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酸素が利用できないのに、細胞に発酵が必要なのはなぜですか?

細胞が有酸素呼吸の非存在下でエネルギーを生成し続けることができるため、酸素が利用できない場合、細胞に発酵が必要です。その理由は次のとおりです。

1。エネルギー生産:

* 好気性呼吸: 酸素が存在する場合、細胞は有酸素呼吸を使用して、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)を生成します。このプロセスには、グルコースの分解が含まれ、二酸化炭素、水、および大量のATPが生成されます。

* 嫌気性呼吸: 酸素が存在しない場合、細胞は好気性呼吸を使用できません。 発酵は、好気性呼吸よりもはるかに少ないものの、ATPを依然として生成できる代替経路です。

2。電子輸送チェーン:

* 好気性呼吸: 有酸素呼吸の重要な部分である電子輸送チェーンは、最終電子受容体として酸素を必要とします。酸素がなければ、チェーンはシャットダウンし、NADH(重要な電子キャリア)がセルに蓄積します。

* 発酵: 発酵は、有機分子(ピルビン酸など)を最終電子受容体として使用し、電子輸送鎖が部分的に機能し、NADHをリサイクルできるようにします。このプロセスは少量のATPのみを生成しますが、NADHの蓄積を防ぎます。これは、それ以外の場合はさらなる解糖(グルコース分解の初期段階)を阻害します。

3。 細胞機能の維持:

*発酵により、酸素と同じくらい多くのエネルギーを生成することはできませんが、細胞は必須関数を実行し続けることができます。 これには、タンパク質合成、細胞分裂、膜電位の維持などの活動が含まれます。

要約:

発酵は、細胞が嫌気性条件で生き残ることができる「バックアップ」メカニズムです。 少量のATPを生成し、NADHをリサイクルし、基本的な細胞機能を継続することができます。好気性呼吸ほど効率的ではありませんが、細胞が酸素を見つけるか、酸素の長期的な欠如に適応する時間を購入します。

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