生命科学Ⅱ›細胞と物質代謝

細胞呼吸

Cellular Respiration

ブドウ糖を燃やしてエネルギーを得る

🔥 細胞呼吸 = 緩やかな燃焼

①木を燃やすと熱と光が出る(燃焼)

②細胞もブドウ糖を「燃やして」ATPを作る(細胞呼吸)

③ただし一度に燃やすと細胞が燃え尽きるので段階的に!

細胞呼吸の3段階

O₂供給量8

💡 O₂を減らしてみよう!

①O₂が十分なら38 ATP(解糖2+TCA 2+電子伝達34)

②O₂不足では2 ATPのみ!(解糖のみ作動)

③これが激しい運動時に乳酸が溜まる理由(乳酸発酵)

核心公式

細胞呼吸全反応式

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + エネルギー(38ATP)

ブドウ糖1分子完全分解で最大38 ATP生成

呼吸段階比較

📊細胞呼吸3段階比較

段階	場所	基質	産物	ATP
解糖系	細胞質	ブドウ糖	ピルビン酸2個	2
TCA回路	マトリックス	アセチルCoA	CO₂·NADH·FADH₂	2
電子伝達系	内膜	NADH·FADH₂	H₂O	34

発酵 — 酸素なしでのエネルギー生産

発酵比較

📊アルコール発酵 vs 乳酸発酵

区分	アルコール発酵	乳酸発酵
生物	酵母	動物筋肉細胞
最終産物	エタノール+CO₂	乳酸
ATP	2個	2個
用途	パン·酒·ビール	ヨーグルト·キムチ

総まとめ

好気呼吸

38 ATP

O₂あり

嫌気発酵

2 ATP

O₂なし

🎯 試験ポイント

①解糖系:細胞質·ブドウ糖→ピルビン酸·2 ATP(O₂不要)

②TCA:マトリックス·CO₂発生·NADH/FADH₂生成

③電子伝達系:内膜(クリステ)·O₂必要·34 ATP(最大)

④O₂不足 → 発酵(アルコール or 乳酸)·解糖のみ

⑤電子伝達系の最終電子受容体 = O₂ → H₂O