共通テスト(理科) 過去問
令和6年度(2024年度)追・再試験
問44 (生物基礎(第2問) 問1)

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問題

共通テスト(理科)試験 令和6年度(2024年度)追・再試験 問44(生物基礎(第2問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)

ヒトの体内環境の維持に関する次の文章を読み、後の問いに答えよ。

血液の重要な役割として組織への酸素の供給がある。図1の酸素解離曲線を使って、(a)組織が血液から受け取ることのできる酸素の量が計算できる。体重60〜70kgのヒトの体内では約5Lの血液が循環している。安静時には、1分間当たり約5Lの血液が、体循環として心臓から全身の組織に送り出される。ただし、1gのヘモグロビンは最大1.4mL(気体換算)の酸素と結合できるものとする。

下線部(a)について、ある個体において1分間に全身の組織が受け取ることのできる酸素の量は、血液1L中に含まれるヘモグロビン量(g)をHとすると、次の式で求められる。

1分間に全身の組織が受け取ることのできる酸素の量(mL:気体換算)
=H✕([ ア ]/100)✕( イ )✕( ウ )

[ ア ]には、全ヘモグロビンのうち組織で酸素を解離するものの割合(%)が入る。組織での酸素濃度を30(肺胞の酸素濃度を100とした相対値)としたとき、[ ア ]に入る数値として最も適当なものを、次のうちから一つ選べ。
問題文の画像
  • 30
  • 36
  • 40
  • 60
  • 66
  • 70

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この過去問の解説 (2件)

01

この問題では、酸素解離曲線と何か、肺胞と組織の曲線はどちらなのかを理解できていると解きやすくなります。

まず、酸素解離曲線とは、酸素濃度に従い、ヘモグロビンが何%酸素を持っている状態なのかを表したグラフです。ここで、ヘモグロビンの働きは「肺で酸素を受け取り、組織で酸素を手放す」ものだということを思い出しましょう。よって、実線の二酸化炭素濃度が低いときの曲線は「肺胞」であり、波線の二酸化炭素濃度が高い時の曲線が「組織」であると分かります。

組織で酸素を受け取る割合は、(肺で酸素と結合した割合)ー(組織で酸素と結合したまま残る割合)で導かれます。グラフを見ると、肺での酸素結合割合は96%であり、酸素濃度30の条件下の組織での酸素結合割合は30であることから、96ー30=66%であると分かります。

選択肢5. 66

この選択肢が正しいです。

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02

酸素解離曲線を使用した問題はよく出題されるので、しっかりステップを追って解説します。

 

※注意するポイント※

2つの曲線そのものが肺胞、組織を示しているわけではありません。

例えるならば「二酸化炭素濃度が高い通り道」「二酸化炭素濃度が低い通り道」の道路状況を表しています。

 

ステップ①図1酸素解離曲線から肺胞と組織、それぞれの酸素ヘモグロビンの割合(縦軸)を読み取ります

 

肺胞では・・・

 

・肺胞の酸素濃度は100(問題文中より)

・肺胞では酸素が取り込まれ、二酸化炭素を排出するので、二酸化炭素濃度は低い

・図1の二酸化炭素濃度が低い曲線で酸素濃度が100の時の値を見ると酸素ヘモグロビンの割合は「96%」

 

組織では・・・

 

・組織の酸素濃度は30(問題文中より)

・組織(心臓、胃、腸など)では呼吸によって二酸化炭素が排出されているので、いつも酸素が不足している状態で、二酸化炭素濃度が高い。

・図1の二酸化炭素濃度が高い曲線で酸素濃度が30の時の値を見ると酸素ヘモグロビンの割合は「30%」

 

ステップ②組織で酸素を解離する割合を計算します

 

[ア]に入るのは全ヘモグロビンのうち組織で酸素を解離するものの割合です。

ステップ①より肺胞から組織へ移動する際、酸素中のヘモグロビンの割合が「96%から30%に減少している」ので、その差の分だけ酸素を組織に手放した(=解離した)ことになります。

 

したがって96%ー30%=66%

 

[ア]に入る数値は66%で、選択肢5が正解であると導くことができます。

選択肢1. 30

これは誤りです。

選択肢2. 36

これは誤りです。

選択肢3. 40

これは誤りです。

選択肢4. 60

これは誤りです。

選択肢5. 66

これは正解です。

選択肢6. 70

これは誤りです。

まとめ

【横軸の酸素濃度】に着眼点を変えても解答できます。

 

・右に行けば行くほど酸素濃度が高い場所「肺胞」を表しています

・逆に左へ行けば行くほど酸素濃度の低い場所「組織」を表してます。

 

グラフ全体をぼんやりと見るのでなく「肺の交差点」と「組織の交差点」の2か所に注目してみると、簡単に解くことができます。

①問題文に指定された横軸(酸素濃度)の数字を見ます

②縦上がって組織、肺胞をそれぞれの曲線にぶつけます

③曲線にぶつかったら、左(酸素ヘモグロビン)の割合の数字を読み取ります

 

肺胞96%ー組織30%=66%

 

したがって答えは「66%」です。

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