Contents
代謝
生体内で行われる、物質の化学変化とそれに伴って起こるエネルギーの出入りのこと。
異化と同化がある。
図1
図２
※エネルギー多
→つなげるにはエネルギーが必要
異化
複雑な物質を分解して生命活動に必要なエネルギーを取り出す過程。
エネルギーを放出する反応。
例.呼吸
★呼吸の反応…細胞内のミトコンドリアや細胞質基質で行われる。
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O → 6CO2 + 12H2O
同化
外界から取り入れた簡単な物質をもとに、体物質や生活に必要な物質を合成する過程。
エネルギーを吸収する反応。
例.光合成
★光合成の反応…細胞内の葉緑体で行われる。
6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6H2O + 6O2
ATP
すべての生物に共通のエネルギー物質であり、「エネルギーの通貨」と呼ばれる。
細胞内での代謝によるエネルギーのやりとりは、ATPとよばれる物質を仲立ちとして行われている。
ATPにはエネルギーが含まれており、ATPを分解するとそのエネルギーを得ることができる。
構造
分解
ATPは酵素によってアデノシン二リン酸(ADP)とリン酸に分解され、エネルギーが出る。
エネルギーはさまざまな生命活動に利用される。ADPはエネルギーを得ると再びアデノシン三リン酸(ATP)になる。
ATP + ATP分解酵素 ⇄ ADP + リン酸 + エネルギー
エネルギー(化学エネルギー)の使われ方
- 物質の合成…化学エネルギー、能動輸送、筋収縮…運動エネルギー、
- 発熱…熱エネルギー、発光…光エネルギー、発電…電気エネルギー
図4 細胞内におけるATPと物質の流れ
酵素
触媒
それ自身は変化せずに化学変化を促進する物質の総称。
- 無機触媒…MnO2、Ptなど
- 生体触媒…生物の体内ではたらく酵素。タンパク質でできている。
例.過酸化水素の分解反応
2H2O2 → 2H2O + O2
- 過酸化水素水に光を当てて常温におく → 非常にゆっくりと分解が進む。
- 過酸化水素水にMnO2を加える → 非常に激しく分解が進む。
- 過酸化水素水に肝臓片を加える → 非常に激しく分解が進む。
①~③はすべて同じ反応。
②、③より、無機触媒や酵素は化学反応を促進することがわかる。
★触媒がなぜ化学反応を促進できるのか？
反応に必要な活性化エネルギーを低下させることにより、常温常圧のもとで化学反応が進む。
図5
酵素反応のしくみ
- 酵素は基質と結合し、酵素-基質複合体をつくる。
このとき、酵素の活性部位の立体構造と合う特定の基質としか結合できない。この性質を基質特異性という。 - 酵素の働きによって活性化エネルギーが低下し、基質が反応する。
- 生成物ができると、酵素は基質から離れてもとの状態に戻る。
- 酵素自身は変化せず、繰り返し働くことができる。
図6
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