学習トップ ／ 理由で解く 解剖学 ／ 第1章 ▸ A. 細胞 ／ Q0009
理由で解く 解剖学
Q0009 人体の構成
出典：鍼灸 第25回(2017) 問題16
問題
膜輸送について正しいのはどれか。
選択肢
1
単純拡散では濃度勾配に逆らって物質が細胞膜を通過する。
2
促通拡散では ATP 分解で生じたエネルギーを利用する。
3
食作用では細胞膜が物質を包み込んで細胞内に取り込む
4
能動輸送では担体蛋白質を介して物質が細胞に取り込まれる。
解答
正解3（食作用では細胞膜が物質を包み込んで細胞内に取り込む）
解説
✗ 1. 誤り
単純拡散では濃度勾配に逆らって物質が細胞膜を通過する。
単純拡散は濃度勾配に「従って」物質が細胞膜を通過する受動的な輸送である。水や呼吸ガス（酸素・二酸化炭素）、アルコールなどの脂溶性物質は細胞膜の脂質二重層を自由に通過し、エネルギーを必要とせず高濃度側から低濃度側へ流れる。濃度勾配に逆らう輸送はイオンポンプなどの能動輸送である。
✗ 2. 誤り
促通拡散では ATP 分解で生じたエネルギーを利用する。
促通拡散はATPを利用しない。アミノ酸やグルコースなどは細胞膜に埋め込まれた担体タンパク質が形を変えて膜を通過させるが、駆動力は濃度勾配であり能動的なエネルギー消費はない。ATP分解エネルギーを利用するのはNa-Kポンプに代表される能動輸送である。
✓ 3. 正しい
食作用では細胞膜が物質を包み込んで細胞内に取り込む
食作用は、死んだ細胞や細菌など大きな異物を細胞膜が周囲から盛り上がって包み込み、食胞として細胞内に取り入れる膜輸送様式である。取り入れる物質が小さいときには膜の一部が落ち込んで飲小胞として取り込む「飲作用」も同類の現象である。食作用はマクロファージ（大食細胞）や好中球が細菌・異物・死細胞を処理する生体防御の基本メカニズムで、取り込まれた食胞はリソソームと融合して加水分解酵素により内容物が分解される。
✗ 4. 誤り
能動輸送では担体蛋白質を介して物質が細胞に取り込まれる。
能動輸送はポンプ（イオンポンプ）を介してATP分解エネルギーを消費し、濃度勾配に逆らってイオンを輸送する仕組みである。Na-Kポンプは絶えずナトリウムイオンを細胞外に、カリウムイオンを細胞内に汲み出している。担体タンパク質を介するのは促通拡散であり、能動輸送とは異なる。
🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）
食作用の仕組み▶ この図の説明を読む
この図の解説
この図は、細胞が細菌などの異物を丸ごと取り込むエンドサイトーシス(細胞内取り込み)の流れを、①→②→③の順で追っている。まず①細菌などの異物が細胞膜(脂質二重層)に接する。すると②接した部分の細胞膜がくびれて内側へ落ち込み、異物を包み込むように陥入する。最後に③くびれた根本がちぎれて、異物は脂質二重層に包まれた袋の形で細胞質内へ取り込まれ、これを食胞と呼ぶ。図では上側が細胞外液、下側が細胞質で、膜輸送の中でも細胞膜そのものを使う細胞運動の一種であることが読み取れる。単純拡散やチャネルが小さな分子やイオンを通すのに対し、食作用は細菌や死んだ細胞のような大きな異物を膜ごと包む点が本質的な違いである。
学習の要点
- 食作用は、細菌や死んだ細胞などの大きな異物を細胞膜で包み込み、食胞として細胞内に取り込む膜輸送(細胞運動)である。
- 覚え方のコツ: 「接する→くびれる→ちぎれて食胞」の3ステップ。取り込む向きが「外→中」なのがエンド(endo=内)サイトーシス。
- 関連知識: 取り込まれた食胞はリソソームと癒合し、内部の加水分解酵素で消化される。大食細胞(マクロファージ)や好中球はこの食作用が旺盛な細胞。
- よくある間違い: 小さな物質が膜の一部の陥入で飲小胞として入るのは飲作用。大きな異物を包むのが食作用で、両者を混同しやすい。
- 臨床応用: 傷口に細菌が侵入すると好中球が動員され食作用で細菌を処理する。感染時に白血球が増えるのはこのため。
比較表
| 膜輸送の種類 | 通す物質の例 | 特徴 |
|---|---|---|
| 単純拡散 | 水・酸素・二酸化炭素 | 脂質二重層を自由に通過。エネルギー不要 |
| 促通拡散 | アミノ酸・グルコース | 担体タンパク質が運ぶ。エネルギー不要 |
| イオンポンプ | ナトリウム・カリウム | ATPを使う能動輸送 |
| イオンチャネル | ナトリウム・カリウム・カルシウム | 特定イオンを通す孔。ゲートで開閉 |
| 食作用・飲作用 | 細菌・異物・大きな粒子 | 細胞膜で包み込む細胞運動 |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
図に示された食作用(エンドサイトーシス)の順序として正しいものはどれか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
食作用によって細菌などの異物が脂質二重層に包まれた形で細胞内に取り込まれると、それは（ ）と呼ばれる。空欄に入る語を答えよ。
答えを見る
答え: 食胞
食作用で取り込まれた異物は、細胞膜と同じ脂質二重層に包まれた状態で細胞質内に存在する。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
取り込む物質が小さく、細胞膜の一部が落ち込んで飲小胞の形で取り入れる現象を何というか。次から選べ。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
食作用が特に旺盛で、生体防御の第一線で異物を取り込み処理する細胞として最も適切なのはどれか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
※ 確認問題はその場の理解確認用で、復習スケジュール(FSRS)には記録されません。
細胞膜を介する物質輸送▶ この図の説明を読む
この図の解説
この図は、細胞膜を通した物質の出入りを5つの方式に整理した比較図である。左から順に、拡散(単純拡散・促通拡散)、イオンポンプ、イオンチャネル(電位依存チャネル・リガンド作動チャネル)が並ぶ。まず色分けに注目したい。矢印がすべて濃度の高い側から低い側へ下向きに向かうものは受動輸送で、エネルギーを使わない。単純拡散では水・酸素・二酸化炭素・脂溶性物質が脂質二重層をそのまま通過し、促通拡散ではアミノ酸やグルコースが担体タンパク質を介して運ばれる。中央のイオンポンプだけは「ATP」の文字とともに矢印が濃度勾配に逆らって描かれ、Naを細胞外へ、Kを細胞内へ汲み出す能動輸送を示す。右のイオンチャネルは、電位変化を感知して開くもの(赤い波形=活動電位)と、リガンドが結合して開くものの2型に分かれる。受動か能動か、そして通す物質は何かを対応づけて読むのがこの図の要点である。
学習の要点
- 膜輸送は受動輸送(拡散・チャネル)と能動輸送(ポンプ)に大別され、ATPを使うのはイオンポンプだけである。
- 覚え方のコツ: 「ポンプだけ坂を上る」。濃度勾配に逆らう=能動輸送=ATP必要はイオンポンプのみ、残り4つは坂を下る受動輸送。
- 関連知識: Na-Kポンプがつくる細胞内外のイオン差は、神経細胞の静止電位・活動電位の土台になる。ナトリウムチャネルが開くと脱分極が起こる。
- よくある間違い: 促通拡散を「担体を使うから能動輸送」と誤解しやすいが、濃度勾配に従うので受動輸送。担体の有無と能動・受動は別問題。
- 臨床応用: リガンド作動チャネルは神経伝達物質や水溶性ホルモンが結合して開く。神経-筋接合部の情報伝達を理解する基礎になる。
比較表
| 方式 | 受動/能動 | 通す物質・特徴 |
|---|---|---|
| 単純拡散 | 受動輸送 | 水・酸素・二酸化炭素・脂溶性物質→脂質二重層を通過 |
| 促通拡散 | 受動輸送 | アミノ酸・グルコース→担体タンパク質を通過 |
| イオンポンプ | 能動輸送 | イオン→ATPでNaを細胞外・Kを細胞内へ、濃度勾配に逆らう |
| 電位依存チャネル | 受動輸送 | 電位変化を感知しゲートが開く(活動電位の伝導) |
| リガンド作動チャネル | 受動輸送 | 受容体にリガンドが結合しゲートが開く |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
細胞膜を介する物質輸送のうち、ATPのエネルギーを必要とする能動輸送はどれか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
単純拡散では、水・酸素・二酸化炭素・脂溶性物質が細胞膜の（ ）をそのまま自由に通過する。（ ）に入る語を答えよ。
答えを見る
答え: 脂質二重層
促通拡散は、ATPのエネルギーを利用してグルコースを濃度勾配に逆らって運ぶ輸送である。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
細胞膜内外の電位の変化を感知してゲートが開き、活動電位の伝導に関与するのはどちらか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
細胞膜を介する物質輸送について、誤っているのはどれか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
ナトリウム-カリウムポンプの働きとして正しいのはどれか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
※ 確認問題はその場の理解確認用で、復習スケジュール(FSRS)には記録されません。
ポイント
- 食作用は細胞膜が大きな異物を包み込んで食胞として取り込む膜輸送で、マクロファージ・好中球で盛ん。
- 覚え方のコツ: 「濃度差に沿う＝拡散（受動）、担体介在＝促通拡散、ATP消費＝能動（ポンプ）、膜で包む＝食作用」と4様式でセット記憶。
- 関連知識: Na-K ATPaseは能動輸送の代表。細胞が消費するATPの約40％がこのポンプに使われる。
- よくある間違い: 「促通拡散がATPを使う」「能動輸送が担体を使う」と取り違える。ATP依存はポンプのみ、担体は促通拡散の特徴。
- 臨床応用: マクロファージ・好中球の食作用は感染防御の基盤。好中球減少症では食作用低下により重症感染を起こしやすい。リソソーム内消化にもつながる。
比較表
| 輸送様式 | エネルギー | 輸送方向 | 代表例 |
|---|---|---|---|
| 単純拡散 | 不要 | 濃度勾配に沿う | 酸素・二酸化炭素・水 |
| 促通拡散 | 不要 | 濃度勾配に沿う | グルコース・アミノ酸 |
| 能動輸送（ポンプ） | ATP要 | 濃度勾配に逆らう | Na⁺-K⁺ポンプ |
| イオンチャネル | 不要 | 電気・化学的勾配に沿う | Na⁺・K⁺・Ca²⁺チャネル |
| 食作用・飲作用 | ATP要 | 膜で包んで取り込む | マクロファージの貪食 |
解説画像
鍼灸 第25回(2017) 問題16｜膜輸送について正しいのはどれか。
この問題の解説の修正を依頼する
解説に誤り・改善点があればお知らせください。件名と本文は自動入力済みです（編集できます）。お名前・メールアドレスは任意です。送信内容は玄康株式会社（黒澤一弘）に届きます。