大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)本試験
問135 (生物(第2問) 問5)

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問題

大学入学共通テスト(理科)試験 令和7年度(2025年度)本試験 問135(生物(第2問) 問5) (訂正依頼・報告はこちら)

アミノ酸の役割と代謝に関する次の文章を読み、後の問いに答えよ。

(a)タンパク質は、鎖状に結合した多数のアミノ酸により構成され、細胞の生命活動において中心的な役割を果たす。タンパク質を構成するアミノ酸はどれも生物に不可欠である。これらのアミノ酸を全て合成できる生物もいるが、(b)外部からのアミノ酸の摂取を必要とする生物もいる。

同じく下線部(b)に関連して、あるガの幼虫Sは、植物Aの葉を食べ、そこから体内に吸収したアミノ酸を利用して成長する(図2)。幼虫Sからの食害を感知した植物Aは、直ちに多量のトレオニン脱アミノ酵素(以下、TD酵素)を合成し、それが幼虫Sの消化管に取り込まれる(図3)。TD酵素は、トレオニンを有機酸Bに分解する酵素であり、植物AのTD酵素は、幼虫Sの消化管内でもその触媒作用を発揮できる(図4)。

植物AのTD酵素は、植物細胞内でも、トレオニンを有機酸Bに分解する反応を触媒し、トレオニンの分解により生じた有機酸Bは、イソロイシンの合成に使われる。図5に示すように、TD酵素は、アロステリック部位を介して、イソロイシンによる非競争的阻害を受ける。しかし、幼虫Sの消化管内では、植物AのTD酵素は部分的に消化され、触媒作用を保ったまま、アロステリック部位を失う。
植物AのTD酵素の活性とその調節に関する記述として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
  • 植物Aの細胞内において、イソロイシンの濃度が高くなると、イソロイシンが優先的にTD酵素の活性部位に結合するようになる。
  • 植物Aの細胞内において、トレオニンの濃度が高いときには、イソロイシンはTD酵素の活性を阻害しない。
  • 幼虫Sの消化管内において、トレオニンの濃度が低くなるにつれて、植物AのTD酵素の反応速度が上昇する。
  • 幼虫Sの消化管内において、植物AのTD酵素によるトレオニンから有機酸Bへの分解は、イソロイシンの濃度に関係なく行われる。

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