好気性呼吸、嫌気性呼吸および発酵は、生細胞が食物源からエネルギーを生成するための方法です。 すべての生物はこれらのプロセスの1つまたは複数を実行しますが、選択されたグループの生物のみが実行できます。 光合成 それは彼らが日光から食物を生産することを可能にします。 しかし、これらの生物でさえ、食物は 光合成によって生成されます 細胞呼吸を通じて細胞エネルギーに変換されます。
発酵経路と比較した好気性呼吸の際立った特徴は、酸素の前提条件であり、グルコースの分子あたりのエネルギーの収量がはるかに高いことです。
解糖
解糖は普遍的な始まりの経路です ブドウ糖を化学エネルギーに分解するために細胞の細胞質で行われる。 グルコースの各分子から放出されるエネルギーは、4つの分子のそれぞれにリン酸塩を結合するために使用されます。 アデノシン二リン酸（ADP）は、2分子のアデノシン三リン酸（ATP）と追加の分子を生成します。 NADH。
リン酸結合に蓄積されたエネルギーは、他の細胞反応で使用され、細胞のエネルギー「通貨」と見なされることがよくあります。 ただし、解糖には2分子のATPからのエネルギーの入力が必要なため、解糖からの正味の収量は、グルコース1分子あたり2分子のATPのみです。 グルコース自体は解糖中にピルビン酸に分解されます。
好気呼吸
好気性呼吸は、酸素の存在下でミトコンドリアで発生し、プロセスが可能な生物にエネルギーの大部分をもたらします。 ピルビン酸はミトコンドリアに移動し、アセチルCoAに変換されます。これは、オキサロ酢酸と結合して、クエン酸の最初の段階で生成されます。 クエン酸回路.
次のシリーズは、クエン酸をオキサロ酢酸に変換し、NADHおよびFADHと呼ばれる方法でエネルギーを運ぶ分子を生成します2.
クレブス回路の各ターンは、電子伝達系を介して1分子のATPと、さらに17分子のATPを生成することができます。 解糖はクレブス回路で使用するピルビン酸の2つの分子を生成するので、 好気性呼吸は、グルコース1分子あたり36 ATPであり、その間に生成される2つのATPに加えて 解糖。
電子伝達系中の電子の末端受容体は酸素です。
発酵
混同しないでください 嫌気性呼吸、発酵は細胞の細胞質内に酸素がない状態で起こり、ピルビン酸を老廃物に変換して、解糖を継続するために必要なエネルギー運搬分子を生成します。 発酵中に生成されるエネルギーは解糖系のみであるため、グルコース1分子あたりの総収量は2ATPです。
エネルギー生産は好気性呼吸よりも実質的に少ないですが、発酵は酸素のない状態で燃料のエネルギーへの変換を継続することを可能にします。 発酵の例には、人間や他の動物での乳酸発酵が含まれます。 エタノール発酵 酵母による。 廃棄物は、有機体が再び好気性状態に入るときにリサイクルされるか、有機体から除去されます。
嫌気性呼吸
一部の原核生物に見られる嫌気呼吸は、電子伝達系を利用します。 好気性呼吸ですが、末端の電子受容体として酸素を使用する代わりに、他の要素は 中古。 これらの代替受容体には、硝酸塩、硫酸塩、硫黄、二酸化炭素、およびその他の分子が含まれます。
これらのプロセスは、土壌内の栄養素の循環に重要な貢献をしているだけでなく、これらの生物が他の生物が住めない地域にコロニーを形成することを可能にします。
光合成
さまざまな細胞呼吸経路とは異なり、光合成は、代謝に必要な食物を生産するために、植物、藻類、および一部の細菌によって使用されます。 植物では、光合成は葉緑体と呼ばれる特殊な構造で起こりますが、光合成細菌は通常、原形質膜の膜状の伸長に沿って光合成を行います。
光合成は2つの段階に分けることができます： 光依存反応 そしてその 光に依存しない反応.
間に 光依存反応、光エネルギーは、水から除去された電子にエネルギーを与え、 プロトン勾配 その結果、光に依存しない反応を促進する高エネルギー分子が生成されます。 電子が水分子から取り除かれると、水分子は酸素とプロトンに分解されます。
陽子は陽子勾配に寄与しますが、酸素は放出されます。 光に依存しない反応の間、光反応の間に生成されたエネルギーは、二酸化炭素から糖分子を生成するために使用されます。 カルビン回路.
カルビン回路は、二酸化炭素6分子ごとに1分子の糖を生成します。 光依存反応で使用される水分子と組み合わせると、光合成の一般式は次のようになります。 6 H2O + 6 CO2 +ライト→C6H12O6 + 6 O2.
