共通テスト（理科） 過去問
令和4年度（2022年度）追・再試験
問139 (生物（第3問） 問4)

まず反応の流れ・概要を理解します。
実験１，５より、Ca²⁺波の発生に、酵素Ｘ、アセチルCoAが寄与したとわかる。それは両方ある必要はなく、代替の効く関係かも……？と推測が立ちます。
また実験５の動きはルシャトリエの定理的に平衡を右に寄せたのだと化学的に理解できます。そして、本文の「通常においてクエン酸を生成」する酵素Xが「Ca²⁺＋波を誘起する」ということについて合点がいくようになります。
つまり、クエン酸を生成する右向きの反応の副産物(のようなもの)がCa²⁺波なのです。

ここで他の実験に触れると、実験４は実験５の逆でルシャトリエの定理で平衡が左に偏るため、クエン酸の副産物Ca²⁺波は起こりません。
実験２を見ましょう。酵素Xは反応の促進、手伝いをする触媒なはずなのに、それがないと反応が起きなくなったみたいです。また、実験３からそもそもクエン酸は多量に存在し、平衡は極端に左に寄っていそうです。

ということは、Ca²⁺波が起こるには実験５のように反応を右に促進するしかありません。
よって、酵素Ｘは左側の物質（オキサロ酢酸、アセチルCoA）のいずれかの生成に助力し、その増加があってCa²⁺波が起きていたと気づけます。

ここで既に選択肢は二つに絞れます。しかし、オキサロ酢酸によりCa²⁺波が起こるかは実験から得られたデータではないので、「卵内でアセチルCoAの生成を活性化し、生成されたアセチルCoAがCa²⁺波を誘起する。」が正答となります。

問題文中実験を参照します。実験1,2は酵素Xを入れるとCa²⁺波があり、阻害すると起こらないことから酵素Xは必須であると読み取ることができます。

実験3,4は精子にクエン酸が多いこと、クエン酸を入れるとCa²⁺波はないことからクエン酸は原因ではないことが分かります。

実験5はアセチルCoAを入れるとCa²⁺波があることから、アセチルCoAが原因物質であることが分かります。

したがって、③が正しい選択肢となります。

まず、実験１～５をまとめましょう。

実験１は、酵素Xを注入し、Ca^2＋波が発生した。

これによって、酵素XはCa^2＋波の発生に関わっていることが分かります。

実験２は、阻害剤Aと酵素Xを注入し、Ca^2＋波は発生しない。

阻害剤Aを使うとCa^2＋波は発生しないので、Ca^2＋波を発生させるには酵素Xが必須ということが分かります。

実験３は、生死の細胞質基質を分析し、クエン酸が大量に含まれていることが分かった。

実験４は、クエン酸を注入したが、Ca^2＋波は発生しなかった。

これによって、クエン酸そのものがCa^2＋波発生をさせる原因ではないことが分かりました。

実験５は、アセチルCoAを注入し、Ca^2＋波がみられた。

これによって、酵素XはアセチルCoAを活性化させている可能性があることが分かります。