細胞は様々な細胞小器官を含んでいる。細胞を破砕（はさい）して、細胞小器官を分離する方法を細胞分画法という。この方法を用い、正常なマウスの(1)ある臓器を材料として、以下の手順で実験を行った。

摘出した臓器を小さく切り刻んで、細胞と同じ浸透圧の緩衝液S(pH7)に入れ、冷やしながらおだやかにすりつぶした。このすりつぶした臓器を含む緩衝液を、まず、低速の遠心機で分離し、沈殿した画分Aと上澄みを得た。次に、この上澄みを中速の遠心機で分離し、沈殿画分Bと上澄みを得た。さらに、この上澄みを高速の遠心機で分離し、沈殿画分Cと上澄み画分Dを得た。

画分A～Dのうち、ある画分に含まれていたミトコンドリアを緩衝液Sに懸濁した。この懸濁液を酸素飽和にしてから、空気が無い状態で密封し、温度を37℃に保ちながら懸濁液中の酸素量を測定した。(2)測定開始から2分後にADP、リン酸、コハク酸をそれぞれ十分な量加えた。図には、測定開始から6分間の懸濁液中の酸素量の変化が、模式的に示されている。縦軸の酸素量は、懸濁液が酸素飽和の状態を100%とする。

• 問1 下線部(1)の臓器は、アンモニアを尿素に変えることができる。この臓器の名称を答えなさい。
• 問2 画分A～Dには、それぞれ異なる細胞成分が含まれていた。各画分に含まれていたものを、以下の（ア）～（エ）より1つずつ選び、記号で答えなさい。
  • （ア）核
  • （イ）リボソーム
  • （ウ）解糖系の酵素
  • （エ）ミトコンドリア
• 問3 下線部(2)の操作の結果、懸濁液中の酸素量は減少し、ATPが合成された。同じ測定条件で、コハク酸の代わりに以下の（ア）～（オ）を加えた場合、懸濁液中の酸素量が減少するものはどれか。あてはまるものをすべて選び、記号で答えなさい。
  • （ア）乳酸
  • （イ）クエン酸
  • （ウ）エタノール
  • （エ）グルコース
  • （オ）ピルビン酸
• 問4 薬剤Zはミトコンドリアの内膜で働き、内膜の内側と外側に水素イオン(H^＋)の濃度差が生じると、ただちにそれを解消する。下線部(2)の操作の後、測定開始から4分後に薬剤Zを十分な量加えると、懸濁液中の酸素量およびATPの合成はその後どのようになるか。以下の（ア）～（カ）より1つ選び、記号で答えなさい。また、その理由を説明しなさい。ただし、薬剤Zは水素イオンを輸送する働きのみをもち、電子伝達系を阻害しないものとする。
  • （ア）酸素量は増加し、ATPは合成される。
  • （イ）酸素量は増加し、ATPは合成されない。
  • （ウ）酸素量は変化せず、ATPは合成される。
  • （エ）酸素量は変化せず、ATPは合成されない。
  • （オ）酸素量は減少し、ATPは合成される。
  • （カ）酸素量は減少し、ATPは合成されない。