| ★ＡＴＰはアデノシン三リン酸（ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉーｐｈｏｓｐｈａｔｅ）の略称である。アデノシンとは塩基の（ア）に五炭糖の（イ）が結合したものをいい，それに３個のリン酸が結合している。
（１）ヘキソース
（２）リボース
（３）アデニン （４）チミン
（ア）
（イ）
|
| ★ＡＴＰは，（ア）という酵素で加水分解されると，末端にある（イ）がとれて（ウ）になる。このとき，ＡＴＰ１モル（グラム分子）当たり，平均（エ）ｋｃａｌの高いエネルギーが放出される。
（１）リン酸
（２）７．３
（３）６８８ （４）ＡＤＰ（アデノシン二リン酸） （５）ＡＴＰａｓｅ
（ア）
（イ） （ウ） （エ）
|
★生命活動の多くはＡＴＰに蓄えられたエネルギーを直接利用して行われる。次の中でＡＴＰの利用に当てはまらないのはどれか。
(1)細胞内外への物質の拡散
(2)生体内物質の合成反応
(3)筋収縮に必要なエネルギー
(4)光合成の暗反応に必要なエネルギー
解 |
| ★ＡＴＰが分解・消費されると，ただちに細胞内の呼吸代謝系からエネルギー供給を受け，ＡＤＰからＡＴＰが生成される。呼吸には（炭素 酸素 水素）を必要としない（好気 嫌気）呼吸と，必要とする（好気 嫌気）呼吸があり，有機物の分解によって取り出されるエネルギー量は（前者 後者）のほうが多く，多量のＡＴＰを生成する。
|
| ★発酵は，微生物が行う嫌気呼吸の一種で，ふつう，炭水化物の（ケトース グルコース グリセリン）を呼吸材料（基質）とする。代表的な発酵に，（乳酸菌 大腸菌）による乳酸発酵と（細菌 酵母）によるアルコール発酵がある。 |
| ★代表的な２種の発酵について，以下に示した模式的な反応式を完成せよ。
＜乳酸発酵＞
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６ → （ア）＋２Ｈ２ → （イ）＋２ＡＴＰ
＜アルコール発酵＞
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６ → （ア）＋２Ｈ２ → （ウ）＋２ＣＯ２＋２ＡＴＰ
（１）２Ｃ３Ｈ６Ｏ３ （２）２Ｃ３Ｈ４Ｏ３
（３）２Ｃ２Ｈ５ＯＨ （４）Ｃ６Ｈ８Ｏ６
（ア）
（イ） （ウ）
|
| ★ヒトも激しい運動などで（ア）への酸素供給量が低下すると，（イ）発酵と同じ反応経路でグルコースを分解して２ＡＴＰを得る。その結果，細胞に（イ）が蓄積され，（ウ）が起こる。
（１）酢酸 （２）筋肉
（３）疲労 （４）乳酸
（ア）
（イ） （ウ）
|
| ★好気呼吸では，（細胞質 細胞質基質）での解糖系，（ミトコンドリア 核）内での（クエン酸 コハク酸）回路と電子伝達系の３つの主要な反応経路があり，グルコースは最終的に（ＣＯ２ Ｏ２）とＨ２Ｏに分解される。 |
| ★解糖系はグルコースを分解して２分子のピルビン酸と２Ｈ２を生成する過程で，アルコール及び乳酸発酵と同じ反応経路で行われる。その化学変化を簡単に要約すると，まずグルコースが（１分子 ２分子）のＡＴＰを使って２分子のＣ３化合物に分解される。次いでＣ３化合物に（脱水素 脱炭酸）反応が起こり，２Ｈ２が補酵素の（ＮＡＤ ＦＡＤ）へ渡される。その後Ｃ３化合物はさらに化学変化し，（３分子 ４分子）のＡＴＰを生成した後，ピルビン酸になる。つまり，解糖系では差し引き２分子のＡＴＰが生成されることになる。
|
| ★解糖系で生じたピルビン酸はミトコンドリアの（ア）へ移行し，そこで，まずＣｏＡと呼ばれる補酵素と反応し，（イ）を生ずる。この反応には（ウ）が不可欠で，もし不足するとそれ以後の反応が進まなく，脚気という病気になる。（イ）は次にオキザロ酢酸と反応して（エ）になり，クエン酸回路へ入っていく。
（１）マトリックス（基質） （２）クエン酸
（３）アセチルＣｏＡ（活性酢酸） （４）チアミン（ビタミンＢ１） （５）コハク酸
（ア）
（イ） （ウ） （エ）
|
★クエン酸回路では脱水素・脱炭酸・水の付加反応が繰り返され，ピルビン酸は完全に分解されてしまう。この回路の反応結果を簡単にまとめると下式になる。
２Ｃ３Ｈ４Ｏ３＋６（ア）→６（イ）＋８Ｈ２（ＮＡＤへ）＋２Ｈ２（ＦＡＤへ）＋（ウ） （１）Ｈ２Ｏ
（２）ＣＯ２ （３）２ＡＴＰ （４）Ｏ２ （５）Ｈ２
（ア）
（イ） （ウ）
|
| ★解糖系とクエン酸回路で脱水素されたＨは，水素受容体の補酵素（ＮＡＤやＦＡＤ）を介してミトコンドリアの（ア）にある電子伝達系へ運ばれる。そこで，ＮＡＤ
→ ＦＡＤ →
（イ）の反応経路で伝達され，最後に（ウ）と結合してＨ２Ｏになる。この過程でリン酸化が起こり多量のＡＴＰが生成される。このような（ウ）によるリン酸化は，細胞質基質でのリン酸化（基質準位リン酸化）と区別され，（エ）と呼ばれる。
（１）還元的リン酸化 （２）酸化的リン酸化 （３）シトクロム （４）内膜 （５）Ｏ２
（ア）
（イ） （ウ） （エ）
|
★電子伝達系では，
ＦＡＤに水素が渡された場合２Ｈが酸化されてＨ２Ｏになるごとに（ア）のＡＴＰが生成され，
ＮＡＤに水素が渡された場合２Ｈが酸化されてＨ２Ｏになるごとに（イ）のＡＴＰが生成される。
（１）１分子
（２）２分子 （３）３分子
（ア）
（イ）
|
★電子伝達系で生成されるＡＴＰ量をグルコース１分子当たりで計算すると，
解糖系の２ＮＡＤＨ２（ミトコンドリアで２ＦＡＤＨ２になる）から→（ア）ＡＴＰ，
クエン酸回路の２ＦＡＤＨ２から→（イ）ＡＴＰ，
クエン酸回路の８ＮＡＤＨ２から→（ウ）ＡＴＰとなり，合計３２ＡＴＰになる。
（１）４ （２）６
（３）８ （４）１６ （５）２４
（ア）
（イ） （ウ）
|
★好気呼吸でグルコース１分子が完全に分解・酸化された場合，最終的に次の式にまとめることができる。
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋６Ｏ２＋６Ｈ２Ｏ → ６ＣＯ２＋１２Ｈ２Ｏ＋（ア）ＡＴＰ
（１）４０ （２）３６ （３）３２
（ア）
|
| ★グルコース１モル（１８０ｇ）を完全に酸化させた場合，約（ア）ｋｃａｌのエネルギーが解放される。ＡＴＰ→ＡＤＰの加水分解で放出されるエネルギーを平均７．３ｋｃａｌとして計算すると，好気呼吸のエネルギー効率は約（イ）％であり，残りは熱エネルギーとして放散されている。
（１）３８
（２）７６ （３）３４４ （４）６８８
（ア）
（イ）
|
★ミトコンドリアは真核細胞の好気呼吸に不可欠な細胞小器官である。その内部構造に当てはまる名称は何か。
(1)マトリックス（基質） (2)内膜 (3)ＤＮＡ (4)外膜 (5)クリステ
（ア）
（イ）
（ウ）
（エ） （オ）
|
| ★骨格筋の収縮は筋原繊維を構成している（ア）と（イ）の相互作用によって起こる。（ア）にはＡＴＰが結合しており，（イ）にはＡＴＰ分解酵素の働きがある。神経刺激が筋肉に達すると，筋小胞体から（ウ）が放出され，これが引き金となって（イ）が（ア）に結合しているＡＴＰを分解する。そのエネルギーによって（ア）繊維がサルコメアの中央部へ引きずり込まれる。これが筋収縮の滑り説である。
（１）アクチン
（２）ミオシン （３）Fe２＋ （４）Ｃａ２＋
（ア）
（イ） （ウ）
|