細胞呼吸は、生物が栄養素の生化学的エネルギーを ATP に変換するプロセスです。このプロセスは、グルコースを 6 つの二酸化炭素分子と 12 の水分子に分解します。 好気呼吸の全体的な化学式 C6 です H12 O6 + 6O2 + 6H2 〇 → 12H2 O + 6CO2 + 36/38ATP
嫌気呼吸の化学式 C6 です H12 O6 → 2C2 H5 ああ + 2CO2 + 2ATP (エタノール発酵用) および C6 H12 O6 → 2C3 H6 O3 + 2ATP （乳酸発酵用）
細胞呼吸は、大きな分子を小さな分子に分解する異化プロセスです。細胞呼吸中に放出されるエネルギーは、ATP の合成に使用されます。細胞呼吸の基質として、さまざまな糖、アミノ酸、脂肪酸を使用できます。
対象となる主な分野
1.細胞呼吸とは
– 定義、事実、種類
2.細胞呼吸の化学式とは
– 好気呼吸、嫌気呼吸
重要な用語:好気呼吸、嫌気呼吸、ATP、細胞呼吸、グルコース
細胞呼吸とは
細胞呼吸は、栄養素を二酸化炭素と水に分解して ATP を生成する一連の化学反応です。 ATP は細胞の主要なエネルギー通貨です。細胞呼吸は、地球上のほぼすべての生物で行われています。炭水化物、タンパク質、脂肪酸などの栄養素はブドウ糖に変換され、細胞呼吸に使用されます。細胞呼吸には、好気呼吸と嫌気呼吸の2種類があります。好気呼吸の最終電子受容体は分子状酸素であり、嫌気呼吸では無機化合物です。細胞呼吸の全体的なプロセスを 図 1 に示します .
図 1:細胞呼吸
細胞呼吸の化学式とは
すべての種類の細胞呼吸の化学式を以下に示します。
好気呼吸
好気呼吸は、酸素の存在下で起こる最も効率的な細胞呼吸です。好気呼吸の 3 つのステップは、解糖系、クレブス回路、電子伝達系です。
1.解糖
解糖は、細胞質で起こる好気呼吸の最初のステップです。解糖過程では、1 つのグルコース分子から 2 つのピルビン酸分子が生成されます。解糖の化学式は、
グルコース + 2NAD 2Pi + 2ADP → 2ピルビン酸 + 2NADH + 2ATP + 2H + 2H2 O + ヒート
これらのピルビン酸分子は補酵素 A と反応してアセチル CoA を形成します。
ピルビン酸 + 2NAD + CoA → アセチル CoA + NADH + CO2 + HP
2.クレブス サイクル
アセチル CoA は、クレブス サイクル中に二酸化炭素に完全に分解されます。
アセチル CoA + 3NAD Q + GDP + Pi + 2H2 O → CoA-SH + 3NADH + 3H +QH2 + GTP + 2CO2
3.電子輸送チェーン
上記の 2 つのプロセスで作られた補酵素は、酸化的リン酸化によって還元されます。放出されたエネルギーは ATP に保存されます。
好気呼吸の全体的な化学式を以下に示します。
C6 H12 O6 + 6O2 + 6H2 〇 → 12H2 O + 6CO2 + 36/38ATP
嫌気呼吸
嫌気性呼吸は、酸素がない状態で起こる細胞呼吸の一種です。嫌気性呼吸の主なタイプは発酵です。発酵には、エタノール発酵と乳酸発酵の2種類があります。両方の発酵方法の最初のステップは解糖です。エタノール発酵と乳酸発酵のバランスの取れた化学式を以下に示します。
エタノール発酵
C6 H12 O6 → 2C2 H5 OH + 2CO2 + 2ATP
乳酸発酵
C6 H12 O6 → 2C3 H6 O3 + 2ATP
結論
細胞呼吸中、1 つのグルコース分子は 6 つの二酸化炭素分子と 12 の水分子に分解されます。放出されたエネルギーは、ATP の生成に使用されます。
参照:
1.「細胞呼吸のステップ」。 カーン アカデミー 、ここから入手できます。
画像提供:
1. RegisFreyによる「CellRespiration」–コモンズウィキメディア経由の自作（CC BY-SA 3.0）
