3 呼吸のしくみ
A 解糖系
1分子のグルコースが2分子のピルビン酸に分解される過程を〔1 解糖系 〕といい,〔2 細胞質基質 〕で行われる。
・グルコース1分子当たり2分子のATPが使われ(①),4分子のATPがつくられる(③)。
⇒差し引き〔3 2 〕分子のATPが合成される(=〔4 基質レベル 〕のリン酸化)。
・酸化還元酵素のはたらきでNAD+が還元されて〔5 NADH 〕が生じる(②)。
B クエン酸回路
・解糖系で生じたピルビン酸が,ミトコンドリアのマトリックスに運ばれて
〔6 クエン酸回路 〕とよばれる経路に入る。
→ピルビン酸(C3H4O3)の炭素1つが〔7 二酸化炭素 〕(CO2)として除かれる(①)。
→生じた化合物が酸化され,このときに〔8 NADH 〕が生じる(②)。
→C2化合物は,コエンザイムA(CoA)と結合して〔9 アセチルCoA 〕となる(③)。
→アセチルCoAのアセチル基は,オキサロ酢酸と結合してクエン酸となる(④)。
→クエン酸は,何段階もの反応を経てオキサロ酢酸にもどる。
この過程でNADHや〔10 FADH2 〕が生じ,二酸化炭素が放出される(⑤)。
⇒ピルビン酸2分子当たり,2分子のATP,6分子のCO2,8分子のNADHと8H+,2分子のFADH2が生じる。
C 電子伝達系
・NADHやFADH2から,電子がミトコンドリアの内膜にある〔11 電子伝達系 〕に渡される。
→電子は内膜にあるタンパク質複合体の間を受け渡しされる(①)。
→このときに放出されるエネルギーで〔12 H+ 〕が膜間に能動輸送される(②)。
→膜間側のH+濃度は〔13 高く 〕,マトリックス側のH+濃度は低くなる。
→H+は濃度勾配にしたがい〔14 ATP合成酵素 〕を通ってマトリックス側にもどる(③)。このとき,ATP合成酵素はATPを合成する(=〔15 酸化的 〕リン酸化)(④)。
→電子伝達系を流れた電子は,酸素と結合して〔16 水 〕を生じる(⑤)。
D 全体の反応
呼 吸 C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O(+最大38ATP)
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