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教科書ドリル 生理学 第11章
第11章 筋 全20問
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筋収縮および筋弛緩に直接利用されるエネルギー源(生体のエネルギー通貨)を分子名で答えよ。また、この物質が筋の中で直接的に消費される代表的な過程を2つ挙げよ。
解答分子名: ATP(アデノシン三リン酸) / 過程: ①ミオシン頭部の首振り運動(クロスブリッジサイクルの駆動) ②筋小胞体によるCa²⁺回収(SERCAポンプによる能動輸送) (他に: アクチンとミオシン頭部の解離もATPの結合によって起こる)
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筋収縮も筋弛緩もエネルギーを必要とし、そのエネルギーは(①)の分解によって供給される。具体的にはミオシン頭部の運動、Ca²⁺の(②)への回収、アクチンとミオシン頭部の(③)にエネルギーが使われる。筋線維内に蓄えられている(①)は数秒で消費されるため、ただちに再合成機構が働く。
解答① ATP(アデノシン三リン酸) / ② 筋小胞体(SR) / ③ 解離
解説・ポイント・キーワードを見る →ADPがクレアチンリン酸からリン酸基を受け取ってATPを再生する反応を何というか。反応式とともに、酸素要否と筋線維内での持続時間のおよその目安を答えよ。
解答反応名: ローマン反応 / 反応式: ADP + クレアチンリン酸 ⇌ ATP + クレアチン / 酸素要否: 不要(無酸素下でも進行) / 持続時間: 約10秒程度の運動を賄える
解説・ポイント・キーワードを見る →筋線維に貯蔵されたグリコーゲンや血液から取り込んだグルコースが、酸素を用いずに分解されてATPを供給し、最終的に乳酸を生じる代謝経路を何というか。また、この系が主役となる運動様式を一般に何と呼ぶか。
解答経路: 解糖系(解糖・嫌気的代謝) / 運動様式: 無酸素運動
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筋線維内のグリコーゲンや血液中の(①)が(②)に分解される過程でATPを供給する経路を解糖という。この反応はO₂を(③)、短時間(およそ40〜50秒)の瞬発的運動の主なエネルギー供給を担う。最終的に(④)が生成され、これが蓄積すると筋疲労の一因となる。
解答① グルコース / ② ピルビン酸 / ③ 必要としない(不要) / ④ 乳酸
解説・ポイント・キーワードを見る →O₂が十分に供給されるとき、解糖で生じたピルビン酸が最終的にH₂OとCO₂まで分解されてATPを大量に産生する2つの代謝系を答えよ。また、1モルのグルコースから全経路で生じるATPはおよそ何モルか。
解答代謝系: クエン酸回路(TCA回路)および電子伝達系(酸化的リン酸化) / ATP量: 約38モル/グルコース1モル
解説・ポイント・キーワードを見る →赤筋に多く含まれ、筋内で酸素を一時的に貯蔵する鉄含有タンパク質を答えよ。また、これと名称が紛らわしいが別の物質である「血液中で酸素運搬を担うタンパク質」と、「筋の太いフィラメントを構成する収縮タンパク質」をそれぞれ答えよ。
解答酸素貯蔵(筋内): ミオグロビン / 酸素運搬(血中): ヘモグロビン / 太いフィラメント: ミオシン
解説・ポイント・キーワードを見る →筋収縮に伴う発熱のうち、(i)筋が収縮してから弛緩するまでの間に発生する熱、(ii)筋が弛緩した後に発生する熱をそれぞれ何と呼ぶか。また両者の熱量の関係を述べよ。
解答(i) 初期熱 / (ii) 回復熱 / 熱量の関係: 両者はほぼ等しい
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