(1) 1人のヒトの体が37兆個の細胞でできており、1つの細胞が1日に0.83ngのATPを消費すると仮定した場合、1人のヒトが1日に消費するATPの量をkg単位で求めよ。ただし、小数点以下第1位を四捨五入し、整数で答える。 (2) 細胞内外でATPの出入りがない場合、細胞はどのようにして保持量の約1000倍ものATP消費をまかなっていると考えられるかを答えよ。

1. 問題の内容

(1) 1人のヒトの体が37兆個の細胞でできており、1つの細胞が1日に0.83ngのATPを消費すると仮定した場合、1人のヒトが1日に消費するATPの量をkg単位で求めよ。ただし、小数点以下第1位を四捨五入し、整数で答える。

(2) 細胞内外でATPの出入りがない場合、細胞はどのようにして保持量の約1000倍ものATP消費をまかなっていると考えられるかを答えよ。

2. 解き方の手順

(1)

まず、1人のヒトが1日に消費するATPの総量をng単位で計算する。

$37 \times 10^{12} \times 0.83 \text{ ng} = 30.71 \times 10^{12} \text{ ng}$

次に、ngをmgに変換する。問題文より、$1 \text{ ng} = 0.000001 \text{ mg}$なので、

$30.71 \times 10^{12} \text{ ng} = 30.71 \times 10^{12} \times 10^{-6} \text{ mg} = 30.71 \times 10^{6} \text{ mg}$

次に、mgをgに変換する。$1 \text{ g} = 1000 \text{ mg}$なので、

$30.71 \times 10^{6} \text{ mg} = 30.71 \times 10^{6} \times 10^{-3} \text{ g} = 30.71 \times 10^{3} \text{ g} = 30710 \text{ g}$

最後に、gをkgに変換する。$1 \text{ kg} = 1000 \text{ g}$なので、

$30710 \text{ g} = 30710 \times 10^{-3} \text{ kg} = 30.71 \text{ kg}$

小数点以下第1位を四捨五入すると、31 kgとなる。

(2)

細胞は、ATPを使い切るのではなく、ATPをADPとリン酸に分解する反応と、ADPとリン酸からATPを合成する反応を繰り返すことで、ATP消費をまかなっていると考えられる。つまり、ATPの再利用によって、見かけ上の消費量を1000倍にまで増やしていると考えられる。

3. 最終的な答え

(1) 31 kg

(2) ATPの再利用