細胞呼吸:植物や動物の砂糖からATPまで
植物と動物の両方の細胞は、砂糖を細胞の主要なエネルギー通貨であるATP(アデノシン三リン酸)に変換するために、同じ基本プロセスである細胞呼吸を使用します。このプロセスは、4つの主要な段階に分類できます。
1。解糖:
* 場所: 細胞質
* 入力: グルコース(6炭素糖)
* 出力: 2ピルビン酸(3炭素分子)、2 ATP、および2つのNADH(電子キャリア分子)
この段階はグルコースをピルビン酸に分解し、少量のATPを生成します。酸素は必要なく、有酸素症と嫌気性の両方の状態で発生する可能性があります。
2。ピルビン酸酸化:
* 場所: ミトコンドリアマトリックス(真核生物)
* 入力: ピルビン酸
* 出力: アセチルCoA(2カーボン分子)、NADH、およびCO2
この段階では、アセチルCoAに変換し、廃棄物として二酸化炭素を放出することにより、クレブスサイクルのピルビン酸を準備します。
3。クレブスサイクル(クエン酸サイクル):
* 場所: ミトコンドリアマトリックス(真核生物)
* 入力: アセチルCoA
* 出力: ATP、NADH、FADH2(電子キャリア分子)、およびCO2
このサイクルは、グルコースの分解を完了し、より多くのATP、NADH、およびFADH2を生成します。また、廃棄物として二酸化炭素を生成します。
4。電子輸送チェーン(など):
* 場所: 内部ミトコンドリア膜(真核生物)
* 入力: NADH、FADH2、酸素
* 出力: H2O、ATP(過半数)
この段階は、NADHとFADH2によって運ばれる電子を利用して、ミトコンドリア膜全体にプロトン勾配を生成します。この勾配は、酸化的リン酸化を通じてATPの大部分の産生を促進します。酸素は最終的な電子受容体であり、副産物として水を形成します。
注:
*植物には葉緑体もあり、光合成が発生し、細胞呼吸の入力としてグルコースを生成します。
*植物は光合成からグルコースを利用できますが、炭水化物などの他のソースからグルコースを得ることもできます。
*動物は葉緑体を欠いており、食物源からのグルコースの消費に依存しています。
全体として、細胞呼吸は、グルコースをATPの形で使用可能なエネルギーに効率的に変換する複雑なプロセスであり、植物と動物の両方で重要な細胞機能を駆動します。