好気性呼吸の定義と段階を知る

呼吸のプロセス、または一般に呼吸として知られているプロセスは、生物にとって非常に重要です。特に、その生存を維持できるようにするために重要です。その1つは、エネルギーを得ることができることです。エネルギーを生成する過程で、呼吸は好気性呼吸と嫌気性呼吸の2つの形態に分けられます。 2つの主な違いは、酸素への依存です。 好気呼吸 一方、酸素を必要とする呼吸のプロセスです 嫌気性呼吸 酸素は必要ありません。この過程で発生するエネルギーは、私たちの日常の活動に役立ちます。

この機会に、理解から始まり、その段階に至るまで、好気性呼吸についてさらに議論します。

好気呼吸

呼吸について少し説明すると、呼吸は、酸素を使用できるかどうかに関係なく、還元、酸化、分解のプロセスであり、複雑な有機化合物をより単純な化合物に変換し、一定量のエネルギーを放出するプロセスも伴います。 ATP(アデノシン三リン酸)の形。このプロセスから生成されるエネルギーの形は、化学結合の形で化学ポテンシャルエネルギーから来ています。

一方、好気性呼吸は、酸素の助けを必要とするブドウ糖化合物の分解に対する反応として解釈することができます。ここでの酸素は、水素イオンと反応して水を生成する電子を捕獲する役割を果たします(H2O)。このイベントは私たちの体の2つの場所、すなわち細胞質で起こります(解糖が起こります)

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ミトコンドリア(酸化的脱炭酸が起こり、クレブス回路、および電子伝達)。

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好気性呼吸段階

好気性呼吸とは何かを知った後、今こそこの呼吸プロセスがどのように機能するか、そしてどのような結果が得られるかを知る時です。まず、次のような好気性呼吸に対する反応の例を見てみましょう。

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O +エネルギー(38 ATP)

詳細については、次の表を参照してください。

ステージ 入力 製品
解糖(細胞質) グルコース 2ピルビン酸、2 NADH、2 ATP
酸化的脱炭酸(ミトコンドリアマトリックス) 2ピルビン酸 2アセチルCo-A、2 CO2 、2 NADH
クレブス回路(ミトコンドリアマトリックス) 2アセチルCo-A 4 CO 2 、6 NADH、2 FADH 2 、2 ATP
電子伝達(ミトコンドリア内膜) 10 NADH、2 FADH 2 34 ATP、6 H 2 O

解糖

この過程で、ブドウ糖(6個の炭素原子)はピルビン酸(3個の炭素原子)に分解されます。このプロセスは、吸エルゴン反応(ATPを必要とする)と発エルゴン反応(ATPを生成する)の2種類の反応で細胞質内で起こります。この段階で、2つのATP、2つのピルビン酸および2つのNADHが生成され、得られたピルビン酸は次のプロセス、すなわち酸化的脱炭酸の成分として使用されます。

酸化的脱炭酸

酸化的脱炭酸は次の段階、すなわちクレブス回路に入る前の反応であるため、酸化的脱炭酸は中間反応とも呼ばれます。酸化的脱炭酸プロセスはミトコンドリア、正確にはミトコンドリアマトリックスにあります。酸化的脱炭酸プロセスでは、1つのピルビン酸が1つのアセチルCo-Aになります。

解糖段階では、1つのグルコース化合物の量で2つのピルビン酸が生成され、その結果、2つのアセチルCo-Aも形成されます。このプロセスには、NAD +から2つのNADHを生成する補酵素Aも必要です。

2アセチルCo-A分子は、次の段階、つまりクレブス回路に進みます。

クレブス回路

この段階で最初の化合物がクエン酸の形で生成されるため、このサイクルはしばしばクエン酸回路とも呼ばれます。クレブス回路の段階が行われる場所は、ミトコンドリアマトリックス内にあります。

クレブス回路の結果は、他の化合物、3 NADH、1FADHの合成のための炭素骨格プロバイダーとして機能する化合物です。 2 、およびピルビン酸1つにつき1つのATP。

以前の基質入力はグルコース化合物の1分子ごとに2アセチルCo-Aであったため、この呼吸プロセスのクレブス回路から得られた結果は、2 ATP、6 NADH、および2FADHです。 2 .

このプロセスで形成されるもう1つの化合物はCOです 2 、1つはNAD +からのNADHの形成プロセスに由来し、2つのCOを生成します 2 、2つのアセチルCo-Aが使用されているため、4つのCOが形成されます 2 .

このクレブス回路プロセスの結果は、2 ATP、4COであると結論付けることができます。2、6NADHおよび2FADH 2 。次のプロセスは、NADHおよびFADH化合物を変化させる電子伝達です。 2 前の段階で生成されたものはATPになり、体で使用できるようになります。

電子伝達

電子伝達または酸化的リン酸化は、NADHとFADHが変換される段階です 2 それが体によって使用されることができるようにATPの形でエネルギーに。電子伝達段階が起こる場所はミトコンドリア、正確にはミトコンドリアの内膜(クリステ)です。

NADHの1分子ごとに3つのATPを生成し、FADHの1分子ごとに 2 2つのATPを生成します。では、生成されるATPの総量はどれくらいですか?この質問に答えられるように、一緒に数えましょう:

前の段階から生成されたNADHの量は次のとおりです。

処理する NADHの数
解糖 2 NADH
酸化的脱炭酸 2 NADH
クレブス回路 6 NADH

前のプロセスから、10個のNADHが得られます。これは、1個のNADH分子が3個のATPを生成するため、得られる合計ATPは次のよ​​うになります。

10 NADH x 3 ATP = 30 ATP

一方、FADHの数 2 クレブス回路プロセスから得られるのは、2分子のFADH2です。 1分子のFADHの場合2 2つのATPを生成し、次にFADHから取得する合計ATPを生成します 2 4ATPです。

グリコリションプロセスとクレブス回路から得られる4つのATPを追加すると、好気性呼吸プロセスで生成されるATPの合計は次のようになります。

2 ATP + 2 ATP + 30 ATP + 4 ATP = 38 ATP

しかし、解糖プロセスでは、細胞質から次のプロセスへの移動プロセス、つまりミトコンドリアで発生する電子伝達があります。この転送プロセスには、2つのATPエネルギーが必要です。したがって、生成される正味のATPは36ATPです。

結論

好気性呼吸で渡される4つのプロセスのうち、次の形式の結果または式が得られます。

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O +エネルギー(38 ATP)

ただし、細胞質からミトコンドリアに移動するプロセスには2 ATPが使用されるため、最終的なATP結果は36 ATPになります。これは、私たちの体が日常の活動のエネルギー源として使用できます。好気性呼吸プロセス全体は、私たちの体、より正確には私たちの体細胞、つまり 細胞質 (進行中の解糖)および ミトコンドリア (酸化的脱炭酸が起こり、クレブス回路、および電子伝達が起こります)。ブドウ糖を人体のエネルギー源として変換します。

それはあなたが知っておくべき好気性呼吸についてのすべてです。これについて質問がありますか?コメント欄に質問を書いてください、そしてこの知識を共有することを忘れないでください!

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