細胞とエネルギー

細胞内でのエネルギー

細胞では物質を分解してエネルギーを得たり、エネルギーを消費して物質を合成したりする。それらの反応全てを総称して代謝と呼ぶ。簡単なイメージとしては、食物を食べて分解し自分の体の一部として再合成するような反応である。代謝は酵素によって進められる。

代謝https://blog.nudjed.com/

代謝-同化・異化-

代謝には同化異化の2種類がある。同化は体に必要な物質を生産する反応である。光合成によるグルコース生産や、生体でのアミノ酸からのタンパク質合成などが例として挙られる。異化は食べたものなどを分化してATP(エネルギー源)を得る反応である。呼吸発酵などが例として挙られる。

代謝 同化 エネルギーを用いて、単純な物質から複雑な物質を合成する。CO2→グルコース(光合成)、アミノ酸→タンパク質など。
異化 複雑な物質を単純な物質に分解し、エネルギーを取り出す。呼吸や発酵など。
ヒトの代謝経路は、それぞれが密接に関わり合っており、超複雑化している。下画像はヒトの代謝経路である。

ATPとは

ATP(正式名:アデノシン三リン酸)は様々な生命活動に用いられる物質である。ATPはアデニンリボースが結合したアデノシンと呼ばれる物質にリン酸が3つ結合している構造である。
ATP
http://ishigurolab.web.fc2.com

リン酸の結合が切れるとATPは分解されてADPリン酸となり、エネルギーを放出する。エネルギーは様々な反応を行うために利用される。このリン酸の結合を高エネルギーリン酸結合と呼ぶ。ADPとリン酸は光合成や呼吸によって再びATPに戻る。

ATP + H2O ⇔ ADP + H3PO4(リン酸) + エネルギー

光合成

光エネルギーを用いて二酸化炭素からグルコースを生成する反応であり、葉緑体で行われる。葉緑体内にあるクロロフィルと呼ばれる光合成色素が光エネルギーをキャッチし、それによってATPが合成される。合成されたATPはグルコースを合成するのに使用される。

H2O + CO2 + 光エネルギー→ グルコース + O2

葉緑体

呼吸

酸素を用いてグルコース二酸化炭素に分解し、ATPを合成する反応である。ミトコンドリア細胞質基質で行われる。

グルコース + O2 → H2O + CO2 + ATP

2 Comments

MASAMUNE

以下の点について質問があるのですが、
“呼吸(異化)はエネルギーを得る反応”
と書かれている一方で、
“ADPとリン酸は光合成や呼吸によってATPに戻る”
とありますが、
呼吸はATPが分解されたエネルギーを得る反応ではないのでしょうか。
また呼吸がATPを合成する反応だった場合、
ADPとリン酸に分解した際に得られるエネルギーはどのように使われるのでしょうか。

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管理人

>MASAMUNEさん
コメントありがとうございます。
呼吸はATPを合成する反応と理解して良いと思います。ご指摘の通り、誤解が生じやすいように感じたので、記事を訂正しました。
呼吸は、解糖系、クエン酸回路、電子伝達系の3つからなりますが、どの反応もATPを合成します。
詳しくはこちらです(冒頭hを抜かしています)ttp://blog.livedoor.jp/crazybio/archives/42037111.html
ATPがADPとリン酸に分解するエネルギーは生体のあらゆる所で利用されますが、代表的な例として筋肉の収縮運動などがあると思います。
詳しくはこちらです(冒頭hを抜かしています)。
http://blog.livedoor.jp/crazybio/archives/41604085.html
「骨格筋の収縮」をご覧下さい。

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