代謝（知識）の問題

次の文は、葉緑体のチラコイド膜で起こる反応について述べたものである。

「光化学系 II では、光のエネルギーを受け取ったクロロフィルから電子が飛び出し、失われた電子は（ a ）が分解されることで補われる。このとき酸素が発生する。飛び出した電子は電子伝達系を通って光化学系 I に渡され、最終的に $\mathrm{NAD}{\mathrm{P}}^{+}$ に渡されて NADPH ができる。電子が伝達される間に、${\mathrm{H}}^{+}$ がチラコイドの（ b ）に運ばれて蓄積する。蓄積した ${\mathrm{H}}^{+}$ が ATP 合成酵素を通って移動するときに、ATP がつくられる。」

文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

真核生物の細胞が行う呼吸は、解糖系・クエン酸回路・電子伝達系の3つの過程に分けられる。呼吸の各過程と、その反応が起こる場所について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから1つ選べ。

• ア　解糖系では、グルコースがピルビン酸に分解される過程で $\mathrm{NA}{\mathrm{D}}^{+}$ が還元されて NADH が生じる。この反応はミトコンドリアのマトリックスで起こる。
• イ　解糖系で生じたピルビン酸はミトコンドリアのマトリックスに取り込まれてアセチル CoA に変えられる。この過程では $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ は放出されない。
• ウ　電子伝達系では、NADH や $\mathrm{FAD}{\mathrm{H}}_2$ から渡された電子がミトコンドリア内膜のタンパク質複合体を順に伝わり、その際に ${\mathrm{H}}^{+}$ がマトリックスから膜間腔へ輸送される。この ${\mathrm{H}}^{+}$ が ATP 合成酵素を通ってマトリックスへ戻るときに ATP が合成される。
• エ　呼吸で細胞に取り込まれた ${\mathrm{O}}_2$ は、ミトコンドリアのマトリックスで進むクエン酸回路において有機物の炭素と結合し、$\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ となって放出される。
• オ　クエン酸回路はミトコンドリアのマトリックスで進み、その過程で NADH や $\mathrm{FAD}{\mathrm{H}}_2$ が生じる。呼吸で合成される ATP の大部分は、このクエン酸回路の反応によって合成される。

呼吸の過程のうち、解糖系とクエン酸回路について述べた文として正しいものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　解糖系の反応は、ミトコンドリアのマトリックスで起こる
• イ　解糖系では、グルコースが分解されて二酸化炭素が放出される
• ウ　解糖系では、1 分子のグルコースが 2 分子のピルビン酸に分解される
• エ　クエン酸回路の反応は、細胞質基質で起こる
• オ　クエン酸回路では、NADH や $\mathrm{FAD}{\mathrm{H}}_2$ はつくられない

ホタルの発光器をすりつぶして水を加えると、液はしばらく光ったが、やがて光らなくなった。光らなくなった液を 3 本の試験管 A〜C に等量ずつ分け、それぞれに次の表の物質を加えたところ、表のような結果になった。ただし、加えた溶液の量と温度は 3 本とも同じである。

この実験の結果からわかることとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　発光のエネルギーは、グルコースから直接供給されている
• イ　発光のエネルギーは、ADP にリン酸が結合するときに放出されている
• ウ　発光のエネルギーは、ATP から直接供給されている
• エ　発光によって、液の中で ATP が新しく合成されている

酸素を使わずにグルコースなどの有機物を分解して ATP を得るはたらきについて述べた文として正しいものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　酵母のアルコール発酵の反応は、ミトコンドリアの中で起こる
• イ　乳酸発酵では、ピルビン酸から二酸化炭素が放出されて乳酸ができる
• ウ　発酵では NADH から $\mathrm{NA}{\mathrm{D}}^{+}$ が再生されないので、解糖系はすぐに止まる
• エ　アルコール発酵では、ピルビン酸から二酸化炭素が除かれたあと、還元されてエタノールができる
• オ　激しい運動をしている筋肉の解糖では、ピルビン酸がエタノールに変えられる