代謝(知識)の問題
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 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
この問題で使うもの
- 発酵と解糖(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(68 技能)
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- 発酵と解糖
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「発酵と解糖」で学んだ、アルコール発酵・乳酸発酵・筋肉の解糖で、ピルビン酸が何に変わるかと、反応が起こる場所を思い出そう。
ヒント 2
3 つとも反応は細胞質基質で起こる。ピルビン酸などが NADH で還元されるときに が再生されるので、酸素がなくても解糖系が続く。
ヒント 3
場所について述べたアと、 について述べたウは誤り。残りのイ・エ・オを、二酸化炭素が出るのはどの発酵か、筋肉では何ができるかに注目して判定しよう。
答えと解説
答えを見る
エ
どこでつまずきましたか?(選ぶと、戻る場所を案内します)
解説を読む
アルコール発酵・乳酸発酵・筋肉の解糖で起こることを整理してから、各選択肢と照らし合わせる。
共通する部分: どれも、まず解糖系でグルコース 1 分子が 2 分子のピルビン酸に分解され、ATP と NADH ができる。反応はすべて細胞質基質で起こる。
ピルビン酸のその後:
- アルコール発酵(酵母): ピルビン酸から二酸化炭素が除かれてアセトアルデヒドになり、アセトアルデヒドが NADH によって還元されてエタノールになる。
- 乳酸発酵(乳酸菌): ピルビン酸が NADH によって還元されて乳酸になる。二酸化炭素は出ない。
- 筋肉の解糖: 酸素が不足したときの筋肉では、乳酸発酵と同じように、ピルビン酸が還元されて乳酸になる。
なぜ酸素がなくても続くのか: ピルビン酸(またはアセトアルデヒド)を還元するときに、NADH が にもどる。この が再び解糖系で使われるので、酸素がなくても解糖系が続き、ATP がつくられ続ける。
各選択肢の判定:
- ア: 誤り。アルコール発酵の反応は細胞質基質で起こる。ミトコンドリアは使われない。
- イ: 誤り。乳酸発酵では、ピルビン酸がそのまま還元されて乳酸になり、二酸化炭素は放出されない。二酸化炭素が放出されるのはアルコール発酵である。
- ウ: 誤り。発酵では、ピルビン酸やアセトアルデヒドを還元するときに NADH から が再生されるので、酸素がなくても解糖系が続く。
- エ: 正しい。ピルビン酸から二酸化炭素が除かれてアセトアルデヒドになり、それが NADH で還元されてエタノールができる。
- オ: 誤り。筋肉の解糖では、ピルビン酸は乳酸に変えられる。エタノールができるのはアルコール発酵である。
よって、正解は エ である。
別解
ア: アルコール発酵の反応は細胞質基質で起こり、ミトコンドリアの中ではないので誤り。イ: 乳酸発酵ではピルビン酸が還元されて乳酸になり、二酸化炭素は放出されないので誤り。ウ: 発酵ではピルビン酸などを還元することで NADH から NAD+ が再生され、解糖系が続くので誤り。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てアセトアルデヒドになり、これが NADH で還元されてエタノールになるので正しい。オ: 激しい運動をしている筋肉では、ピルビン酸は乳酸に変えられる(エタノールではない)ので誤り。したがって正しいのはエ。