生物(1)Bの質問です

質問

（1)気孔について
夜は閉じているそうですが、植物が夜に呼吸をするときはどこから酸素を
とりいれてるのですか？

（2)赤血球について
赤血球中の塩化物イオンは能動輸送により血しょう中に排出されて
いるのですか？能動輸送というのはカリウムイオンとナトリウムイオン
にのみ関係するものではないのでしょうか？

（3)赤血球が酸素の運搬に都合がよいと考えられる特有の外形の利点は何か。

という問題で

（イ）一度に大量の酸素が運搬できる
（ロ）細胞容積あたりの表面積を大きくして酸素の出入りの効率をあげる
（ハ）酸素は細胞膜に結合して運ばれ、その結合を容易にする

という選択肢がありました。

答えは（イ）なのですが、これはどうしてですか？私には３つとも
正解のように思えてならないのです。
また（イ）の酸素の出入りとは肺への出入りではなく、赤血球への出入り
をさしているのでしょうか？

回答No.4

dragon-2 · ベストアンサー

追加です。赤血球の細胞膜で塩化物イオンは能動輸送によって外部に排出されるかでしたね。ところで、赤血球内と外の塩化物イオン濃度はどちらが高かったのですか。私の資料では内部１００*１０＾（－３）、外部６５*１０＾（－３）mol/lなので・・・外部に排出される？・・・です。この濃度勾配は主にイオンチャンネルの働きだそうです。選択的透過性の受動輸送に相当します。特に低分子のイオンの細胞膜での輸送にはこのようなものがみられます。
　赤血球の形状は、酸素接触能率からみればより小型化すれば、単位体積あたりの表面積が増加しますから良いのですが・・・この例は酸素量の少ない水中生活の魚類の赤血球が小型で数が多いということがみられます。
　核を失うことににより、中央が凹んだ円盤状になるわけですが、これはより細胞の機能分化が進んだ状態と考えられる。赤血球は酸素運搬のエキスパートですから、それに不要なものは切り捨ててよりスリム化したと考えればいい。ただ、形状は毛細血管通過時の変形などの利点がありますから単に酸素運搬からの面からだけでは結論付けるの危険かと思うのですが。

回答No.3

noname#29428

(1)　気孔について
光-光合成曲線の学習で、呼吸量はどのように測定するのか思い出してください。密閉した容器（マノメーター）に植物を入れ、二酸化炭素を一定にし、酸素の吸収量で測定します。つまり、気孔は、暗黒でも数は少ないですが開いていないと酸素を吸収しないですよね。

(2)　赤血球の能動輸送
皆さんの回答で略

(3)　赤血球の酸素運搬
赤血球の細胞としての特徴は、無核細胞だということです。なぜ無核がよいのかその辺から考えていってください。
　ア まず変形が自在です。血管が細くとも通過できる。
　イ 核が無くなった分、有核赤血球に比べて、同体積なら多くのHbを含みます。つまり、酸素運搬能力が高いのです。
よって、イが正解といえるでしょう。

回答No.2

saboten10

(3)の赤血球の問題…
「特有の外形」とは、赤血球の中心がくぼんだ円盤型のことですよね。
赤血球が円盤型になる事で、表面積が大きくなりガス代謝が効率的になります。
という事で、(イ)は正しいといえます。

(ロ)はとんで(ハ)ですが…
肺でのガス交換で酸素は赤血球中のヘモグロビンと結合します。
ヘモグロビンはグロビンというタンパクと、ヘムという化合物に分けられます。
また、ヘムはプロトポルフィリン(9)の中央に２価の鉄イオンを含んでいます。
厳密に言うと、酸素は２価の鉄イオンと結合するのです。
という事で酸素は細胞膜には結合しないので間違いになりますよね？

(ロ)ですが…
細胞容積当たりの表面積が大きくても、肝心のヘモグロビンが病的であれば、
表面積なんて関係なくなります。鉄が２価ではなく３価になったものを
メトヘモグロビンと言いますが、これは酸素結合能力がありません。
という事で、特有の外形の利点はこの場合いかされないので、選ばない。

って、こんな考え方でいいのかなぁ？
現在進行形で血液学を学んでいるので自信ないです(^^ゞ。特に(ロ)
生物(1)Bには、メトヘモグロビンなんて出てきませんよね…。
他に考えられる事柄が浮かびませんでした。正解には解説がついていますか？
もしかしたら解説にはロとハを解答として選ばない方が良い理由が
書いてあるかもしれません。

能動輸送の事ですが、定義は
「濃度勾配に逆らってエネルギーを使って物質を輸送する事」です。
dragon-2さんの書かれている通りＮａ－Ｋポンプは、能動輸送の代表的な一例
です。能動輸送がＮａとＫの移動のことのみを言っているのではありません。
Ｃｌイオンが能動輸送で血漿中に出されるのかどうかは分かりません。m(__)m
個人的には、濃度勾配と電位勾配によって起こる平衡電位が主に関係している
ような気がします。これも自信がないのでどなたか補足お願いします。

補足

ごめんなさい。答えは（ロ）でした。酸素の出入りとありますが、
赤血球は酸素を吸収するんでしょうか？その辺のイメージがつかみ
にくいんです。よろしくお願いします。

回答No.1

dragon-2

気孔は周囲の孔辺細胞によって開閉します。孔辺細胞が吸水して膨圧が増加したときに気孔が開き、脱水したときに気孔が閉じます。自動的に気孔から放出される水分を調節しているのです。夜に気孔が閉じるとはこの水分の出入りに関する記述です。呼吸のためには開いていると考えて差し支えありません。
細胞膜にナトリウムポンプが存在し、これがＡＴＰを使用して濃度勾配に逆らって、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移動させるという能動輸送を行っているのですが。もちろん、このナトリウムポンプは能動輸送の一例です。
ヘモグロビンが赤血球に無く血液全体にとけ込んでいたら効率が悪いという問題でしょうか。それとも赤血球が球形ではなく円盤状であるのはなぜかという問題でしょうか。問題の意味がもう一つ不明です。

補足

赤血球の問題文：血液に含まれる赤血球は主に酸素の運搬を担当する細胞で、酸素と結合するヘモグロビンを多量に含み、骨髄で作られる。哺乳類の赤血球では、成熟前に核やミトコンドリアが脱落し、酸素の運搬に都合がよいと考えられる「特有の外形」になる。この「特有の外形」である利点は何か。
ということです。

ナトリウムポンプの定義についてはわかっているつもりなのですが、知りたいのは血しょう中と赤血球における「塩化物イオン」は赤血球から血しょう中へどのようにして排出されているのか？ということなんです。問題を解いてたら解説には「排出されている」とあったので、「排出」ということは、拡散ではなく能動輸送がからんでいるのかなあと思いまして。でも教科書は能動輸送といえばナトリウムイオンとカリウムイオンの記述しかありませんし…。
これはどういうことなんでしょうか？？