1。エネルギー獲得:
* 光合成: 植物、藻類、および一部の細菌は、日光を主要なエネルギー源として使用しています。光合成を通じて、彼らはグルコース(砂糖)の結合に蓄積された化学エネルギーに光エネルギーを変換します。このプロセスは、植物細胞内の葉緑体で発生します。
* 細胞呼吸: 動物、菌類、および多くの細菌を含むほとんどの生物は、グルコースや他の食物分子を分解するために細胞呼吸に依存してエネルギーを放出します。これはミトコンドリアで発生し、しばしばセルの「電力ハウス」と呼ばれます。
2。エネルギー変換:
* ATP(アデノシン三リン酸): セルの主要なエネルギー通貨はATPです。 これは、細胞がさまざまな細胞プロセスのエネルギーを放出するために簡単に壊れる可能性がある高エネルギー結合を備えた分子です。
* 酸化還元反応: 細胞呼吸と光合成には、分子間で電子が伝達される一連の酸化還元反応が含まれます。これらの反応は、エネルギー移動に不可欠です。
3。エネルギー貯蔵:
* グリコーゲン: 動物は過剰なエネルギーをグリコーゲン、複雑な炭水化物として蓄積します。
* 脂肪(脂質): 植物と動物の両方は、炭水化物よりも効率的なエネルギー貯蔵庫である脂肪としてエネルギーを保存します。
* 他の高分子: 細胞はまた、タンパク質のような他の高分子にエネルギーを保存することができます。
4。エネルギー利用:
* セルラープロセス: ATPは、細胞プロセスの膨大な配列を強化します。
* 動き: 筋肉の収縮、繊毛および鞭毛の動き、および細胞内輸送。
* 合成: タンパク質、核酸、およびその他の生体分子の構築。
* アクティブトランスポート: 細胞膜を横切る濃度勾配に対して分子を移動します。
* 信号変換: セル間の通信。
* メンテナンス: 細胞成分の修復、恒常性の維持。
生物におけるエネルギー使用の例:
* 植物: 日光からのエネルギーを使用して砂糖を生成し、成長と発達を動かします。
* 動物: 食品からのエネルギーを使用して、体温を維持し、他の機能を実行します。
* 細菌: 代謝プロセスをサポートするために、多様なエネルギー源(日光、化学物質、さらには他の生物など)を利用します。
重要な概念:
* 代謝経路: 細胞がエネルギーを変換し、分子を構築および分解するために使用する一連の相互接続された化学反応。
* 酵素: 代謝反応を高速化する生物学的触媒。
* 結合反応: 1つの反応からのエネルギーの放出を使用して、別の反応を駆動する反応。
* 恒常性: 外部の変更にもかかわらず、安定した内部環境を維持します。
全体:
細胞は驚くべきエネルギー変圧器とマネージャーです。彼らは、エネルギーを効率的に獲得、変換、保存、利用して、生存、成長、および繁殖に必要な複雑な機能を維持します。 生体エネルギープロセスの複雑な相互作用を理解することは、人生そのものの基礎を理解するための基本です。