副室に加えるとメチレンブルーの脱色が弱まるものを, 次の①~④から1つ選べ。 マロン酸 (1 2 乳酸 ピルビン酸 グルコース (福岡大) 探究論述 口27 呼吸(3) ミトコンドリアには外膜と内膜 H H H H 膜間スペース H" があるが,電子伝達系での ATP 合成は内膜 で行われる。内膜での ATP合成のしくみは, 以下の①~③の過程により行われる。 のクエン酸回路で生じた水素に由来する電 子が,ミトコンドリア内膜に並ぶ電子伝 達系の酵素群で運搬される過程で生じる エネルギーを利用して, 水素イオン(H*) をマトリックスから膜間スペース(内膜 と外膜の間の空間)へくみ出す。 膜間スペースの方がマトリックスより水 図1 素イオン濃度が高くなり,内膜をはさんで水素イオンの濃度勾配ができる。 内膜にある ATP合成酵素は, 水素イオンが濃度勾配に従って移動するエネルギー を利用して,ADP から ATP を合成する。 [注)ミトコンドリア外膜には低分子(小さい分子)を自由に透過させる機構がある。 (1) 細胞から分離,精製したさまざまな基質と適 度な濃度の塩を含む溶液Aに, ミトコンド リアを入れた実験系をつくった(図2)。その 結果,直ちに ATP 合成反応が始まったが、 一定の時間後に基質がなくなったために, 合 成反応は停止した。 実験系の溶液Aの酸素農 度は時間経過とともにどのように変化ずるか。 次のA~Fから最も適切なものを 選べ。なお, 溶液Aは空気と遮断してある。 444 電子伝達系の 酵素群 ATP 1合成酵素 内膜 H° H H マトリックス ADP ATP 拡大図 膜間スペース ←外膜 マトリックス 内膜 ミトコンドリア 3 実験系 ミトコンドリア の 溶液 A 図2 F D B 0 0 時間 0 0 時間 時間 0 時間 時間 (2) 実験系の溶液Aに酸を入れて溶液Aの水素イオン濃度を高くしたところ, ATP 合成速度が上昇した。 その理由として考えられることを50字以内で述べよ。 る) 溶液Aの塩濃度をゼロにしたら, ATP合成反応がみられなかった。どのような 理由が考えられるか。 40字以内で答えよ。 0 時間 (千葉大) 63 3章 代謝とエネルギー