【生物学問題】流れに逆らう力!「能動輸送」を攻略
物質は通常、濃い方から薄い方へ流れます(拡散)。しかし、細胞が生命を維持するためには、あえてその流れに逆らって物質を溜め込む必要があります。この「逆走」の仕組みを学びましょう。
1. 問題:エネルギーを用いた物質輸送
【 問題 】 細胞膜において、ATPなどのエネルギーを消費して、物質を濃度の低い方から高い方へと(濃度勾配に逆らって)輸送する仕組みを何と呼ぶでしょうか?
① 受動輸送 ② 能動輸送 ③ 単純拡散 ④ 浸透
2. 正解:細胞膜の機能に関する正解
正解: ② 能動輸送
3. 解説:エネルギーを使って「汲み上げる」
自然な流れに逆らうため、細胞は「ポンプ」のような働きをするタンパク質にエネルギーを注ぎ込みます。
[ 能動輸送のポイント ]
★ エネルギー(ATP)が必要:坂道を下る「拡散」に対し、能動輸送は坂道を押し上げるようなものなので、エネルギーを消費します。
★ 輸送タンパク質:膜を貫通している特定のタンパク質が「ポンプ」として働きます。
★ 代表例(ナトリウムポンプ):細胞内のカリウムイオンを高め、ナトリウムイオンを低く保つ「ナトリウム−カリウムATPアーゼ」が有名です。
★ エネルギー(ATP)が必要:坂道を下る「拡散」に対し、能動輸送は坂道を押し上げるようなものなので、エネルギーを消費します。
★ 輸送タンパク質:膜を貫通している特定のタンパク質が「ポンプ」として働きます。
★ 代表例(ナトリウムポンプ):細胞内のカリウムイオンを高め、ナトリウムイオンを低く保つ「ナトリウム−カリウムATPアーゼ」が有名です。
1. 試験のポイント: 「低濃度から高濃度へ」「エネルギー(ATP)を消費」という言葉があれば、間違いなく「能動輸送」です。先ほどの「拡散」と対比させて、表にまとめて覚えるのが得策です。
2. バイオインフォの視点: ゲノム解析によって、ある生物がどのような「トランスポーター(輸送体)」遺伝子を持っているかを調べることで、その生物がどのような環境に適応しているか(例:塩分濃度が高い場所でも生きられるか)を予測することができます。この輸送体の分類(TCDBなど)はデータベース上でも重要なカテゴリーです。
4. まとめ
「低から高へエネルギーを使って運ぶ=能動輸送」です。細胞が自分にとって必要な物質をギュッと詰め込み、不要なものを外へ追い出すための、まさに「生きるための積極的な活動」と言える機能ですね!
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