理科生物細胞・生殖・遺伝

「受動輸送」とはどんな方法?細胞内外での物質のやりとりについて現役講師が解説

よぉ、桜木建二だ。このページでは「受動輸送」をテーマに勉強していくぞ。

われわれの体は細胞でできているが、細胞が生きていくためには栄養や老廃物、酸素や二酸化炭素などの物質のやりとりが必要になる。受動輸送はその方法の一つだ。生物学の学習者にはもちろんのこと、栄養学や薬学、看護学を学ぶ際にも重要な内容だぞ。

大学で生物学を学び、現在は講師としても活動しているオノヅカユウに解説してもらおう。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

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ライター/小野塚ユウ

生物学を中心に幅広く講義をする理系現役講師。大学時代の長い研究生活で得た知識をもとに日々奮闘中。「楽しくわかりやすい科学の授業」が目標。

膜輸送とは?

今回学んでいく受動輸送(じゅどうゆそう)は、生物の細胞内外で物質をやり取りするしくみの一つです。

皆さんご存じの通り、細胞は細胞膜(生体膜)とよばれる膜によって形作られています。細胞内外での物質のやりとりは、膜を介した輸送であることから、全部ひっくるめて膜輸送とよばれるんです。「受動輸送は膜輸送の仕組みの一種である」などと書いてある本もあるでしょう。

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”物質のやりとり”と言ってしまうと何気ない仕組みのように思えるが、ここには細胞が上手く生きていくために欠かせない巧妙な仕組みが隠されている。膜輸送のシステムだけでも、数多くの研究が行われている分野なんだ。

その通りです。細胞内外での輸送の仕組みを知ることは、純粋な細胞学としてはもちろんのこと、薬や栄養素を細胞に届けるための方法にもつながります。医学、薬学、看護学、栄養学…いろいろな分野で、基礎的な内容として学習する項目の一つに含まれているんですよ。

受動輸送と能動輸送

膜輸送には、今回のテーマである受動輸送に加え、能動輸送(のうどうゆそう)というものもあります。受動輸送の詳細を学んでいく前に、まずは受動輸送と能動輸送の違いを把握しておきましょう。

受動輸送と能動輸送の大きな違いは、「輸送にエネルギーを必要とするか否か」、「濃度勾配(のうどこうばい)に逆らった輸送か否か」です。

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濃度勾配とは、液体や気体が存在する空間中の濃度差のことだ。濃度の高いところと低いところがあれば、「濃度勾配が生じている」などと表現するな。逆に、完全に均等に混ざった液体や気体であれば、「濃度勾配はない」ということができる。

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