17Seika2-3 生化学Ⅱ 第 3 回小テスト
2017.7.25 問題 1．以下の模式図はクエン酸サイクルの化合物変換の流れを図示したものである。
アセチル補酵素Ａ → クエン酸 → イソクエン酸 → 2-オキソグルタル酸 →
スクシニル補酵素Ａ → コハク酸 → フマル酸 → リンゴ酸 → オキサロ酢酸
この模式図に関する以下の小問に答えなさい。
i. 下線部のアセチル補酵素Ａは解糖系から供給される「ある物質」より生成されるが，こ の物質からアセチル補酵素 A が作られる様子を簡単に説明しなさい。「ある物質」の名前，
「酵素」の名前，反応で生成される他の物質についても言及すること。
ii.上の模式図で「GTP」が生産される反応をあらわす番号とその反応を触媒する酵素の名 前を答えなさい。
iii. 上の模式図で「FADH2」が生産される反応をあらわす番号とその反応を触媒する酵素 の名前を答えなさい。
iv. 上の模式図で「NADH」が生成される反応の番号をすべて答えなさい。
v. 解糖系＋クエン酸サイクルで 1 分子のグルコースが二酸化炭素に変換されるが，この 時様々な「高エネルギー化合物」が生成される。1 分子のグルコースから生成される高エ ネルギー化合物の種類と数をすべて答えなさい。
問題 2．電子伝達系に関する以下の設問に答えなさい。 i.「複合体Ｉ」の正式名称を答えなさい。
ii.「複合体Ⅲ」の「電子供与分子」「電子受容分子」をそれぞれ答えなさい。
iii. 電子伝達系の大きな目的は ① を ② から ③ に移動させて「電 荷ポテンシャル」を作ることである。空欄①∼③に適当な語句をそれぞれ答えなさい。ま た，電子伝達系のすべての複合体(Ⅰ∼IV)において移動する空欄①の物質の個数をそれぞ れ答えなさい。
iv. 小問 iii.で答えた物質①はその後 ATP 合成に利用される。どのようにして物質①が ATP 合成に利用されるか，説明しなさい。説明には酵素名と物質①の移動する様子，ATP と① の量比も説明すること。
問題 3．光合成に関する以下の質問に答えなさい。
i. 裏のページの図は光合成の「暗反応」を示しており，二酸化炭素が有機化合物に変換す る直接の過程を表している。空欄①に入る酵素の名称，そして地球上の生命体にとっての この酵素の重要性を簡単に説明しなさい。 ＜裏に続く＞
① ② ③ ④
⑤ ⑥ ⑦ ⑧
17Seika2-3 ii. 上記図②の ATP は光合成の「明反応」で生産される。光合成で ATP が合成される様子 は異化代謝の電子伝達系・酸化的リン酸化で ATP が合成される様子と数多くの共通点を 持つが，明らかな相違点もある。光合成の明反応と酸化的リン酸化での ATP 合成につい て「共通点」を一つ，「相違点」を一つ，それぞれ答えなさい。
iii. 上記図③の NADPH を生産する酵素の名前を答えなさい。 iv. 光合成の暗反応を指す，「別名」を 2 つ答えなさい。
４．DNA の複製反応における以下の単語の意味を説明しなさい。 i. 岡崎フラグメント
ii. 3’→5’エキソヌクレアーゼ活性 iii. 5’→3’エキソヌクレアーゼ活性
①
② ③
解答用紙 学籍番号 氏名 問題 1．（26 点満点）
i) 解糖系より「ピルビン酸」が提供されるが「ピルビン酸デヒドロゲナーゼ（多酵素 複合体）」がこのピルビン酸をアセチル補酵素 A に変換する。この時同時にず及びずが 1分子ずつ生成される。（4 点，下線部各 1 点）
ii)番号
５（2 点）
酵素名
スクシニル CoA シンテターゼ（「シンターゼ」は△）（2 点） iii)番号
６（2 点）
酵素名
コハク酸デヒドロゲナーゼ（2 点） iv)
３，４，８ （6 点，各 2 点，間違いは各 2 点減点） v) 最終的に精製される高エネルギー化合物：
NADH 10分子（解糖系 2；クエン酸サイクル 4ｘ2） FADH2 2分子（クエン酸サイクル）
ATP 2 分子（解糖系）
GTP 2 分子（クエン酸サイクル）8点（試薬名，分子数各 1 点，ATP と GTP は区別） 問題 2．24点満点
i) NADH-CoQオキシドレダクターゼ 4点
ii)電子供与分子 2点
還元型補酵素 Q, CoQH2, ユビキノール
電子受容分子 2点
シトクロムｃ3+ iii)① 2 点
水素イオン
② 2点
マトリックス
③ 2 点
ミトコンドリア膜間部 複合体Ⅰ 1点
４
複合体Ⅱ 1点 ０ 複合体Ⅲ 1点
４
複合体Ⅳ 1点 ２
iv) 電子伝達系でミトコンドリア膜間部にくみ上げられた水素イオンはその後再びマト リックスに戻るが，この時「F0F1ATPアーゼ」という ATP 合成酵素のチャネルを通って マトリックスに戻る。F0F1ATPアーゼ箱の時「回転運動」を見せるが，この回転が ATP の合成にとって重要であることが研究で明らかとなっている。F0F1ATPアーゼの中を 3 個の水素イオンが通過すると，1 分子の ATP が生成される。（6 点，下線部が評価ポイ ント）
＜裏に続く＞
17Seika2-3 問題 3．29点満点
i)酵素名 5 点
リブロースビスリン酸カルボキシラーゼ（RuBisCo） 重要性 5点
地球で唯一，二酸化炭素と有機化合物に変換（炭酸固定）できる酵素なので，この酵 素がないと地球上の炭素循環は破綻する。
ii)共通点 5点
水素イオンを細胞内のあるコンパートメントに局在化し，そのイオンが膜を通過する 力を用いて ATP を合成している点
相違点 5点 「ミトコンドリアでは膜間部，葉緑体ではチラコイドと水素イオンの移 動させる場所が違う」，「明反応は光が必要だが，電子伝達系は不要」，「ATP を合成する 酵素の名前の違い」，等
iii) 5点
フェレドキシンNADP+レダクターゼ iv) 2点
カルビンサイクル
2 点
還元的ペントースリン酸サイクル 問題 4．21点満点
i)岡崎フラグメント （7 点） DNA複製時に，DNA 二重らせんの配向の関係で，同 時進行する一方の DNA 鎖の合成が DNA 合成酵素の進行方向と逆に進むため，1,000∼ 2,000塩基の短い DNA 断片を「途切れ途切れ」に合成していく。この，ラギング鎖合成 途中の短い DNA 断片のこと。
ii)3 →5 エキソヌクレアーゼ活性 （7 点） DNA合成時に新規合成部位である 3’位が 塩基対を形成しないときにそのヌクレオチドを切り取る DNA ポリメラーゼ I や III が持 つ活性。この活性のおかげで塩基対の形成不全（ミスマッチ）が起きたときに速やかに 配列を「校正する」事ができ，DNA 複製の際の配列精度を保つことができる。
iii) 5 →3 エキソヌクレアーゼ活性 （7 点） DNA 合成時に 2 本鎖核酸分子上の切れ目
（「ニック」）を発見すると，そのニックより 3’方向に約 10∼20 塩基を除去する，DNA ポリメラーゼ I や III が持つ活性。この活性は，DNA 複製時に必ず必要となる RNA の 短い「プライマー」を除去し，DNA に置き換えて DNA 複製を完成させるために必要で ある。
