この回路全体の反応式を書け。この反応はＡＴＰのエネルギーを必要とするか？
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↓
↓
↓
（考える）
↓
↓
答
・肝臓
・オルニチン回路
・尿素(NH2)2CO
・反応式
2NH3+CO2＋H20
→2(NH2)2CO+2H2O
・ATP必要
解説
尿素「合成」は肝臓で、「排出」は腎臓なので注意。
その合成反応の出発にオルニチンがあるのでオルニチン回路とよばれる。「尿素回路」
という言い方もあるのだが、入試においては尿素回路と書くと「オルニチン回路を知らないために逃げた」
と判断されて減点される可能性があるので「オルニチン回路」と書いたほうがよい。
（同様にホルモンの所で述べたように「チロキシン」を「甲状腺ホルモン」と書くと減点される可能性がある）
尿素を構造式で書くと
Ｈ
｜
ＮーＨ
｜
Ｃ＝O
｜
Ｎ−Ｈ
｜
Ｈ
であり、
アンモニア（ＮＨ3）２つを
真ん中の二酸化炭素（ＣＯ２）でつなげたような化合物とわかる。
つまり合成の時は
2NH3+CO2＋H20
→2(NH2)2CO（尿素）+2H2O
という反応となる。
H2Oは1分子投入、2分子発生で、
差し引き1分子排出されていることがわかる。NH3の2分子とCO2の結合の際、差し引き1分子H20が排出されているのは構造式を見るとわかるでしょう。
ただなぜ1分子投入、2分子発生なのかは次に説明します。
物質合成の反応なのでＡＴＰのエネルギーを使う。
★設問２ 以下の図はオルニチン回路の図である。１〜８に適切な名称あるいは化学式を書け。
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↓
↓
（考える）
↓
↓
答
１オルニチン
２シトルリン
３アルギニン
４アンモニア（ＮＨ３）
５二酸化炭素（ＣＯ２）
６水（H2O)
７尿素（(NH2)2CO)
８アルギナーぜ
解説
昨日アカパンカビの一遺伝子一酵素説
を学んだ後、オルニチン回路という別分野に急に飛んだわけであるが、実は
オルニチン→シトルリン→アルギニン
という合成順番は同じなのでセットで理解してしまうとよい。
まずはこの順番は知っておいたほうがいいから、
「おっしゃあ」と気合を入れておさえよう。
「お（ルニチン）→し（トルリン）→あ（ルギニン）」
である。
合成するのだがら
分子の大きさは
オルニチン（小）
シトルリン（中）
アルギニン（大）である。
回路だから大→小に戻る時に大きな分子が排出されるはずであると考える。この図は非常に詳しく出題された時の場合であり、
６（H20)が書いてあるので見えにくいが、６がないとすると、回路から外に飛び出る→は７に向けてのみだから
１オルニチン（小）
↓
２シトルリン（中）
↓
３アルギニン（大）
↓
↓→７尿素
↓
１オルニチン（小）
とわかる。
酵素８はアルギニンを分解するのでアルギナーぜという。
次に
１オルニチン（小）
↓
２シトルリン（中）
↓
３アルギニン（大）
における物質の出入りの解釈である。
恒常的に尿素（NH2)2COを生みだす回路なので、
NH3が2分子、CO2が1分子入るということがわかる。
NH3は１→２、２→３で1分子ずつ入り、
CO2は１→２で入る。
CO2が１→２で入ることさえおさえておけばできる。
１オルニチン（小）
↓
↓←NH3
↓←CO2
↓
２シトルリン（中）
↓
↓←NH3
↓
３アルギニン（大）
最後に水の解釈であるが、たぶん入試の出題の
多くは水は無視して出題されるので安心してほしいが、考え方としては簡単である。
分子が結合していく時は、「脱水縮合」（縮合重合）で水が排出され、分子が分解される時には「加水分解」で
水が加えられるという化学の原則を思い出せば、
１オルニチン（小）
↓→H2O
２シトルリン（中）
↓→H20
３アルギニン（大）
↓←H20
１オルニチン（小）
とわかり、最初の化学式で説明を保留した2H20投入、H20排出というのとがわかる。
以上すべてまとめると、
１オルニチン（小）
↓
↓←NH3
↓←CO2
↓→H2O
↓
２シトルリン（中）
↓
↓←NH3
↓→H20
↓
３アルギニン（大）
↓
↓←H2O
↓（酵素アルギナーぜ）
↓→尿素
↓
１オルニチン（小）
2NH3+CO2＋H20
→2(NH2)2CO（尿素）+2H2O
ですが、以上を理解していただいた上で、もう一度全部空白の図を見返してみると、よくわかるでしょう。
なお、本設問では６（水）の存在と位置を重視したが、無視して水以外の物質の出入りだけを聞く場合が多いので、その場合は６の部分は省略して考えてください。