深堀り!栄養士実力認定試験過去問題~生化学①~

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深堀り!栄養士実力認定試験過去問題~生化学①~

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さて、以前「解剖生理学」が不人気だと言いましたが、同じくらい試験の正答率が低く、
不人気なことが察せられる「生化学」です。でも、生化学は栄養学の基礎…
「意外とハードル高くないかも…」と思ってもらえる「深掘り」になるように頑張ります!

まず1回目の深掘りは、2022年の問題15、糖質についての問題です。
正答率は63.6%。
正答は文末に掲載します。

2022年)問題15. 糖質についての記述である。正しいのはどれか。

(1) ガラクトースは、五炭糖である。
(2) グルコースは、ケトースである。
(3) スクロースは、グルコースとフルクトースからなる。
(4) アミロースは、分岐構造をもつ。

似たようなカタカナの物質名が並んでいます💦
そもそも、「糖質」ってどんなものなんでしょうか?

 

糖質とは?

糖質は、有機化合物のなかの、アルコールのなかの、炭水化物のなかで、
体内に吸収されてエネルギー源になれる化合物です。

★化学の復習
・化合物というのは、2種類以上の元素が化学結合で結びついてできた物質のこと
・元素は物質を構成する基本的な成分で、元素を構成する最小単位が原子
・原子は原子核と電子でできていて、この電子を介して原子同士がくっつくのが化学結合
・原子同士が結合すると、分子の状態になる    

★糖質の説明を詳しく!
・有機化合物は炭素「C」を含む化合物のこと
・アルコールは炭化水素(炭素「C」と水素「H」)の水素原子「H」をヒドロキシ基「-OH」に置き換えた化合物。
 つまり、アルコールは「C」「H」「O」で構成されている。
・炭水化物は「C」「H」「O」が、「C」と「HO(水)」というかたちでくっついている化合物
 「C」は3個以上あり、2個以上のヒドロキシ基「-OH」とアルデヒド基「-CHO」、
 またはケトン基「>CO」を持っている。
・炭水化物のうち、体内に吸収されてエネルギー源になれるものが「糖質」  

★糖質の分類
・糖質の基本単位(これ以上分解できない、一番小さいかたち)は「単糖類」
・単糖類の分類: ①官能基による分類:アルデヒド基「-CHO」が1個→アルドース
                   ケトン基「>CO」が1個→ケトース
                                                     ※官能基とは、有機化合物の特性などを決める原子の集まり
                        ②炭素数による分類:3個→三炭糖(トリオ―ス)
                                                     5個→五炭糖(ペントース)
                                                     6個→六炭糖(ヘキソース)
                        ③構造による違い:光学異性体:同じ構造なのに空間的な配置が違うもの、D型とL型
                                                  アノマー:5個以上の炭素が環状(わっか)につながったときに、
                                                                 炭素に結合した原子の配置が違うもの、α型、β型
・主な単糖類:グルコース(ブドウ糖):六炭糖(ヘキソース)、アルドース、エネルギー源!
                    フルクトース(果糖):六炭糖(ヘキソース)、ケトース、甘い😋
                    ガラクトース:六炭糖(ヘキソース)、アルドース
                    リボース:五炭糖(ペントース)、アルドース、RNAATP・補酵素などの成分
                    デオキシリボース:五炭糖(ペントース)、アルドース、DNAの成分
・主な二糖類:二糖類は、単糖類が2つグリコシド結合(水がとれて分子同士がくっつく)したもの
                    スクロース(ショ糖):グルコース+フルクトース:砂糖に多く含まれる
                    マルトース(麦芽糖):グルコース+グルコース:水あめに多く含まれる
                    ラクトース(乳糖):グルコース+ガラクトース:乳汁に多く含まれる
・主な多糖類: デンプン:アミロース:α-グルコースが直鎖状につながり、らせん構造をとる
             アミロペクチン:α-グルコースが直鎖状につながり、
                    枝分かれした網状の構造をとる、もち米
       グリコーゲン:グルコースの貯蔵型、α-グルコースが直鎖状につながり、
              枝分かれした網状の構造をとる
       セルロース:食物繊維、β-グルコースが直鎖状にならび水素結合している


カタカナの物質名がたくさん!
解剖生理学②で深掘りした「消化・吸収」にも出てきた糖類の名前は、必ず覚えておきましょう。
       小腸でスクラーゼが分解→スクロースグルコース+フルクトース
       小腸でマルターゼが分解→マルトースグルコース+グルコース
       小腸でラクターゼが分解→ラクトースグルコース+ガラクトース


糖質の代謝のポイント

問題には出てきませんが、糖質の代謝を理解せずに、栄養士は務まりません。
糖質は生体エネルギーの材料です。
ポイントを整理しましょう。

まずは‥‥

★生体エネルギーって?
・物質が化学反応によってそのかたちを変えていく過程で、エネルギーが生じる
・生体内で生じたエネルギーは、「ATP」という高エネルギーリン酸化合物のかたちで蓄えられる
・様々な生命活動のために、ATPのエネルギーが使われる

★糖質の代謝
・グルコースは、解糖系クエン酸回路電子伝達系を経てエネルギーに変換される
  (→変換されたエネルギーはATPとして蓄えられる)
解糖系:すべての細胞の細胞質気質で行われる
     グルコースからATPを生産する過程で、酸素(O₂)が無くても大丈夫
     O₂があるとき(好気的条件)
           ①グルコース→②ピルビン酸+(④ATP-②ATP+(②NADH+H⁺)
     O₂がないとき(嫌気的条件)
           ①グルコース→②乳酸+ATP-②ATP

クエン酸回路:ミトコンドリアのマトリックスで行われる
        解糖系でつくられたピルビン酸2分子が酸化分解を受けてアセチルCoAとなり、
        クエン酸回路に入り、酸化分解されていく
        ①ピルビン酸→①アセチルCoA  このときに①CO₂と①NADH+①H⁺ができる
        ①アセチルCoAがクエン酸回路に入って…
           ②CO₂と③NADH+H⁺、①FADH₂、①GTPATPになるもの)ができる
        クエン酸回路での酸化分解の補酵素として働くのが、ビタミンB₁、ビタミンB₂、ナイアシン
電子伝達系:ミトコンドリアのクリステにある
       解糖系・クエン酸回路でできたNADH+H⁺、FADH₂が、酸化的リン酸化によって
       ADPとリン酸からATPをつくる
       ①NADH+H⁺からは2.5分子のATP、①FADH₂からは1.5分子のATPができる
1分子のグルコースからできるのは‥‥
       解糖系:②ATP
           ②NADH+②H⁺→電子伝達系→⑤ATP 
       クエン酸回路:②NADH+H⁺→電子伝達系→⑤ATP
              ⑥NADH+⑥H⁺→電子伝達系→⑮ATP 
              ②FADH₂→電子伝達系→②ATP
              ②GTP→②ATP       ⇒合計32分子のATP 

解糖系、クエン酸回路の課程の物質名もできれば覚えておきたいところ…
学生時代、図を繰り返し書き写して暗記しました!

さらに、糖質の代謝の中で重要な2点を極々サラッと‥‥

★グリコーゲン
・グリコーゲンは糖質を貯蔵しておくかたちで、多糖類
・肝臓のグリコーゲンは血糖の供給源
・筋肉のグリコーゲンは運動するときのエネルギー源   

★糖新生
・糖質が不足したときに、ピルビン酸やアミノ酸、グリセロールをグルコースに変えること
・主に肝臓で行われ、ごくわずかに腎臓でも行われる

 

さて、ようやく問題の正答です。
ガラクトースグルコースもヘキソース(六炭糖)、
スクロース(ショ糖)グルコース+フルクトース
アミロースはα-グルコースが直鎖状につながり、らせん構造をとる

つまり、正答は「(3) スクロースは、グルコースとフルクトースからなる。」です。

出典:栄養科学イラストレイテッド 生化学 第3版 羊土社
   栄養科学シリーズNEXT 人体の構造と機能及び疾病の成り立ち 生化学 第2版 講談社
   Nブックス 生化学の基礎 建帛社

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▶Columnist Profall
協会事務局スタッフ M・Y
管理栄養士
日本女子大学卒業
大手食品メーカーの研究職を経て、現在に至る。
3児のママ。

 

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