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ナトリウムポンプについての疑問です 最初にナトリウムイオンが輸送されて後にカリウムイオンが輸送されるこの順番は絶対なんですか? あと、3このナトリウムイオンと2このカリウムイオンが輸送される数も絶対これなんですか?

49. ナトリウムポンプ 問1. ○… ナトリウムイオン(Na+) □・・・カリウムイオン (K+) 問2 X ことに 問3. ATP 問4.能動輸送 解答 ■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。 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。 赤血球内液 細胞外液(血しょう) 3.3 Na 31.1 K* 31.1 1.0 各イオン濃度は、血しょう中のK+濃度を1と したときの相対値を示す。

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図6の静止電位の形成の左のイラストは細胞内でK+の濃度が高くなっていますが、それは活動電位が発生しているということですか? お願いいたしますm(*_ _)m

3 ニューロンによる電気的な信号の生成とそれを伝えるしくみ ニューロンが受け取った情報は,どのようなしくみで伝えられていくのだろうか。 細胞内に微小な電極を挿入すると 細 胞内外の電位差を測定することができ オシロスコープー 記録電極 る(図5)。 細胞膜を隔てたこの電位差 基準電極 まくん を膜電位という。膜電位は,イオンチャ membrane potential ネルの働きによってつくられ, 細胞が刺 ニューロン 激を受けると変化する。 図5 膜電位の測定方法の模式図 A 静止電位 細胞が刺激されていないとき (静止状態)の膜電位を静止電位といい,細胞外を0mV せいでんい resting potential とすると,細胞内は多くの場合70mV程度の値を示す。 このように,細胞膜の内外 で電位差が生じることを, 膜電位における分極という。 静止電位は,細胞内外のイオンの濃度差で生じる。 細胞内と細胞外では,各イオン の組成は異なり、細胞内では細胞外よりもNa+濃度が低く, K+濃度が高くなっている。 この濃度差は,主にナトリウムポンプ(p.118) によって生じている。 細胞膜には に開いているカリウムチャネルがあり, 'K+は濃度勾配に従って細胞外へ拡散しよう とする。 K+の細胞外への移動に伴って, 細胞内は電気的に負になり, K+ を引き戻そ うとする力が生じる。 ある程度K+ が細胞外へ出ると, 拡散しようとする力と引き戻 そうとする力が釣り合い, 見かけ上K+の移動が止まる。 その結果, 細胞膜の外側表 面には陽イオンが, 内側表面には陰イオンが集まる。 この状態の膜電位が静止電位で ある (図6)。 ++) K+以外の陽イオン 低 ( 陰イオン 細胞外 K の 細胞膜 濃 wwwwww K+が細胞外へ 出る量がふえる と,その分K+ 細胞内に引き しだいに力が + 釣り合う 細胞膜の近傍 に、電荷の偏 りができる。 度 細胞内カリウムチャネル 戻そうとする電 気的な力は大き くなる。 ◆ : K+が拡散しようとする力 :K+にかかる電気的な力 (矢印の長さは力の大きさを, 向きは力の向きを表している。) 図6 静止電位の形成 MOVIE しさにも

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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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この問題にナトリウムイオンが書いてあることで、何が言いたいのですか?

B 溶質は濃度の高い方から低い方へと,濃度が均一になる方向に,濃度勾配に従って移動する。 しかし,細胞膜には選択的透過性があるので、小さい分子や疎水性の分子のように膜を通過しや すいものと,大きい分子や親水性の分子,極性のある分子のように膜を通過しにくいものがある。 例えば、(Naツなどの移動は,細胞内の恒常性の維持とも関わるため,膜にあるタンパク質に よる調節を受けて,内部の濃度が一定に保たれる。また,水分子は極性をもつが,細胞膜上にあ るアクアポリンというタンパク質を経由することで,濃度勾配に従って膜を通過する。そのため、 赤血球を高濃度の食塩水に浸すと,Na* は細胞内に流入しないので,内外の濃度が等しくなる ように細胞内から水が流出し,赤血球は縮む。一方,赤血球を蒸留水のような低濃度の溶液に浸 すと, Na* は細胞外に流出しないので,内外の濃度差が等しくなるように,細胞内に水が流入し、 赤血球は膨れる。 ユキノシタの葉の裏面の表皮をビンセットではがし、その切片を15%スクロース水溶液(条 件 A),または10%エチレングリコール水溶液(条件B)のそれぞれに浸し,その直後およ び 15分後と 60 分後に表皮細胞を観察したところ, 図1のような変化が見られた。なお, エチレ ングリコールは疎水性の物質で, その分子量はスクロースに比べ 程度である。また,細胞壁 は水やスクロース, エチレングリコールなど, ほとんどの物質を自由に通過させる。 細胞壁 ユキノシタの表皮細胞 条件A:15%スクロース水溶液中 細胞膜 水溶液に浸した直後 条件B:10%エチレングリコール 水溶液中 15分後 60分後 図 1 問3 表皮細胞は, 15分後には条件 A, 条件Bいずれの水溶液中でも原形質分離を起こしてい たが,60分後には条件Bの水溶液中ではほとんどの細胞が原形質分離を起こす以前の状態 に復帰していた。この原形質復帰の原因として最も可能性が高いと考えられるものを, 次の 0~6のうちから一つ選べ。 0 エチレングリコールが拡散によって細胞内に入った。 @ グルコースが能動輸送によって細胞内に入った。 水が能動輸送によって細胞内に入った。 0 細胞内の無機塩類が拡散によって細胞外に出た。 6 細胞内の水が能動輸送によって細胞外に出た。 5 SKpo 問4図1の結果より条件Aの水溶液中における細胞内の浸透圧は, 時間とともにどのように 2Kpb ブンKpb 変化したと考えられるか。グラフとして最も適当なものを, 次の0~6のうちから一つ選選べ iKpb"S"SKpb 6 0 qdl8. 「SKpb S'3K 上 。 圧 圧 時間→ 時間→ 時間→ 時間→ 時間→ ー感網出 ○一製透圧 一駆胞出

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