高校　生物基礎：細胞とエネルギー

第１節　生命活動とエネルギー

　●第１項　細胞とエネルギー

　　エネルギー・・・・仕事をする力

　　代謝・・・・・・英語ではmetabolismという。
　　　　　　　　　生物体内の化学反応を表す。
　　　　　　　　　生命活動に必要な物質を合成する反応と，
　　　　　　　　エネルギーを得るために行う物質を分解する反応を指す。
　　　　　　　　　　代謝は同化と異化に大別され，
　　　　　　　　エネルギーに観点をおいた場合にはエネルギー代謝，
　　　　　　　　物質に観点をおいた場合には物質代謝とよばれる。
　　　　　　　　　

▼『岩波生物学辞典』より腸液［英intestinal juice　仏suc intestinal]の分泌する分泌液の総称．
　広義には腸管内に分泌される膵液･胆汁も含める．
　［１］　脊椎動物では，哺乳類の本来の腸液の主なものは次のとおり．
　(1)十二指腸液(duodenal juice):ブルンナー腺(十二指腸腺)から分泌されるもので，無色で粘性があり，アルカリ性．ペプシン様のプロテアーゼを含む．凝乳･脂肪分解･澱粉分解の作用もある．機械的刺激や腸内の脂肪などで分泌が増進する．また膵液中のトリプシノゲンを活性化するエンテロキナーゼを含む．
　(2)小腸液(small intestine juice):腸腺および上皮細胞から分泌されるもの．遠心分離すると黄色で透明．アルカリ性(pH7.7)で，比重は1.007内外．大部分は水分で，塩化ナトリウム0.58～0.67％，炭酸ナトリウム0.22％，および燐蛋白質性の粘液を含む．この腸液は食物消化を行う酵素としてアミノペプチダーゼ･ジペプチダーゼ･スクラーゼ･ラクターゼ･マルターゼ･核酸分解酵素およびレシチナーゼなどを含み，そのほかホスファターゼも含有する．食物が腸に入ったときの腸粘膜の機械的刺激や化学的刺激，あるいはセクレチンの作用によっても分泌される．
　(3)大腸液(large intestine juice):無臭･粘稠性の液で，ほぼ中性．消化酵素としては微量のアミノペプチダーゼ･ジペプチダーゼ･アミラーゼなどを含む．機械的刺激で分泌され，内容の移動や大便の形成に関与．魚類では腸からの分泌はないが膵液･胆汁は分泌される．
　［２］　無脊椎動物の腸液は，軟体動物では晶桿体の溶解したもの，甲殻類では中腸腺からの分泌液で，いずれも腸からの分泌ではない．昆虫類の腸液は中腸から分泌されたもので，食性によって含有する消化酵素が異なる．例えばゴキブリの中腸液にはアミラーゼ･マルターゼ･スクラーゼ･ラクターゼ(微量)･リパーゼ･プロテアーゼ(トリプターゼ･ペプチダーゼ)などがあり，クロバエではコラゲナーゼ･トリプターゼ･ペプチダーゼおよびリパーゼなどが主である．

　　《酵素の特徴》
　　　　①基質特異性（＝反応する物質が決まっていること）
　　　　　例　アミラーゼの基質はデンプンである
　　　　②触媒として働く（化学反応を早める物質）
　　　　　例　マルトース　→　グルコース　＋　グルコース
　　　　　　　　　　　↑マルターゼ　
　　　　くぼみ（酵素の活性中心）に触れると反応する
　　　　　※マルターゼの構造に変化はないので，何度でも使用可能
　　　　③高熱に弱い。…酵素はタンパク質の性質があるため。

　　　【実習】カタラーゼの実験：過酸水素を分解して酸素を発生
　　　　生の肝臓と煮た肝臓で比較実験（肝臓をミキサーにかけ，茶こしでこして液を使用）
　　　　肝臓中のカタラーゼ…酵素はタンパク質なので高熱に弱い
　　　　カタラーゼと同じ働きをする無機触媒　→　酸化マンガン（Ⅳ）
　　　　　　　過酸化水素　→　水　＋　酸素

　　　【コメント】細胞内の過酸化水素を即座に分解するのがカタラーゼ。

●第５節　　エネルギー収支

　　ヒトの一日の基礎代謝量（安静時）
　　　　基礎代謝量の算出法＝体重×24時間（キロカロリー単位）　

　　安静時のエネルギー使用量を見ると,
　　　　体重62.5ｋｇのヒトの基礎代謝量　1500　kcal　として
　　　　脳…200ｋcal　肺…40ｋcal 心臓…50ｋcal 腎臓…60ｋcal 　肝臓…350ｋcal 筋肉…800ｋcal

　　体内では筋肉の割合が多い。他の細胞よりミトコンドリアが多い＝酸素呼吸

　　国際肥満学会での理想的体重＝身長（ｍ）×身長（ｍ）×２２
　　　ＢＭＩ（体格指数Body Mass Index）＝　体重（㎏）／{身長（ｍ）×身長（ｍ）}
　　　ＢＭＩ＝22　この値が最も成人病になりにくい体格，ＢＭＩ＝26.4以上は肥満