細胞呼吸の4つの段階

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著者: Louise Ward
作成日: 9 2月 2021
更新日: 19 11月 2024
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細胞呼吸
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細胞呼吸 真核生物が抽出に使用するさまざまな生化学的手段の合計 エネルギー 特に食物から グルコース 分子。

細胞呼吸プロセスには、4つの基本的な段階またはステップが含まれます。 解糖、すべての生物、原核生物および真核生物で発生します。その ブリッジ反応、好気性呼吸のステージを設定します。そしてその クレブスサイクル そしてその 電子輸送チェーン、ミトコンドリアで順番に発生する酸素依存性経路。

細胞呼吸のステップは同じ速度では発生せず、同じ反応の同じセットが異なる生物で異なる時間に異なる速度で進行する場合があります。たとえば、筋肉細胞の解糖の速度は、激しいときに大幅に増加すると予想されます 嫌気性 「酸素負債」が発生しますが、有酸素の「従量制」強度レベルで運動を行わない限り、有酸素呼吸のステップはそれほどスピードアップしません。

細胞呼吸方程式

完全な細胞呼吸式は、著者が意味のある反応物および生成物として含めることを選択したものに応じて、ソースごとにわずかに異なります。たとえば、多くのソースでは電子キャリアNADが省略されています+/ NADHおよびFAD2+生化学的バランスシートからの/ FADH2。

全体として、6炭素の糖分子グルコースは酸素の存在下で二酸化炭素と水に変換され、36〜38のATP分子(アデノシン三リン酸、細胞の自然な「エネルギー通貨」)を生成します。この化学式は次の式で表されます。

C6H12O6 + 6 O2 →6 CO2 + 12時間2O + 36 ATP

解糖

細胞呼吸の最初の段階は 解糖、これは酸素を必要としないため、すべての生細胞で発生する10の反応のセットです。原核生物(以前は「古細菌」と呼ばれていたバクテリアと古細菌のドメイン)は解糖をほぼ排他的に利用しますが、真核生物(動物、菌類、原生生物および植物)は主に好気性呼吸のより活発な利益をもたらす反応のためのテーブルセッターとしてそれを使用します。

解糖は細胞質で起こります。プロセスの「投資フェーズ」では、2つのATPが消費されます。2つのリン酸がグルコース誘導体に追加されてから、2つの3炭素化合物に分割されます。これらは2つの分子に変換されます ピルビン酸、2 NADH および4つのATP 2 ATPの純利益。

橋の反応

細胞呼吸の第二段階、 遷移 または ブリッジ反応、細胞呼吸の残りの部分よりも注意を引きます。しかし、その名前が示すように、解糖からそれなしでは有酸素反応に至る方法はありません。

ミトコンドリアで起こるこの反応では、解糖系の2つのピルビン酸分子は、2分子のアセチルコエンザイムA(アセチルCoA)に変換され、2分子のCO2 代謝廃棄物として生成されます。 ATPは生成されません。

クレブスサイクル

クレブスサイクルは多くのエネルギーを生成しません(2つのATP)、ただし、2炭素分子のアセチルCoAと4炭素分子のオキサロ酢酸とを組み合わせ、生成された生成物を分子をオキサロ酢酸に戻す一連の遷移を通して循環させることにより、生成します 8つのNADHと2つのFADH2、別の電子キャリア(4つのNADHと1つのFADH2 解糖で細胞呼吸に入るグルコース分子あたり)。

これらの分子は、電子輸送鎖に必要であり、その合成の過程で、さらに4つのCO2 分子は廃棄物として細胞から放出されます。

電子輸送チェーン

細胞呼吸の第4の最終段階は、主要なエネルギーの「創造」が行われる場所です。 NADHおよびFADHによって運ばれる電子2 ミトコンドリア膜内の酵素によってこれらの分子から引き出され、酸化的リン酸化と呼ばれるプロセスを駆動するために使用されます。酸化的リン酸化と呼ばれるプロセスでは、前述の電子の放出によって駆動される電気化学的勾配が、ATPへのリン酸分子の添加を促進し、ATPを生成します。

酸素 これは、チェーンの最後の電子受容体であるため、このステップに必要です。これによりHが作成されます2O、だからこのステップは、細胞呼吸方程式の水が由来する場所です。

このステップでは、エネルギー収量の合計方法に応じて、全部で32〜34のATP分子が生成されます。副<文>この[前述の事実の]結果として、それ故に、従って、だから◆【同】consequently; therefore <文>このような方法で、このようにして、こんなふうに、上に述べたように◆【同】in this manner <文>そのような程度まで<文> AひいてはB◆【用法】A and thus B <文>例えば◆【同】for example; as an example 細胞呼吸は合計36から38 ATPをもたらす:2 + 2 +(32または34)。