代謝}{{\tiny たいしゃ}}}} \textbf{生体内で生じる様々な化学反応.}\ 同化と異化に大別される. 同化}} \textbf{\textcolor{red}{生物がエネルギーを吸収して単純な物質から複雑な物質を体内で合成する反応.}} \\[.2zh]
\rei\ \ 光合成：葉緑体を持つ植物は,\ 太陽光エネルギーを吸収して,\ \\[.2zh]
\ \,二酸化炭素と水から糖類を合成する(炭酸同化). \\[.2zh]
\ce{6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2} $\Delta H=2803$kJ (太陽光エネルギー吸収) \\[1zh]
{異化体内で複雑な物質を単純な物質に分解してエネルギーを取り出す反応.}} \rei\ \ 呼吸 \\[.2zh]
発熱反応で生じたエネルギーは,\ 化学エネルギーの形で特定の分子に蓄えられる. \\[.2zh]
これを\textbf{\textcolor{blue}{高エネルギー化合物}}といい, 代表は有機リン酸化合物の\textbf{ATP}である. 好気呼吸}} \textbf{\textcolor{red}{酸素を用いて有機物を分解}}し,\ エネルギーを取り出す手段. \\[.2zh]
他の生物を摂取・消化して得られた\textbf{グルコース\ce{C6H12O6}\,が細胞内で分解される.} \\[.5zh]
$\bm{\ce{C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O}}$ $\bm{\Delta H=-\,2803}$\,\textbf{kJ}\ (発熱) \\嫌気呼吸}} \textbf{\textcolor{red}{酸素を用いずに有機物を分解}}し,\ エネルギーを取り出す手段. \rei\ \ 発酵 \\[.2zh]
ATPの生産効率が好気呼吸よりかなり悪く,\ 一部の細菌や酵母が行う. \\[.5zh]
グルコースのアルコール発酵 $\ce{C6H12O6 -> 2C2H5OH}\,{\small (エタノール)} +\ce{2CO2}$ \\[.4zh]
グルコースの乳酸発酵 \ce{C6H12O6 -> 2CH3CH(OH)COOH}\,{\small (乳酸)} \\\\[1zh]
ATP\ (アデノシン三リン酸)}} \\[1zh]
\textbf{五炭糖のリボースと核酸塩基のアデニンが結合したアデノシンに,} \\[.2zh]
\textbf{リン酸\ce{H3PO4}\,3分子が結合したヌクレオチドの一種.
2個の高エネルギーリン酸結合の加水分解時に放出されるエネルギーが生命活動の源泉. \\[.2zh]
$\bm{\mathRM{ATP}+\ce{H2O ->}\mathRM{ADP}+\ce{H3PO4} \ \Delta H=-\,30}$\,\textbf{kJ}\ (エネルギー放出)
ヌクレオチド 五炭糖,\ リン酸,\ 有機塩基が脱水縮合した化合物.\ \ \text{{\small nucleo(核の)tide(結ばれた)}} \\[1zh]
生物は,\ グルコースの異化で取り出したエネルギーを用いて\text{ADP}から\text{ATP}を合成する. \\[.2zh]
\mathRM{ADP} + \ce{H3PO4 ->} \mathRM{ATP} + \ce{H2O} \Delta H=30\,\text{kJ}\ (エネルギー吸収) \\[.4zh]
必要に応じて\text{ATP}を\text{ADP}に分解し,\ 放出されたエネルギーを用いて生命活動を行う. \\[1zh]
\text{AMP,\ ADP,\ ATP}の\text{M,\ D,\ T}は,\ \text{mono}=1,\ \text{di}=2,\ \text{tri}=3の頭文字である.
好気呼吸ではグルコース1\,molから32\,molのATPが合成され,\ アルコール発酵では \\[.2zh]
\hspace{.5zw}グルコース1\,molから2.0\,molのATPが合成される. \\[.2zh]
\hspace{.5zw}また,\ 1\,molのATPがリン酸を放出するときに30\,kJのエネルギーが生じる. \\[1zh]
\hspace{.5zw}(1)\ \ 酵母は,\ 酸素があるときには好気呼吸を,\ ないときにはアルコール発酵を行う. \\[.2zh]
\hspace{.5zw}\phantom{(1)}\ \ 酵母が好気呼吸によって1\,molのグルコースを代謝して増殖したときの細胞数と \\[.2zh]
\hspace{.5zw}\phantom{(1)}\ \ 同じ細胞数を得るために,\ アルコール発酵では何molのグルコースが必要か. \\[1zh]
\hspace{.5zw}(2)\ \ 大人が1日に360\,gのグルコースを摂取するとき,\ 1日に合成されるATPは \\[.2zh]
\hspace{.5zw}\phantom{(1)}\ \ 何kgか.\ グルコースとATPの分子量はそれぞれ180,\ 507である. \\[1zh]
\hspace{.5zw}(3)\ \ グルコース1\,molの燃焼熱を2803\,kJとすると,\ グルコースの酸化で生じるエネ \\[.2zh]
\hspace{.5zw}\phantom{(1)}\ \ ルギーの何\%が生命活動に利用されるか.\ 有効数字3桁で答えよ. \\
嫌気呼吸では,\ 好気呼吸と同じエネルギーを得るために,\ 16倍のグルコースが必要になる. \\[1zh]
(2)\ \ ヒトは好気呼吸であるから,\ \text{グルコース1\,molから32\,molのATP}が合成される. \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ グルコース360\,\text gは2\,\text{mol}であるから,\ 合成される\text{ATP}の物質量はその32倍である. \\[1zh]
(3)\ \ グルコースを酸化するのは好気呼吸である. \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ \text{グルコース1\,molの燃焼で生じる2803\,kJを用いて32\,molのATP}が合成される. \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ そして,\,\text{ATP}\,1\,\text{mol}あたり,\,\text{ADP}に分解されるときに放出される30\,\text{kJ}が生命活動に利用される
