好気呼吸と嫌気呼吸

好気呼吸と嫌気呼吸の違いについては、誰もがある程度理解していると思います。これは、この世のあらゆるものの生存方法です。好気呼吸は代謝に酸素を必要としますが、嫌気呼吸は酸素のない環境でも生存し、繁殖することができます。嫌気呼吸は主に細菌性微生物に用いられ、好気呼吸はほとんどの生物の主な代謝方法です。この2つの違いは誰でも理解できます。

好気呼吸とは、細胞が酸素の関与と酵素の触媒作用により糖などの有機物を完全に酸化・分解し、二酸化炭素と水を生成するとともに大量のエネルギーを放出するプロセスを指します。好気呼吸は高等動物や植物の主な呼吸形態です。したがって、呼吸とは通常、好気呼吸を指します。細胞内の好気呼吸の主な場所はミトコンドリアです。一般的に言えば、グルコースは好気呼吸中に細胞が最もよく使用する物質です。

嫌気呼吸とは、一般的に、嫌気性（低酸素）条件下で細胞が酵素の触媒作用によってグルコースなどの有機物を不完全酸化生成物に分解し、少量のエネルギーを放出するプロセスを指します。このプロセスは、高等植物、高等動物、および人間にとって嫌気性呼吸と呼ばれます。

一つの違い

嫌気呼吸:

生きた細胞による有機物の不完全な酸化を指します。このプロセスには分子状酸素は関与せず、酸化後の不完全酸化生成物は主にアルコールです。全体の反応式: C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+226 キロジュール (54 キロカロリー) 高等植物では、嫌気性呼吸は発酵と呼ばれることがよくあります。不完全酸化生成物がアルコールの場合はアルコール発酵、乳酸の場合は乳酸発酵と呼ばれます。低酸素状態では、一時的に生命活動を維持するために嫌気呼吸しか行えません。嫌気呼吸は、有機物が不完全に酸化され、エネルギー生産量が少なくなるため、最終的には植物に害を及ぼします。すると、パスツール効果により、低い ATP 収量を補うために解糖の速度が加速されます。その結果、細胞にとって有毒な不完全酸化生成物が蓄積することになります。さらに、糖分の消費も加速し、呼吸器系基質を枯渇させるリスクもあります。

好気呼吸:

好気呼吸とは、細胞が酸素の関与と酵素の触媒作用により糖などの有機物を完全に酸化・分解し、二酸化炭素と水を生成するとともに大量のエネルギーを放出するプロセスを指します。好気呼吸は高等動物や植物における呼吸の主な形態です。

2. お問い合わせ

呼吸のプロセスを注意深く分析すると、2 種類の呼吸にも共通点があることが簡単にわかります。

1. 物質とエネルギーの変化の観点から見ると、どちらも有機物を分解することでエネルギーを放出します。

2. 反応プロセスの観点から見ると、これら 2 種類の呼吸の最初のステップは、細胞質内でグルコースをピルビン酸に分解することです。

3. 生物進化の観点から見ると、原始地球の大気には酸素は含まれていませんでした。したがって、当時の生物の呼吸法は嫌気呼吸でした。シアノバクテリアなどの独立栄養生物が出現すると、大気中に酸素が出現し、好気呼吸が始まりました。好気呼吸は嫌気呼吸に基づいて発達したことがわかります。

3. メリットとデメリット

エネルギー供給の観点から見ると、好気呼吸は分解されたグルコース1モルごとに2870kJのエネルギーを放出することができます。嫌気呼吸では、1 モルのグルコースを分解するときに 196.65 kJ のエネルギーしか放出できません。好気性生物の場合、生命活動に必要なエネルギーのほとんどは好気呼吸によって供給されます。嫌気呼吸によって供給されるエネルギーは、生物の生命活動を維持するのに必要な量を満たすことができません。したがって、エネルギーを供給するには好気呼吸の方が嫌気呼吸よりも優れています。