令和7年度 I-4-6

解説

この問題で問われていること

細胞の化学組成に関する5つの記述のうち、最も不適切なものを選ぶ問題。人体を構成する元素の比率、細胞内の有機小分子、細菌細胞の巨大分子の重量比、水分含有率が問われている。

解き方

① 細菌細胞の重さ: 約70%が水。水を除いた重さ(乾燥重量)では、タンパク質が最も多い(約半分)
② ④は「核酸が最も重量比が大きい」としており、タンパク質と取り違えている
③ ④

正解が正しい理由

④は「核酸は細菌細胞を構成する巨大分子の中で最も重量比が大きい」としているが、実際には細菌細胞の乾燥重量に占める巨大分子の重量比はタンパク質が最も大きく(乾燥重量の半分程度)、核酸(DNA・RNA)はそれよりも少ない。したがって④の記述が誤りであり、これが正答。

各選択肢について

• ① 人体を構成する原子は水素・酸素・炭素・窒素でほとんどを占め、総原子数の90%以上をこの4元素が占めるという記述は生化学の一般的な知見と一致し、不適切な点はない。
• ② 生物の元素組成比は種を超えてよく似ており、人体では水素原子が総原子数の60%以上を占めるという記述は妥当であり、不適切な点はない。
• ③ 細胞内の主な有機小分子として糖・アミノ酸・脂肪酸・ヌクレオチドを挙げるのは、多糖・タンパク質・脂質・核酸それぞれの構成単位(モノマー)として標準的な分類で、不適切な点はない。
• ④ 細菌細胞を構成する巨大分子の中で重量比が最も大きいのは核酸ではなくタンパク質であるため、この記述が誤りであり、これが正答。
• ⑤ 細胞の重量の約70%を水が占めるというのは、細菌細胞に限らず生物の細胞一般によく当てはまる標準的な知見であり、不適切な点はない。

覚えるべきポイント

細菌細胞の乾燥重量に占める巨大分子の重量比は、タンパク質が最大(約50%程度)であり、核酸(RNA・DNA)、多糖、脂質がそれに続く。核酸を「最も重量比が大きい」と誤って覚えないよう注意する。