物質の移動に際して化学エネルギーが必要なのはどれか

問題

物質の移動に際して化学エネルギーが必要なのはどれか。

1. 拡散
2. 浸透
3. 能動輸送
4. ろ過

解答: 3（能動輸送）

解説

1. 誤り。拡散は濃度勾配に従う受動的な物質移動であり、化学エネルギーは不要である。

1. 誤り。浸透は浸透圧差（濃度差）による水の移動であり、化学エネルギーは不要である。

1. 正しい。能動輸送は濃度勾配に逆らって物質を移動させるため、ATP（化学エネルギー）の消費が必要である。→代表例はナトリウムポンプ（Na⁺-K⁺ ATPase）で、常時エネルギーを使って細胞内のNa⁺を細胞外にくみ出している。→拡散や浸透は受動輸送に分類され、エネルギーを必要としない。→ろ過は圧力差による移動で、化学エネルギーではなく物理的な圧力が駆動力である。

1. 誤り。ろ過は圧力差による物質の移動であり、化学エネルギーではなく圧力が駆動力である。

ポイント

• 能動輸送は「濃度勾配に逆らう」「ATP（化学エネルギー）が必要」の2点がキーワードである。

• 覚え方のコツ: 「能動＝能力を動かす＝エネルギーが要る」と語感で覚える。対して「受動＝受け身＝自然に流れる」である。

• 関連知識: ナトリウムポンプは細胞内外のNa⁺/K⁺濃度差を維持し、静止膜電位の形成に寄与する。

• よくある間違い: ろ過を「エネルギーが必要」と誤答しやすいが、ろ過の駆動力は圧力差（血圧など）であり化学エネルギーではない。

移動様式	エネルギー	方向	例
拡散	不要（受動）	高濃度→低濃度	O₂、CO₂の移動
浸透	不要（受動）	低張側→高張側（水）	細胞膜を介した水移動
能動輸送	必要（ATP）	低濃度→高濃度	Na⁺-K⁺ポンプ
膜動輸送	必要	膜の変形による	食作用、開口放出
濾過	圧力差	高圧側→低圧側	糸球体濾過

表: 物質移動の様式

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