細胞と分子(知識)の問題
細胞膜を通した物質の移動のうち、能動輸送にあたるもの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 酸素が、リン脂質二重層を直接通り抜けて、濃度の高い細胞外から濃度の低い細胞内へ移動する。
- イ 水が、アクアポリンを通って、細胞膜の内外の濃度差にしたがって移動する。
- ウ カリウムイオンが、開いたチャネルを通って、濃度の高い細胞内から濃度の低い細胞外へ移動する。
- エ ナトリウムイオンが、ATP のエネルギーを使うポンプによって、濃度の低い細胞内から濃度の高い細胞外へ運ばれる。
- オ グルコースが、輸送体(担体)に結合して、濃度の高い側から濃度の低い側へ運ばれる。
この問題で使うもの
- 細胞膜の構造と受動輸送・能動輸送(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(3 技能)
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ヒント
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ヒント 1
細胞膜を通した物質の移動を、受動輸送と能動輸送に分けて考える。
ヒント 2
能動輸送は、エネルギー(ATP)を使って、濃度勾配に逆らって物質を運ぶ輸送である。
ヒント 3
ア・イ・ウ・オはどれも、濃度の高い側から低い側へ(濃度差にしたがって)物質が移動している。
答えと解説
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エ
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解説を読む
使う知識: 細胞膜を通した物質の移動は、次の 2 つに分けられる。
- 受動輸送: 濃度勾配にしたがって(濃度の高い側から低い側へ)物質が移動する。エネルギー(ATP)を使わない。リン脂質二重層を通る拡散のほか、チャネル・アクアポリン・輸送体を通る移動もこれにあたる。
- 能動輸送: 濃度勾配に逆らって(濃度の低い側から高い側へ)物質を運ぶ。ATP のエネルギーを使うポンプがはたらく。代表例はナトリウムポンプ(ナトリウム-カリウム ATP アーゼ)である。
各選択肢の判定:
- ア 酸素のような小さな分子は、リン脂質二重層を通って濃度の高い側から低い側へ拡散する。濃度勾配にしたがう移動なので受動輸送であり、誤り。
- イ アクアポリンは水を通すチャネルで、水は濃度差にしたがって移動する。受動輸送であり、誤り。
- ウ チャネルを通るイオンの移動は、濃度勾配にしたがって起こる。受動輸送であり、誤り。
- エ ナトリウムポンプは ATP のエネルギーを使って、Na を濃度の低い細胞内から濃度の高い細胞外へ運ぶ。濃度勾配に逆らう輸送なので能動輸送であり、正しい。
- オ 輸送体(担体)を使う移動でも、濃度の高い側から低い側へ運ばれる場合は受動輸送であり、誤り。
よって正解はエ。
別解
ア: 酸素の単純拡散で高濃度側から低濃度側、受動輸送。イ: アクアポリンを通る水の移動は濃度差にしたがう受動輸送。ウ: チャネルを通る濃度勾配にしたがう移動で受動輸送。エ: ナトリウムポンプによる ATP を使った濃度勾配に逆らう輸送で能動輸送。オ: 担体による濃度勾配にしたがう促進拡散で受動輸送。よって正解はエ。