細胞呼吸におけるエネルギーの放出にとって酸素はどのように重要ですか?

好気性細胞呼吸は、細胞が酸素を使用してブドウ糖をエネルギーに変換するのを助けるプロセスです。 このタイプの呼吸は、3つのステップで発生します。解糖。 クレブス回路; および電子伝達リン酸化。 解糖には酸素は必要ありませんが、残りの化学反応が起こるには酸素が必要です。

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

ブドウ糖を完全に酸化するには酸素が必要です。

細胞呼吸

細胞呼吸は、細胞がブドウ糖からエネルギーを放出し、それをATPと呼ばれる使用可能な形に変えるプロセスです。 ATPは、細胞に少量のエネルギーを提供する分子であり、特定のタスクを実行するための燃料を提供します。

呼吸には嫌気性と好気性の2種類があります。 嫌気呼吸は酸素を使用しません。 嫌気呼吸は酵母または乳酸を生成します。 運動するとき、体はそれが摂取されるよりも速く酸素を使用します。 嫌気呼吸は、筋肉を動かし続けるための乳酸を提供します。 乳酸の蓄積と酸素の不足が、激しい運動中の筋肉の疲労と呼吸困難の原因です。

好気呼吸

好気性呼吸は、ブドウ糖分子がエネルギー源である3つの段階で発生します。 最初の段階は解糖と呼ばれ、酸素を必要としません。 この段階では、ATP分子を使用して、グルコースをピルビン酸と呼ばれる物質、NADHと呼ばれる電子を輸送する分子、さらに2つのATP分子、および二酸化炭素に分解します。 二酸化炭素は老廃物であり、体から除去されます。

第二段階はクレブス回路と呼ばれます。 このサイクルは、追加のNADHを生成する一連の複雑な化学反応で構成されています。

最終段階は電子伝達リン酸化と呼ばれます。 この段階で、NADHとFADH2と呼ばれる別のトランスポーター分子が電子を細胞に運びます。 電子からのエネルギーはATPに変換されます。 電子が使用されると、それらは水を作るために水素と酸素の原子に寄付されます。

呼吸における解糖

解糖はすべての呼吸の最初の段階です。 この段階で、ブドウ糖のすべての分子は、ピルビン酸と呼ばれる炭素ベースの分子、2つのATP分子、および2つのNADH分子に分解されます。

この反応が起こると、ピルビン酸は発酵と呼ばれるさらなる化学反応を経ます。 このプロセス中に、電子がピルビン酸に追加され、NAD +と乳酸が生成されます。

好気性呼吸では、ピルビン酸はさらに分解され、酸素と結合して二酸化炭素と水を生成し、これらは体から排出されます。

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クレブス回路

ピルビン酸は炭素ベースの分子です。 ピルビン酸の各分子には3つの炭素分子が含まれています。 これらの分子のうち2つだけが、解糖の最終段階で二酸化炭素を生成するために使用されます。 したがって、解糖後、緩い炭素が浮かんでいます。 この炭素はさまざまな酵素に結合して、細胞内の他の能力で使用される化学物質を生成します。 クレブス回路反応はまた、NADHのさらに8つの分子とFADH2と呼ばれる別の電子輸送体の2つの分子を生成します。

電子伝達リン酸化

NADHとFADH2は、電子を特殊な細胞膜に運び、そこで収穫されてATPを生成します。 電子が使用されると、それらは使い果たされ、体から除去されなければなりません。 この作業には酸素が不可欠です。 使用された電子は酸素と結合します。 これらの分子は最終的に水素と結合して水を形成します。

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