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Biology Senior High

チラコイドで起こる反応について質問です。 赤線部に電子を失った水が分解されると書いてありますが、この水は元からチラコイド内腔に存在するということでしょうか?🙇🏻‍♀️ H+とは別ですよね?🙏 お願いいたします

を放出して酸化された反応中心クロロフィルは,他の物質からe を受 イル け取りやすい状態になっている。 この状態にある光化学系Ⅱの反応中心クロロフィ は、水からe を得て還元され,活性化する前の状態に戻る。 eを失った水は分解され ●電子伝達 光化学反応で活性化された光化学系Ⅱから放出されたeは,eの受け 酸素とHが生じる(図3-①)。 でんでんたつけい しをするタンパク質で構成された電子伝達系と呼ばれる反応系内を移動する。 このと electron transport system 同時に,Hがストロマからチラコイド内腔に輸送され, チラコイド膜をはさんで H+の濃度勾配が形成される (図8-②)。 電子伝達系を経たは, 活性化された光化学 系Ⅰの反応中心クロロフィルを還元する。 ●NADPHの合成 活性化された光化学系 I から放出された2個のe- と, 2個のH よってNADPが還元され, NADPHとH が生じる (図8-③)。 ATP synth ●ATPの合成 光化学系IIでの水の分解や,電子伝達系におけるH*の輸送によっ チラコイド内腔のH*の濃度はストロマ側よりも1000倍程度高くなる。こうして, ラコイド膜をはさんでH+の濃度勾配が形成される。この濃度勾配に従ってHA 合成酵素を通ってストロマへ拡散し、これに伴ってATPが合成される(図8-④)。 せいこう そ さんか の過程は光リン酸化と呼ばれる。 photophosphorylation このような過程によって, 光エネルギーに由来するエネルギーがNADPHとA に貯えられる。 これらは, ストロマで起こる反応に利用される。 光 光化学系 Ⅱ チラコイド膜 電子伝達系 (H+ NADP++2H+ NADPH + H+) 光 光化学系 I 光合成色素 ex2 光化学反応 光化学反応 反応中心 クロロフィル 1 (H 反応中心 H+ (H+ (H+) (H H2O 2日+12/02 クロロフィル (H チラコイド内腔: H+濃度高 (H (H+ ストロマ: H+濃度低 図8 チラコイドで起こる反応 MOVIE ATP 合成酵素 (H+) リン酸 (P+ADP (H+) ATP

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(2)ですが、最終的に上澄みcにサイトゾルが残るのはわかるのですが、酵素が一番多く存在する理由がわかりません。わかる方いたら教えてほしいです。

小器官やそれ以外の成分を分離する方法である。 ある動物細胞から, 次のような細胞分画法(図1), 細胞小器官を分離した。 隠者 25 次の文章を読み, 論述 発展 細胞分画法は,細胞小器官の大きさや重さの違いを利用し,細胞 細胞破砕液 遠心分離 1000g 25 1) 上澄みa 遠心分離 20000g 上澄みb 遠心分離 150000g 2) [沈殿B] 上澄み まず, (ア) 4℃の環境のもと, 適切な濃度のスクロース溶液中で細 胞をすりつぶし、細胞破砕液をつくった。 次に,細胞破砕液を試験 管に入れて, 1000g (gは重力を基準とした遠心力の大きさを表す) で 10 分間遠心分離し, 沈殿Aと上澄みa を得た。 これらを光学顕 微鏡で観察したところ, 沈殿Aには核と未破砕の細胞が含まれてい たが,上澄み aには,これらは含まれていなかった。 上澄み a をす べて新しい試験管に移し, 20000gで20分間遠心分離し, 沈殿Bと 上澄み b に分けた。 さらに, 上澄みb をすべて新しい試験管に移し, 150000g で180分間遠心分離し, 沈殿Cと上澄みcに分けた。 次に, 各沈殿と各上澄みについて, (1) 呼吸に関する細胞小器官に存在 する酵素Eの活性を測定し, 表1に示す結果を得た。 なお表中 のU (ユニット)は酵素Eの活性の単位であり, 表中の数値はこ の酵素タンパク質の存在量に比例する。 また, 沈殿と上澄みは すべて回収したものとする。 [沈殿A] 沈殿C 図1 細胞分画法 表1 各沈殿・上澄み中の酵素Eの活性(ひ) 沈殿 A 134 U 上澄み a XU 沈殿 B 463 U 上澄み b YU 沈殿 C 6 U 上澄み c 25 U □ (1) 下線部(ア)について,この実験を4℃の環境のもとで行う理由を述べよ。 □ (2) サイトゾル (細胞質基質) に存在する酵素は, 沈殿 A, 沈殿 B, 沈殿 C, 上澄みcのうち、どの部分に最 多く含まれるか。 ■ (3) 下線部(イ)について, 酵素Eが存在する細胞小器官は何か。 □ (4) 表1のXとYに入る数字をそれぞれ求めよ。 (5) 細胞をすりつぶした段階で, 未破砕のまま残った細胞の割合は何%か。 小数点以下を四捨五入して よ。ただし,酵素Eが存在する細胞小器官は,細胞が破砕された場合, 1000g で10分間遠心分離して 沈殿しないものとする。 [20 埼玉大

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49 ナトリウムポンプの仕組み どうしてどっちがナトリウムでカリウムなのがわかるんですか?

なった 反 活性部位と結合し、 本来の 品争的阻害という。 基賀 反応速度が大きく低下す ・輸送体には、濃度勾配に従ってグルコースを輸送するものもある。 49. ナトリウムポンプ 合する確率が相対的に低くなり その構造を変化させ、 争的阻害では,基質濃度を 及ぼす。 酵素の構造が変わ ることで活性部位 も変化し、基質と は反応しない。 ※酵素が基質と結 合できなくなる 場合もある。 解答 問1. … ナトリウムイオン(Na) □・・・カリウムイオン(K+) 問 3. ATP 問4. 能動輸送 問2. X 解法のポイント 模式図を左から順に説明すると, 次のようになる。 ① 細胞内の3つのNa+が膜輸送タンパク質に結合する。 (2) ATP のエネルギーで,膜輸送タンパク質の立体構造が変化する。 (3) 構造の変化によって, Na+ を細胞外へ排出する。 ④ 細胞外の2つのK+ が膜輸送タンパク質に結合する。 ⑤ K+ の結合に伴い, 膜輸送タンパク質の立体構造が変化する。 ⑥元の構造に戻り, K+ を細胞内に取り込む。 赤血球内液 細胞外液 (血しょう) 3.3 K 31.1 Na+ 31.1 1.0 各イオン濃度は、血しょう中の濃度を1と したときの相対値を示す。 ナトリウムポンプでは,まず3つのナトリウムイオンが細胞外に放出された後, 2つ のカリウムイオンが細胞内に取り込まれる。 このため細胞外ではナトリウムイオンが多 く、細胞内ではカリウムイオンが多く存在 する。右図は,ヒトの赤血球内外のイオン 濃度を例示したものである。 1… イオンチャネル型 2酵素型 3G タンパク質 4 Gタンパク質共役型 50. 細胞間の情報伝達とタンパク質 ■別の場所に結合 用は緩和されない。 解答 SEHAT 解法のポイント There イオンチャネル型受容体 シグナル分子を受容すると立体構造が変化し, 特定のイオン 音の午を通過させる。 興奮の伝達に関わるものが多い。 e 知識 49. ナトリウムポンプ 下図は,ナトリウムポンプのしくみについて左から順番に反応 過程を並べて示した模式図である。 これについて,下の各問いに答えよ。 ア 細胞膜 結合 X Jaaaa リン酸が 外れる 放出 f 関係は b と結合す のような うか。 Y ○と口はイオンを表す。 立体構造変化 放出 結合 1.図中の○□は,それぞれ何イオンか答えよ。 問2. 細胞の内側は,図中のXとYのどちらか答えよ。 問3.図中のアの物質は何か答えよ。 立体構造変化 問4. エネルギーを消費して物質を移動させる輸送を何というか答えよ。 [知識] 50. 細胞間の情報伝達とタンパク質 次の文中の空欄に当てはまる語を答えよ。 細胞膜に存在する受容体は, 細胞間の情報伝達にとって重要なタンパク質である。 受容 体は、その作用のしかたから3つに大別される。 シグナル分子が結合したときに、 特定の イオンを通過させる ( 1 ) 受容体や, 細胞内部に突き出た部分が酵素活性を示す (2)受容体がある。 また, 細胞内部の(3)とともに働く ( 4 ) 受容体がある。 3. 細胞と分子 71 27

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生物 25(3)の意味が理解できないので、教えていただきたいです

論述 □25 DNA の構造(3) DNA は (2) ヌクレオチドと呼ばれる単位の繰り返しからできてい る。細胞あたりの DNA量は生物によって異なるが,DNAを構成する4種類の塩基 の組成比を調べてみると, (b) どの生物にも共通する規則のあることがわかった。 (1) 下線部(a)に関して,DNAのヌクレオチドは,糖の1つである(ア)に塩基と (イ)が結合したものである。 アとイに適切な語句を入れよ。 (2) 右表は, 4種類の生物における 表 4種類の生物のDNAの塩基組成 [%] DNAの塩基組成の一部を示した ものである。 この表では,例えば ヒトのDNAの場合, 全塩基数の 30.3%をA (アデニン) が占め、 他の3種類の塩基の組成は不明と 塩基の種類 生物名 MAG CT ヒト 結核菌 ウニ 30.3 ? ? ア イ 34.9 ? ? ? ウ 17.3 100 ? なっている。 大腸菌 ? ? I 23.6 ① 下線部(b)に基づき, 表のア~エに入る塩基組成の推定値 〔〕 を書け。 ② 下線部(b)の規則が成り立つ理由を40字以内で述べよ。 (3) 5つのヌクレオチドからなる1本鎖DNAでは何種類の可能な配列があるか。 ま また,この1本鎖が2本鎖DNA になった場合は何種類あるか。 なお, DNAのヌ クレオチド鎖には方向性があり, 5つのヌクレオチドは一方の端から1番目 2 番目,3番目,4番目 5番目のように区別できるものとする。 である。 ② 下線部(b)の規則とは、同じ生物のDNAには, AとT, G とCがほぼ同じ割合で含まれていると いうシャルガフの規則である。 これは, DNA の二 重らせん構造において, A と T, CとGがそれぞれ 相補的に結合していることによる。 1本鎖DNAの場合, 5つのヌクレオチドの1つ 2章 (3) 1つに4種類の塩基が入る可能性があるので,可能 な配列は,4=1024 [種類] となる。 これらの1本 鎖が2本鎖DNA になった場合, 2本鎖のうちの一 方が決まれば,もう一方も決まるので, 1本鎖2種 類で2本鎖1種類が形成されることになる。 例え ば1本鎖DNAとしては ATGCA と TACGT は 異なる配列であり, 2種類に数えられるが,この2 本がそれぞれ相補的な鎖として2本鎖DNAになる と.1種類の DNA になる。 26 DNAの抽出 [解答 (三重大 大阪大) 26 DNA の抽出 生物の遺伝物質であるDNAを抽出する次の操作を行った。 操作(a) ブロッコリーの花芽を乳鉢に入れ, すりつぶす。 中文 (1) 操作(b) (a) 乳鉢に, 蒸留水に家庭用食器洗剤 (合成洗剤) と (ア)を加えた抽出 液を入れ, 粘性が出るまで混ぜる。 操作() (b) の液を10分間放置した後, 4重のガーゼでビーカーにろ過する。 操作(d) (c) のろ液に冷却した (イ)を静かに加える。 操作(e) (d) の液体をガラス棒で静かに混ぜ、(ウ)のものを取り出す。 (1) 文中のア~ウにあてはまる語句として適するものを,次の①~ 10 から選べ。 ① グルコース エタノール ③ 酢酸 ② ④食塩 5 食用油 9 赤い糸状 ⑥ アミノ酸 ⑦ 白い糸状 ⑩ 赤い粒子状 ⑧ 白い粒子状 (2)操作(b)と操作(d)を行う理由として適するものを,次の①~⑥から1つずつ選べ。 ① 細胞を破壊するため。 ② DNA (1) ア (4) イ 2 (2) (b) (6 (d) 2 (3) ① (1)~(3) DNA の抽出法はいくつもあり、 用いる材料 や試薬が異なる場合がある。 本間の方法をもとにそ れぞれの操作について確認していく。 操作(a)・・・DNA を多量に含む生物材料をおろし金で すりおろしたり 乳鉢でつぶしたりすることで, 物 理的に生体膜を壊す。 材料としては、ブロッコリー の花芽のほかに, 魚類の精巣なども用いられる。 操作(b)・・・ 家庭用食器洗剤 (中性洗剤) や SDS (ドデシ ル硫酸ナトリウム) などの界面活性剤により生体膜 を溶解する。 また, 家庭用食器洗剤を加えた後に タンパク質分解酵素であるトリプシンを加えること もある。これにより, DNA 分解酵素やヒストンの 一部などのタンパク質を分解することで, 損傷が少 +

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実験1.2で実験結果が変わらないと問題文にあるのですが、リン酸緩衝液の量も増えてるから実験結果が一緒なんですか?それともリン酸は無視していいんですか?

(b), (c)にあて 36.細胞内の酵素による酸化還元反応 ハトの胸筋に含まれる酸化還元酵素である コハク酸脱水素酵素の活性を調べる実験をメチレンブルーを指示薬として行った。 実験には,図のガラス管を用いて,主室にハトの胸筋をリン酸緩衝液とともに破砕 実験1 実験2 実験 3 実験 4 主室 ハト胸筋を破砕した懸濁液(mL) Do 0.02% メチレンブルー溶液(mL) 10%コハク酸ナトリウム溶液 (mL) 副室 10%マロン酸ナトリウム溶液(mL) リン酸緩衝液 (mL) 0.5 1 0.5 2 0 0 1 1 1.5 0 0 副室 アスピレーターへ と Bu 3 主室 した懸濁液を入れ、 副室には表に示すように試薬を入れた。 アスピ レーターを用いて器具内を脱気してから副室部分を回転して外気を 遮断した後,主室の抽出液と副室の試薬を混合した。 すべての実験において混合直後 の液の色は青色であった。このガラス管を37℃に保温して色の変化を観察した。 実験 と実験の結果は同一であり、時間とともにしだいに青色が薄くなり、10分で完全に 青色が消失した。 なお, マロン酸はコハク酸脱水素酵素の競争的阻害剤としてはたらく。 この実験に用いたガラス管を何というか。 (2) 実験1と同様の操作をガラス管内の脱気をせずに行うと,どのようになるか。 (3)実験3において, 青色が消失するまでの時間は実験1と比べてどのようになると推 測されるか。 (4) 実験4でも青色の消失が観察された。 このとき青色が消失するまでの時間は実験1 と比べてどのようになると推測されるか。 〔 16 北里大改〕

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