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Biology Senior High

(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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Chemistry Senior High

解いてくださいお願いします

浜松医科大学入試対策講座 演習問題 2 No. 2 (裏) 生物の細胞内では、さまざまな化合物の緩衝作用により,pHが中性付近に保たれている。リン酸二水素塩とリン酸 水素塩の組み合わせもその一例である。以下では、これらのリン酸塩の25℃における電離平衡と緩衝作用について 考えよう。リン酸は水中で次のように3段階で電離する。 HsPOH+ + H2PO4 (1) H2PO4H+ + HPO HPO H+ + PO (3) (2) Ki = 7.5×10mol/L K = 6.2×10mol/L K's = 2.1×10-13mol/L K. K, K はそれぞれ (1) (2) (3) 式の平衡定数である。 また、水のイオン積を K(=1.0×10-14mol/L2 ) とする。 はじめに, 0.10mol/LのNaH2PO4 水溶液の平衡について考える。 この塩は水中で完全に電離する。 生じたH2P O イオンに関しては, (2) 式の平衡の他に次の平衡が存在する。 .(4) H2PO4 + H2O H3PO4 + OH- この平衡において、水のモル濃度 [H2O][mol/L]は一定とみなせるため, (4) 式の平衡定数 Ka は H2PO4 HsPO4, OH-のモル濃度を用いて、 [H3PO4] [OH-1 K₁ = A [H2PO4] と表される。」との値の比較から、この水溶液はウ性を示すことがわかる。 次に, 0.10mol/LのNa2HPO 水溶液の平衡について考える。 この塩も水中で完全に電離する。 ここで生じたHP 042 イオンに関しても、 (3) 式の平衡の他に次の平衡が存在する。 HPO42 + H2O HPO + OH- (5)式の平衡定数は, K5 = [H2PO4][OH-] [HPO2] B と表される。面との値の比較から,この水溶液はエ性を示すことがわかる。 (5) さらに、この NaHPO4 水溶液の水素イオン濃度[H+] [mol/L] を表す式を導いてみよう。 そのために, (2) 式と(3)式 を組み合わせた次の平衡を考える。 2HPO H2PO4 + PO」-. ・(6) (6)式の平衡定数は,次式で表される。 [H2PO4][PO4] K6 = C [HPO42-J2 リン酸一水素塩の濃度が0.10mol/Lの場合, (3) (5) (6) 式のうち, (6) 式の平衡が最も大きく右方向に偏る。 また, (3) 式と (5) 式の平衡定数を比較すると,前段の考察からオ式の平衡定数の方が十分に大きいため、もう一方の 式の平衡は無視できる。 したがって, [H+] を求めるためには,オ式と(6)式の2つの平衡を考慮すればよい。 オ式と(6)式の平衡反応によって消費される HPO4 イオンの濃度を、 それぞれ [mol/L] と [mol/L] とおくと、 HPOPOの各イオンのモル濃度は次のように表される。 H2PO4 [H2PO4] = I [HPO42] = 0.10-x-y [PO-] = II ここでオ式と (6) 式の平衡定数は非常に小さいので, 0.10-x-y≒0.10 と近似できる。 よって, x, y, 平衡 定数を含む2つの関係式から,[H+] [mol/L] は, [H+] = K2Ks+ D と導かれる。 問4 問5 問6 ウオにあてはまる語句または数字を記入せよ。 I II にあてはまる数式を, x, y を用いて記せ。 A~Dにあてはまる数式を K, K, K, Kw を用いて記せ。 7 0.10mol/LのNaH2PO4 水溶液10mL と 0.10mol/LのNa2HPO4 水溶液10mL を混合して緩衝液を調製した。 この緩衝液に関して、次の(i), (ii)の問に答えよ。 ただし、この緩衝液については、(2)式の電離平衡のみを考慮す ればよい。 数値は有効数字2けたで答えよ。 (i) この緩衝液の水素イオン濃度 [mol/L] を求めよ。 この緩衝液に 0.10mol/Lの塩酸をpHが7.0になるまで加えた。加えた塩酸の体積 [mL] を求めよ。 また、この 値を用いて、塩酸の添加による水素イオン濃度の増加量 (AD [H+]) と塩化物イオン濃度の増加量(4[CI-I)の比 A[H+1 A[CI-] を求めよ。 計算過程も含めて、解答欄の枠内で記せ。

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