細胞呼吸図ジェネレーター
必要な図を説明するだけで、経路全体が得られます——細胞質基質の解糖系、マトリックスのクエン酸回路、内膜の電子伝達系——ラベル付きで、授業にも図版にもすぐ使えます。
細胞呼吸の図の例
細胞呼吸の4つのプロンプトから実際に生成した図です。ATP数入りの3段階の全体図、簡単な概観、光合成との対比、電子伝達系。クリックでプロンプトを読み込み、編集できます。
光合成と細胞呼吸の図
一方の生成物が、もう一方の反応物になります。
- 1
逆向きの反応式
CO₂ + H₂O → グルコース + O₂、呼吸はその逆。
- 2
葉緑体とミトコンドリア
葉緑体でグルコースを作り、ミトコンドリアで分解。
- 3
エネルギーの蓄積と放出
光エネルギーをグルコースに蓄え、ATPで取り出す。
細胞呼吸の図とは
細胞呼吸の図とは、細胞がグルコースと酸素を ATP に変えていく過程を、解糖系・クエン酸回路・電子伝達系の 3 段階に分け、それぞれが実際に進む区画に配置して描いたラベル付きの図です。多くは各段階で生じる ATP、NADH、FADH2 も書き入れるため、経路全体のエネルギー収支を追えます。
要点
- 3 段階、3 つの場所。解糖系は細胞質基質、ピルビン酸の酸化とクエン酸回路はミトコンドリアのマトリックス、電子伝達系は内膜で進みます。
- 全体の反応。グルコース 1 分子と 6 O2 から、6 CO2、6 H2O、そして約 30〜32 ATP が生じます。
- 運び手は電子伝達体。NADH と FADH2 が前半 2 段階の電子を電子伝達系へ運び、最後に酸素が受け取ります。
- よくある構成。経路全体の概観、段階ごとの分解、複合体を一つずつ描いた電子伝達系、光合成と並べた対比図。
- 主な用途。中学・高校のワークシート、大学の講義スライド、まとめプリント、教科書体裁の図版。
細胞呼吸の化学反応式は
細胞呼吸の全体の反応式は C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + エネルギー（ATP）です。グルコース 1 分子と酸素 6 分子が消費され、二酸化炭素 6 分子、水 6 分子、そして約 30〜32 ATP が生じます。これは経路全体をまとめた式であって、個々の段階の式ではありません。
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + エネルギー（ATP）
言葉で書くと
グルコース + 酸素 → 二酸化炭素 + 水 + エネルギー
これは光合成の反応式を逆向きにしたものです。両者がセットで扱われるのはこのためです。ただし式が成り立つのは好気的な経路だけで、無酸素では筋肉が乳酸（C6H12O6 → 2 C3H6O3）、酵母がエタノールと二酸化炭素（C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2）で止まり、ATP は 30〜32 ではなく 2 にとどまります。
細胞呼吸の図の作り方
図を説明する
必要な段階と詳しさを伝えます——中学生向けの概観でも、複合体を一つずつ描く電子伝達系でも。経路、局在、ATP の計算はツールに組み込み済みです。
スタイルを選ぶ
デフォルトはフラットで清潔な教科書スタイル——白背景、ラベル付きの矢印と引出線。水彩、線画、3D などの仕上げも選べます。
調整して書き出す
生成結果はワークスペースに開き、部分的な描き直し、キャンバス上でのラベル編集、アップスケール、高解像度での書き出しができます。
3 段階のまとめ
グルコース 1 分子あたりの反応物、生成物、ATP 収量です。別の慣例を指定しないかぎり、図にはこの数値が書き込まれます。
| 段階 | 場所 | おもな反応物 | おもな生成物 | ATP（正味） |
|---|---|---|---|---|
| 解糖系 | 細胞質基質 | グルコース、2 ATP、2 NAD+ | 2 ピルビン酸、2 NADH | 2 |
| ピルビン酸の酸化 | ミトコンドリアマトリックス | 2 ピルビン酸、2 NAD+ | 2 アセチルCoA、2 NADH、2 CO2 | 0 |
| クエン酸回路 | ミトコンドリアマトリックス | 2 アセチルCoA | 4 CO2、6 NADH、2 FADH2 | 2（GTP として） |
| 電子伝達系 | ミトコンドリア内膜 | 10 NADH、2 FADH2、6 O2 | H2O、再生した NAD+ と FAD | 26〜28 |
| 経路全体 | 細胞質基質とミトコンドリア | グルコース 1 + 6 O2 | 6 CO2 + 6 H2O | 30〜32 |
古い教科書では合計 36〜38 ATP とされています。現在の低めの値は、細胞質基質の NADH をミトコンドリアへ運び込むコストと、内膜からのプロトンの漏れを差し引いたものです。授業でどちらの慣例を使うか伝えれば、その値で書き込みます。
光合成と細胞呼吸の関係は
光合成と細胞呼吸は互いに逆向きの反応で、一方の生成物がもう一方の反応物になります。光合成は光エネルギーをグルコースの形で蓄えて酸素を放出し、細胞呼吸はそのグルコースと酸素を使ってエネルギーを ATP として取り出し、二酸化炭素と水を返します。
| 光合成 | 細胞呼吸 | |
|---|---|---|
| 場所 | 葉緑体 | 細胞質基質とミトコンドリア |
| 反応物 | 6 CO2 + 6 H2O + 光 | C6H12O6 + 6 O2 |
| 生成物 | C6H12O6 + 6 O2 | 6 CO2 + 6 H2O + ATP |
| エネルギー | 光エネルギーを化学結合として蓄える | 蓄えたエネルギーを ATP として取り出す |
| いつ | 光があるときだけ | 昼夜を問わず常時 |
| どの生物 | 植物、藻類、シアノバクテリア | ほぼすべての生きた細胞 |
植物は両方おこないます。植物は光合成だけをしていると思い込むのが試験でよくある間違いです。植物も自前のミトコンドリアで四六時中呼吸しており、昼間は光合成の速度が呼吸を上回るため、差し引きで酸素を出しているにすぎません。
細胞呼吸の図はどこで使われますか
多くは授業で使われます。ワークシート、まとめプリント、講義スライドなどです。論文の図として、経路のどこで効果が生じるかを示すためにも使われます。違うのは詳しさの度合いであって、経路そのものではありません。
中学・高校の生物
中学理科から高校の生物基礎・生物、大学入試対策までのワークシートやまとめプリント、演習問題。3 段階と場所を一枚にまとめた概観か、1 段階だけを拡大して 1 回の授業に充てる形が中心です。
講義スライドと教科書図版
大学の講義スライドや教科書体裁の図版。電子伝達系を複合体ごとに描き、内膜をまたぐプロトン勾配を書き入れる構成がよく使われます。
実験レポート
呼吸速度の測定や発酵の実験には、指し示せる経路図が要ります。どの段階が酸素を使うのか、測定している CO2 はどこで出るのか、酵母の試験管でなぜ水ではなくエタノールが出るのか。
研究論文の図
ミトコンドリア病、がん代謝、運動生理学、薬物の作用機序を扱う論文の模式図。阻害される段階や欠損した複合体を、経路上に直接示します。
細胞呼吸の図についてよくある質問
細胞呼吸の図は何を示しますか？
細胞呼吸の図は、グルコース 1 分子が ATP に変わるまでの 3 段階を、それぞれが進む区画に描いて示します。細胞質基質の解糖系がグルコースを 2 分子のピルビン酸に分解し（正味 2 ATP、2 NADH）、ピルビン酸の酸化とクエン酸回路がマトリックスで進んで CO2 を放出しながら NADH と FADH2 を蓄え、内膜上の電子伝達系で酸素が電子を受け取り、酸化的リン酸化によって ATP の大部分が作られます。
細胞呼吸の反応物と生成物は何ですか？
反応物はグルコースと酸素、生成物は二酸化炭素と水と ATP です。グルコース 1 分子あたり、C6H12O6 が 1 と O2 が 6 入り、CO2 が 6、H2O が 6、ATP が約 30〜32 出ます。ピルビン酸、アセチルCoA、NADH、FADH2 は中間体で、経路の内部で作られて消費されるため、全体の反応式には現れません。
細胞呼吸の各段階はどこで起こりますか？
解糖系は細胞質基質、ピルビン酸の酸化とクエン酸回路はミトコンドリアのマトリックス、電子伝達系はミトコンドリア内膜で起こります。この区画を取り違えるのは自分で描いた図に最も多い誤りなので、各段階は既定でそれぞれの場所に配置されます。
細胞呼吸は何のためにあるのですか？
細胞呼吸は、グルコースに蓄えられた化学エネルギーを、細胞が実際に使える ATP に変えるためのものです。グルコースのままでは細胞を動かせませんが、筋収縮、能動輸送、タンパク質合成、神経の興奮伝導はいずれも ATP で動きます。細胞は ATP をごくわずかしか蓄えられないため、呼吸はまとめてではなく常時進んでいます。
細胞呼吸で ATP はどれくらいできますか？
現在の見積もりではグルコース 1 分子あたり約 30〜32 ATP です。教科書では今も 36〜38 と教えることが少なくありません。低いほうの値は、細胞質基質の NADH をミトコンドリアへ運び込むのに使われるエネルギーと、内膜からのプロトンの漏れを織り込んだものです。どちらの慣例でも書き込めるので、授業で使うほうを伝えてください。
好気呼吸と嫌気呼吸の違いは何ですか？
好気呼吸は酸素を最終的な電子受容体として使い、グルコース 1 分子あたり約 30〜32 ATP を得ます。嫌気呼吸と発酵は酸素を使わず、得られるのは 2 です。発酵は解糖系で止まり、筋肉では乳酸、酵母ではエタノールと CO2 を作って NAD+ を再生します。どちらか一方でも、1 枚に両方並べても描けます。
光合成と細胞呼吸を並べて描けますか？
描けます。2 つを並べるよう指示すると、互いの生成物がどう供給し合うかを描きます。葉緑体から酸素とグルコースが出て、ミトコンドリアから二酸化炭素と水が戻ります。この対比図のためのスターター例文がこのページにあります。
分子のラベルは正確ですか？
正確です。ラベルは固定語彙から選ばれ、正しい区画に結びつけられるので、飾りではなく採点の基準に使える図になります。語彙はグルコース、ピルビン酸、アセチルCoA、NADH、FADH2、ATP、ADP、CO2、O2、H2O をカバーします。一般の画像モデルが引き出し線の先に書いてしまう崩れた疑似文字を、これが防いでいます。
一般的な AI 画像生成とは何が違いますか？
描き始める前に経路が固定されている点です。段階、区画、分子名、ATP の収支は、生成のたびに考え出されるのではなく、あらかじめ決まっています。一般の画像モデルはクエン酸回路をミトコンドリアの外に置いたり、存在しない分子名を作ったりします。ここではその要素が検証済みの語彙から来ており、自由な構成に任せていないため、そうはなりません。
細胞呼吸の図の生成は無料ですか？
始めるだけなら無料です。新規アカウントには 100 クレジットが付き、登録にカードは要りません。クレジットを買うか定期利用にするかを決める前に、実際に図を生成して書き出すところまで試せます。生成した図はワークスペースに保存され、後から戻って編集できるため、アカウントは必要です。
どの形式で書き出せますか？
ワークスペースからは PNG、JPG、PowerPoint（.pptx）、キャンバスエディタで仕上げた場合はさらに SVG で書き出せます。ラスター書き出しはモデルにより最大 4K まで対応し、下書きを印刷解像度まで上げる超解像も使えます。
生成後にラベルを変更できますか？
できます。結果は、図にすでにあるラベルを認識するキャンバスワークスペースで開きます。ラベルの書き換えや翻訳、矢印の調整、一部分だけの描き直し、色の変更まで、図全体を作り直さずにおこなえます。
生成した図は授業や論文に使えますか？
使えます。生成した図はご自身のもので、ワークシート、スライド、配布資料、学位論文、掲載論文に別途ライセンスなしで使えます。高解像度のラスター書き出しは、選んだモデルにより最大 4K まで対応します。
