電子伝達系と ATP 合成

ミトコンドリアの内膜では、NADH や $\mathrm{FAD}{\mathrm{H}}_2$ から受け取った電子が、内膜にあるタンパク質の間を次々に受け渡される。このとき放出されるエネルギーを使って、${\mathrm{H}}^{+}$ がマトリックスから膜間腔（内膜と外膜の間）へ運ばれ、膜間腔の ${\mathrm{H}}^{+}$ の濃度が高くなる。膜間腔にたまった ${\mathrm{H}}^{+}$ は、濃度の差にしたがって、内膜にある別のタンパク質の中を通ってマトリックスへ戻る。このタンパク質は、${\mathrm{H}}^{+}$ が通り抜けるときの流れを利用して、ADP にリン酸を結合させるはたらきをもつ。

この、${\mathrm{H}}^{+}$ が膜間腔からマトリックスへ戻るときに通る内膜のタンパク質を何というか。

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。

葉緑体で行われる光合成の反応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　チラコイド膜にある光化学系Ⅰで水が分解され、酸素が発生する。
• イ　光化学系Ⅱから光化学系Ⅰへ電子が伝達される過程で、${\mathrm{H}}^{+}$ がチラコイドの内腔からストロマへ輸送される。
• ウ　チラコイド膜にある ATP 合成酵素は、${\mathrm{H}}^{+}$ がストロマからチラコイドの内腔へ流れ込むときに ATP を合成する。
• エ　カルビン回路はストロマで進行し、$\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ はルビスコのはたらきで RuBP と結合して PGA が生じ、PGA は ATP と NADPH を用いて還元される。
• オ　光化学系Ⅰから放出された電子は、最終的に酸素に渡されて水が生じる。