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、ブドウ糖を6つの二酸化炭素分子と12の水分子に分解します。 NS 好気性呼吸の全体的な化学反応式 は NS₆NS₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O→12H₂O + 6CO₂ + 36 / 38ATP そしてその 嫌気性呼吸の化学反応式 それは NS₆NS₁₂O₆ →2C₂NS₅OH + 2CO2 + 2ATP （エタノール発酵用）および NS₆NS₁₂O₆ →2C₃NS₆O₃ + 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、脂肪酸を利用できます。

対象となる主要分野

1.細胞呼吸とは –定義、事実、タイプ 2.細胞呼吸の化学反応式とは –好気性呼吸、嫌気性呼吸

重要な用語：好気性呼吸、嫌気性呼吸、ATP、細胞呼吸、ブドウ糖

細胞呼吸とは

細胞呼吸は、栄養素の二酸化炭素と水への分解に関与する一連の化学反応であり、ATPを生成します。 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の中で起こります。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、好気性呼吸と嫌気性呼吸の2種類があります。好気性呼吸の最終的な電子受容体は、嫌気性呼吸の無機化合物である分子状酸素です。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

細胞呼吸の化学反応式とは

すべてのタイプの細胞呼吸の化学反応式を以下に説明します。

好気呼吸

好気性呼吸は、酸素の存在下で発生する最も効率的なタイプの細胞呼吸です。好気性呼吸の3つのステップは、解糖、クレブス回路、および電子伝達系です。

1.解糖

解糖は、細胞質で起こる好気性呼吸の最初のステップです。解糖中に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。解糖の化学反応式は、

ブドウ糖+ 2NAD⁺ 2Pi + 2ADP→2ピルビン酸+ 2NADH + 2ATP + 2H⁺ + 2H₂O +熱

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 + H⁺

2.クレブス回路

アセチルCoAは、クレブス回路の間に完全に二酸化炭素に分解されます。

アセチルCoA + 3NAD⁺ Q + GDP + Pi + 2H₂O→CoA-SH + 3NADH + 3H⁺ + QH₂ + GTP + 2CO₂

3.電子伝達系

上記の2つのプロセスによって作られた補酵素は、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に蓄えられます。

好気性呼吸の全体的な化学反応式を以下に示します。

NS₆NS₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O→12H₂O + 6CO₂ + 36 / 38ATP

嫌気性呼吸

嫌気性呼吸は、酸素がない状態で発生する細胞呼吸の一種です。嫌気呼吸の主な種類は発酵です。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反応式を以下に示します。

エタノール発酵

NS₆NS₁₂O₆ →2C₂NS₅OH + 2CO2 + 2ATP

乳酸発酵

NS₆NS₁₂O₆ →2C₃NS₆O₃ + 2ATP

結論

細胞呼吸の間に、1つのブドウ糖分子は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。

リファレンス：

1.「細胞呼吸のステップ」。カーンアカデミー、こちらから入手できます。

画像提供：

1. RegisFreyによる「CellRespiration」– Commons Wikimediaによる自作（CC BY-SA 3.0）