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細胞と分子(知識)の問題

難易度 1教科書の例題レベル高校生物 細胞と分子(知識)

ステロイドホルモン(糖質コルチコイドなど)は脂溶性の情報伝達物質である。ステロイドホルモンが標的細胞に情報を伝えるしくみとして最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

  • ア 細胞膜にあるイオンチャネル型受容体に結合し、チャネルを開いてイオンを細胞内に流入させる。
  • イ 細胞膜にある G タンパク質共役型受容体に結合し、細胞内のセカンドメッセンジャー(cAMP)を増加させる。
  • ウ 細胞膜を通過して細胞内(細胞質や核)にある受容体に結合し、特定の遺伝子の発現を調節する。
  • エ 細胞膜にある酵素型受容体に結合し、受容体自身がもつ酵素のはたらきを活性化させる。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(40 技能)
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一覧で見る(前提が先)
  1. 細胞のつくり
  2. 生物の共通性と原核細胞・真核細胞
  3. 細胞膜の構造と受動輸送・能動輸送
  4. 実験器具の使い方と安全
  5. 気体の発生方法・性質・集め方
  6. 有機物・無機物と金属の性質
  7. 原子・分子と化学式
  8. 原子の構造と同位体
  9. 電子配置と価電子
  10. 周期表と周期律
  11. イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度
  12. イオンと電離・電解質
  13. イオン結合と金属結合
  14. 共有結合と配位結合
  15. 分子の形と極性
  16. 分子間力と沸点
  17. 結晶の種類と性質
  18. 水溶液の性質と再結晶
  19. 溶解のしくみ(水和)と極性による溶けやすさ
  20. 有機化合物の特徴と官能基による分類
  21. 酸・アルカリと中和・指示薬
  22. アレニウスとブレンステッド・ローリーの酸・塩基の定義
  23. 酸・塩基の価数・強弱と電離度
  24. 水の電離と pH・身のまわりの物質の液性
  25. アミノ酸の性質と等電点
  26. 構造異性体
  27. 脂肪族炭化水素の置換反応・付加反応・付加重合
  28. 分解と化合(化学変化の種類)
  29. 酸化と還元
  30. 酸化・還元の定義
  31. アルコールとエーテル
  32. 酸化数と酸化・還元の判定
  33. 酸化剤と還元剤
  34. アルデヒドとケトン
  35. 弱酸の遊離・揮発性の酸の遊離
  36. カルボン酸とエステル
  37. 高分子化合物の特徴と重合の種類
  38. タンパク質の構造・変性・検出反応
  39. 細胞でのタンパク質の立体構造とはたらき
  40. 受容体と細胞間の情報伝達

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

技能「受容体と細胞間の情報伝達」を使います。情報伝達物質が細胞膜を通過できるかどうかで、受容体の場所が決まることを思い出しましょう。

ヒント 2

細胞膜はリン脂質二重層でできているので、脂溶性の物質は細胞膜を通過できます。細胞膜を通過できる物質の受容体は、細胞膜ではなく細胞の内部にあります。

ヒント 3

ア・イ・エはどれも「細胞膜にある受容体」のしくみです。受容体がどこにあるかに注目して、残る選択肢を確かめましょう。

答えと解説

答えを見る

ウ

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解説を読む

手順 1: 情報伝達物質が細胞膜を通過できるかを判断する。
細胞膜はリン脂質二重層でできていて、内部は疎水性(脂溶性)である。そのため、ステロイドホルモンのような脂溶性の物質は細胞膜を通過できる。一方、ペプチドホルモン(インスリンなど)のような水溶性の物質は細胞膜を通過できない。

手順 2: 受容体の場所を決める。
- 細胞膜を通過できない情報伝達物質 → 細胞膜にある受容体に結合する。
- 細胞膜を通過できる情報伝達物質(ステロイドホルモンなど) → 細胞内(細胞質や核)にある受容体に結合する。
ステロイドホルモンは細胞内の受容体と結合し、ホルモンと受容体の複合体が DNA の特定の領域に結合して、特定の遺伝子の発現(転写)を調節する。

各選択肢の検討
- ア: イオンチャネル型受容体は細胞膜にあり、神経伝達物質(アセチルコリンなど)などが結合するとイオンを通す。細胞膜を通過できるステロイドホルモンの受容体ではない。
- イ: G タンパク質共役型受容体は細胞膜にあり、アドレナリンなどの水溶性の情報伝達物質が結合すると、G タンパク質を介して cAMP などのセカンドメッセンジャーを増加させる。ステロイドホルモンのしくみではない。
- ウ: 正しい。
- エ: 酵素型受容体は細胞膜にあり、インスリンなどが結合すると受容体自身の酵素のはたらきが活性化する。ステロイドホルモンのしくみではない。

よって、答えは ウ である。

別解

ステロイドホルモンは脂溶性で細胞膜を通過できる。細胞内(細胞質や核)の受容体と結合し、その複合体が DNA に作用して特定の遺伝子の発現を調節する。ア: 膜のイオンチャネル型受容体は神経伝達物質などの水溶性物質の経路で誤り。イ: 膜の G タンパク質共役型受容体は、アドレナリンなど水溶性ホルモンの経路で誤り。エ: 膜の酵素型受容体は、インスリンなどの水溶性物質の経路で誤り。よって正解はウ。

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