生物基礎:エネルギーと代謝(概略)

1.代謝

代謝には以下の①②がある

代謝によりエネルギーの出入り・変化が起こる

 

異化

・複雑な物質を単純な物質に分解する反応

・エネルギーを放出する

例:呼吸 

 

同化

・単純な物質を複雑な物質に合成する反応

・エネルギーを吸収する

例:光合成で水や二酸化炭素から有機物を合成


2.ATP

ATP(アデノシン三リン酸)とは

アデノシン3個のリン酸が結合した分子(化合物)

・細胞における代謝(物質の合成反応・分解反応)に伴うエネルギーの吸収・放出を仲介

 

ⅰ.高エネルギーリン酸結合

ATPリン酸どうしの結合

・この結合にたくさんのエネルギーがため込まれている

 

ⅱ.ATPからADPへ

ATPのリン酸結合が1つ切れる

ADP(アデノシン二リン酸)とリン酸に分解

※この分解でリン酸結合ため込まれていたエネルギーを放出

 

②エネルギーの通貨

ATPは全ての生物が共通にもつ

・ATPは生体内のエネルギーの受け渡しを行う物質

エネルギーの通貨とも呼ばれる


3.代謝を進める酵素

触媒

それ自体は変化せずに、化学反応を促進する物質

 

※触媒の例

酸化マンガン(Ⅳ)肝臓片

→過酸化水素に加えると激しい分解反応が起こり、酸素が発生

 

酵素のはたらき

・生体内ではたらく触媒

代謝(呼吸光合成)を成り立たせる

・おもにタンパク質からできている

・細胞内で作られ、細胞内ではたらくことが多い

 ※消化酵素は細胞外ではたらく酵素

・肝臓片にはカタラーゼという酵素が含まれている

 

③細胞小器官と酵素

・多くの酵素は細胞内ではたらく

 

ⅰ.ミトコンドリア

呼吸に関係する酵素を含んでいる

※呼吸により有機物を分解してエネルギーを取り出す

 

ⅱ.葉緑体

光合成に関係する酵素を含んでいる

※光合成により有機物を合成する

 

ⅲ.

DNAなどの合成にかかわる酵素を含んでいる

 

ⅳ.細胞質基質

・さまざまな化学反応にかかわる酵素を含んでいる

 

基質特異性

・酵素がもつ、決まった物質とのみ反応する性質のこと

※1つ1つの酵素は、反応する物質が決まっている

基質…酵素が作用する相手の物質のこと


補足解説

・ATPのTはトリプル(3つ)のTなので三リン酸、ADPのDはダブル(2つ)のDなので二リン酸と覚える

※厳密には単語・綴りが違います

 

・全ての生物は、生命活動に必要なエネルギーを、細胞内で有機物を分解する異化反応で得ている(有機物からエネルギーを取り出す)。このはたらきが呼吸

 

・また、全ての生物は、ATP高エネルギーリン酸結合に蓄えられたエネルギーだけしか直接使うことはできない

(糖質・脂質などのエネルギーを、いったんATPの形にする必要がある)

 

・ADPにリン酸を1個つけてATPを作るためにエネルギーが必要

 ATPからリン酸1個を外してADPを作るとエネルギーが出てくる(これを活用して生命活動)


 

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