が押しのけた水の重さと等しくなります。これを「アルキメデスの原理」といいます。底面積10平方センチメートルの角柱が水面から5センチメートル分沈んでいるというのは、10×5＝50立方センチメートル分の水を押しのけていることになります。50立方センチメートルの水の重さは50g、そして50gは0.5N(ニュートン)ですので、この浮いている角柱にはたらいている浮力は0.5N（ニュートン）となります。
第15問 ソーラーパネル
お茶の水女子大学構内にはソーラーパネルがいくつも設置されています。ソーラーパネルとは太陽の光のエネルギーを使って電気を作り出す装置です。温室効果ガスを出さないクリーンなエネルギーとして太陽光は注目されていますが、いくつかデメリットがあります。では、次のうち太陽光発電のデメリットとして正しいものはどれでしょう？
- A. メンテナンスが大変
- B. 設置場所が限られる
- C. 発電量が安定しない
正解！
不正解！
正解は発電量が安定しないです。
ソーラーパネルによる太陽光発電は、「天気によって発電量が安定しない」というデメリットがあります。曇りや雨などで日射量が少ないと発電量が小さくなってしまいます。一方で、ソーラーパネルはシンプルな板状のデザインのためメンテナンスは簡単で、ビルの屋上や山の斜面など、さまざまな場所に設置することができると言われています。人間の生活に欠かせない電力ですが、将来にわたって安定した供給ができるか、環境への影響はないかなど、人間だけでなく地球全体の未来のことを考えて発電方法や消費量を考えていく必要があります。
科学者
第16問 ニュートン
お茶の水女子大学のキャンパス内には、小石川植物園（東京大学大学院理学系附属植物園）から分譲されたニュートンのリンゴの木があります。ニュートンはリンゴが木から落ちるのを見て「万有引力の法則」を発見したと言われています。ニュートンは次のうち、どの時期に活躍した自然科学者でしょうか？
- A. 16世紀~17世紀
- B. 17世紀~18世紀
- C. 18世紀~19世紀
正解！
不正解！
正解は17世紀~18世紀です。
ニュートンは17～18世紀に活躍した科学者です。この時期のヨーロッパは自然科学の分野が著しい発展を遂げ、特に17世紀は「科学革命の時代」と呼ばれています。それまでの自然科学といえば、アリストテレスなどが発展させた哲学や宗教と不可分な自然観が一般的でした。しかし科学革命の前後に登場したガリレオ(1564-1642)やケプラー(1571-1630)、デカルト(1596-1659)、ニュートン(1642-1727)などの科学者によって、実験やデータの分析を基にし、自然現象が数学的に記述され、現代の「科学」に近い学問が形作られていきました。その中でもニュートンは、ガリレオ、ケプラー、デカルトが先駆けて行ってきた科学研究を体系づけ、数学や物理分野における研究の成果がその後の科学的思考の基礎となりました。
第17問 保井コノ
お茶の水女子大学の前身である東京女子高等師範学校理科を卒業し、お茶の水女子大学にも教授として勤務した保井コノ博士は、日本女性で初めての理学博士となりました。また、保井コノ博士は日本の女性研究者として初めて、外国の専門誌である「Annals of Botany」に研究成果を発表しています。この研究で用いられた研究材料は次のうち、どれでしょうか？
- A. サンショウモ
- B. クンショウモ
- C. アマモ
正解！
不正解！
正解はサンショウモです。
保井コノ博士はサンショウモを用いて発生学の研究を行い、1911年に「さんせうもノ生活史」として、日本女性として初めて外国の雑誌に科学論文を発表しました。サンショウモは水に浮かんで生活する浮葉性タイプのシダ植物です（シダ植物：水や養分を運搬するための維管束をもち、種子を作らず胞子で増える植物）。当時はこうした水生シダ植物の生活史はよく分かっておらず、保井博士によって初めて明らかにされました。かつてはごく普通の水田植物として見られたサンショウモですが、現在は数が減り、環境省のレッドリストでも絶滅危惧種に指定されている貴重な植物です。
おまけですが、他の選択肢のミカヅキモとクンショウモは、シダ植物ではなく藻類というグループに属する植物です（藻類：主に光合成を行う生物のうち、コケ植物、シダ植物、種子植物を除いた生物のこと）。
防災
第18問 AED
お茶の水女子大学の敷地内には、全部で１２箇所にAED（自動体外式除細動器）が設置されています。AEDは心室細動（心臓がけいれんし、血液を送り出すポンプ機能がはたらかない状態）を電気ショックによって正常に戻し、回復させるための装置です。このAEDによる電気ショックの成功率（生存して、退院する確率）は時間と共に低下してしまうのですが、心室細動が起きてから8分後の成功率は何％でしょうか。
- A. 60%
- B. 40%
- C. 20%
正解！
不正解！
正解は20%です。
AEDによる電気ショックの成功率は、１分ごとに約7~10%低下するとされており、心室細動が起きてから8分後には20%にまで低下します。日本では救急車が到着するまでに平均して8.7分かかるとされています（令和元年のデータ）。つまり、救急車の到着を待たずに1分1秒でも早く処置を行うことが求められます。そのため、人が集まる駅や空港、学校、スポーツ関連施設などを中心に、心室細動が起きてから5分以内に処置が行えるよう複数の設置が望ましいとされているそうです。
なお、AEDの使用方法は消防本部や日本赤十字社などが実施している講習で学べる他、現在はWEB講習もあるようなので、いざという時のためにぜひ一度チェックしてみてください。
