Biology
มัธยมปลาย
(2)の問題です。正解は⑥ですが、私は⑤を選んでしまいました。ダメな理由を教えていただきたいです！
大学入学共通テスト対策問題
感謝 97 呼吸に関する次の文章を読み, 以下の問いに答えよ。
クエン酸回路は,物質が変換される反応が次々に起こって循環する反応系である。
クレブスは、ハトの胸筋細胞を破砕して緩衝液を加えた懸濁液を材料として,この反
応系が回路状であることを確認する実験を行った。 この反応系には3つの物質,物質
A, 物質 B, 物質Cが含まれており,ピルビン酸が変換されて生じたアセチルCoA
がこの反応系に入り,物質 A, 物質 B, 物質 Cの順に生成される。 クレブスが行っ
また実験では,物質Bを基質とする脱水素酵素のはたらきを阻害するマロン酸を用い
ている。なお,マロン酸はこの反応系には含まれない化合物である。
(1) 実験に用いたマロン酸は,物質 B に構造がよく似ており,競争的阻害によってこ
93
の脱水素酵素のはたらきを抑制する。これについて,適切な記述を2つ選べ。
① マロン酸は、酵素の活性部位に結合する。
② マロン酸は、酵素の活性部位とは異なる部位に結合する。
③ 酵素量が一定のとき,物質Bの濃度がマロン酸の濃度より高くなっても、マ
ロン酸による阻害効果は変わらない。
④ 酵素量が一定のとき,物質Bの濃度がマロン酸の濃度より高くなるほど、マ
ロン酸による阻害効果は小さくなっていく。
酵素量が一定のとき,物質Bの濃度がマロン酸の濃度より高くなるほど、マ
ロン酸による阻害効果は大きくなっていく。
(2)反応系が回路状であることを示すためにクレブスが行ったと考えられる実験とし
て,最も適切な記述を1つ選べ。なお,ハトの胸筋細胞の懸濁液には十分量のピ
ルビン酸が含まれていて,この実験は十分量のO2の存在下で行い,懸濁液には
十分な阻害効果を示す濃度のマロン酸が添加されている。
① 物質Aを添加して反応させ,物質Bの産生量を測定した。
②物質Aを添加して反応させ, 物質 C の産生量を測定した。
③ 物質 B を添加して反応させ, 物質 A の産生量を測定した。
④ 物質 B を添加して反応させ,物質 Cの産生量を測定した。
⑤ 物質Cを添加して反応させ, 物質 Aの産生量を測定した。
⑥物質Cを添加して反応させ, 物質Bの産生量を測定した。
(3)(2)の実験をO2 が存在しない条件で行うと, (2)で測定した物質の産生量はどのよ
うになると考えられるか。 最も適切なものを1つ選べ。
① ほとんど変わらない ② 減少する ③ 増加する
(4) (3)のようになる理由について,最も適切なものを1つ選べ。
① 回路の反応には, O2 が必要ないため
③ ATP をほとんど産生できなくなるため
④ NADH をほとんど產生できなくなるため
② CO2が蓄積するため
〔21 北里大
+H+OHS +
OS
97
(1) 1,4
(2) 6 (3)2 (4)4
説
OF+HMS
(0)
(1)競争的阻害では,阻害物質が活性部位に結合することで,基質が活性部位に結合でき
なくなり,酵素反応が阻害される。この場合の基質(物質B)はコハク酸で,コハク酸
とマロン酸は構造がよく似ており,マロン酸があると,競争的阻害によってコハク酸
脱水素酵素のはたらきが阻害される。
①,② 競争的阻害では,阻害物質は酵素の活性部位に結合する。 よって, ①が正しい。
③~⑤ 競争的阻害では、酵素量が一定の場合、基質の濃度を高くしていくと, 酵素
活性部位に基質が結合する確率が高くなるため, 阻害物質による阻害効果は小
(2)
(2) マロン酸は物質Bを基質とする脱水素酵素のはた
さくなっていく。 よって、 ④が正しい。
物質 A物質B・
物質 C
(1)
T
マロン酸
AИ 5(s)
13
らきを阻害するため, マロン酸が添加されている
3 と, 右図のように物質Bから物質の生成が阻害
される。この場合, 物質 A を添加すると, 物質B
から物質 Cへの生成が阻害されるため,物質Bが
蓄積する。 一方, 反応系が回路状であることを示
すには,物質Cから物質Aが生成される過程があることを示す必要がある (図の点
線)。実験には十分量のピルビン酸が与えられており, アセチルCoAは供給されるの
で,物質Cの添加によって物質Aが生産され,さらに物質Aが物質Bとなり,最終
的に物質Bがマロン酸の阻害作用によって蓄積されれば, 反応が回路状であること
が示されたといえる。 よって、⑥が正しい。
(3)呼吸の電子伝達系では,NADH や FADH2 は酸素によって酸化されて, NAD や FAD
+
にもどる。 そのため, 酸素が存在しないと NAD や FAD が再生されなくなるので,
クエン酸回路の反応が停止してしまう。 よって, 酸素が存在しない条件で(2)の実験を
A
ヲHCべて物質Bの産生量は減少する(②)。
物質 C を添加しても反応が起こらないため, 酸素が存在する場合と比
行った場合,
どのC
(4)(3)で述べたように, NAD や FAD が再生されないと, NADH や FADH を産生するこ
とができなくなり, クエン酸回路が停止する。 よって, ④が正しい。不
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