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16 細胞小器官の働き 植物細胞をすりつぶし,グルコースを加えると酸素が消費された。
この反応がどの細胞小器官の働きによるのかを調べるために,次のような実験を行った。
なお,図1は植物細胞に見られるさまざまな細胞小器官を模式的に示したものである。
濃度の異なるスクロース(ショ糖)水溶液を重層した遠 図1
心管を準備した。用いたスクロース水溶液の質量パーセ 葉緑体
ント濃度と体積濃度の関係を表1に示す。 ある植物の緑
葉を細胞内と同濃度の溶液中でつぶして細胞破砕液を作
成した。この操作によって細胞壁や細胞膜が破壊され,
細胞小器官が遊離した。この細胞破砕液をスクロース水
溶液の上に重層し(図2,遠心分離前),遠心分離器にか
けて遠心操作を行った。遠心分離後,細胞小器官は密 図2
度に応じて分離され,図2の矢印1~6のいずれかの 細胞
位置に濃縮された(図2,遠心分離後)。細胞小器官の
密度は生物や細胞の種類によって異なるが, この実験 スクロー
に用いた植物細胞の3種類の細胞小器官の密度を表2
に示す。なお, 実験中に遠心管内のスクロース水溶液
は濃度変化しなかったものとする。
表1 スクロース水溶液の濃度
液胞
核
ミトコン-
ドリア
ゴルジ体
位置番号
- 1
20
- 2
30
- 3
40
- 4
50
破砕液
20
30
40
ス水溶液
50
-5
60
60
- 6
遠心分離前
遠心分離後
表2 細胞小器官の密度
密度(g/cm)
細胞小器官
質量パーセント濃度(%) *体積濃度(g/L)**| *1 例えば, 20% スクロース
水溶液は溶液100 g 中にス
クロース 20gを含む。
*2 例えば,20% スクロース
水溶液は溶液1L 中にスク
ロース 216.2gを含む。
1.32
20
216.2
(b)ゴルジ体
(c)ミトコンドリア
1.10
30
338.1
1.20
40
470.6
50
614.8
60
771.9
次に,密閉した容器に精製した核,ゴルジ体, ミトコンドリアを入れ,グルコースを加
えたところ,酸素が消費された。それぞれの細胞小器官における酸素の消費量を測定した
結果,ミトコンドリアの酸素消費量が最も多いことがわかった。
1(1) 遠心分離後に表2の細胞小器官a~cは主に遠心管のどの位置に分離されていると考
えられるか。a~cそれぞれについて対応する図2の位置番号を書け。
(2) 細胞内で細胞小器官の間を満たしている液体成分を何とよぶか。
(3) 問題文の結果から考えて, 正しいものには○, 間違っているものには×を書け。
1 細胞はすりつぶされると死ぬので, 生体活動はただちに停止する。
2
ミトコンドリア以外の細胞小器官は, 酸素を消費しない。
ミトコンドリアの消費する酸素は, グルコースの酸化に使われると考えられる。
の 細胞内の細胞小器官は, 相互に機能を分担しているので, 単独で働くことはできない。
(3
(10 京都大,長岡技術科学大改)
→2-6, 2-7, 3-4, 3-7)
Pヒント 16 (1) 各濃度のスクロース水溶液の密度(1 cm' あたりのスクロース水溶液の質量) を求める。
