生命科学Ⅰ›恒常性と体の調節

物質代謝とエネルギー

Metabolism and Energy

エネルギーの通貨、ATP
💰 ATP = 細胞のお金
①現金で物を買うように、細胞はATPでエネルギーを使う
②食物(ブドウ糖) → ATPに両替 → 筋収縮·合成などに使用
③ATPは「エネルギー通貨」と呼ばれる
ATP ↔ ADP サイクル
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🔑 ATP構造の秘密
①ATP = アデノシン + リン酸基3個(トリリン酸)
②高エネルギーリン酸結合が切れる時にエネルギー放出
③ATP → ADP + Pi + エネルギー(約7.3 kcal/mol)
核心公式
ATP加水分解(エネルギー放出)
ATP → ADP + Pi + エネルギー(7.3 kcal/mol)
高エネルギーリン酸結合が切れエネルギー放出
ATP合成(エネルギー貯蔵)
ADP + Pi + エネルギー → ATP
細胞呼吸(異化作用)で得たエネルギーをATPに貯蔵

エネルギー代謝比較

📊同化作用 vs 異化作用
区分同化作用異化作用
定義簡単な物質 → 複雑な物質複雑な物質 → 簡単な物質
エネルギーATP消費(吸熱)ATP生成(発熱)
例光合成、タンパク質合成細胞呼吸、消化
酵素と代謝
⚡ 酵素 = 生体触媒
①代謝は酵素なしでは進みにくい
②酵素は活性化エネルギーを下げて反応速度を上げる
③酵素の特異性:1つの酵素は1つの基質にのみ作用(鍵と鍵穴モデル)
酵素反応
E + S → ES → E + P
酵素(E) + 基質(S) → 酵素-基質複合体(ES) → 酵素(E) + 生成物(P)
総まとめ
ATPサイクルの核心
細胞呼吸(異化) → ATP合成 → 生命活動(同化) → ADP + Pi
ATPはエネルギーの貯蔵と使用をつなぐ通貨
🎯 試験ポイント
①ATP = アデノシン + リン酸基3個 → エネルギー通貨
②ATP → ADP + Pi:エネルギー放出(異化作用)
③ADP + Pi → ATP:エネルギー貯蔵(細胞呼吸)
④酵素:活性化エネルギー↓、基質特異性(鍵と鍵穴)
⑤同化作用 = 合成(エネルギー吸収)、異化作用 = 分解(エネルギー放出)