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有氧呼吸和无氧呼吸

有氧呼吸

对大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。

有氧呼吸的场所有细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜上。主要场所在线粒体内。

线粒体具有内外 2 层膜,内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴,线粒体的嵴使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质。

线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。

有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖,其化学反应式可以简写成

CA6HA12OA6+6HA2O+6OA26COA2+12HA2O+

TIP

  • 每 1mol 的葡萄糖,消耗 6 mol O2,生成 6mol CO2
  • 反应物中的水不能约去,它代表着丙酮酸与 H2O 一起反应生成 CO2 和 [H]

有氧呼吸可以概括地分为三个阶段,每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。

第一阶段

1 分子的葡萄糖分解成 2 分子的丙酮酸,产生少量的 [H],并且释放出少量的能量。

这一阶段不需要 O2 的参与,是在细胞质基质中进行的。

TIP

这里的 [H] 是一种十分简化的表示方式。

[H] 指的是氧化型辅酶 I(NAD+)转变成的还原型辅酶 I(NADH)。

在光合作用中,我们也有 [H] 的产生。但那里写的 [H] 表示的是 NADPH,比这里的 NADH 多了个 P

TIP

无氧呼吸的第一阶段,和有氧呼吸的第一阶段相同。

第二阶段

第二阶段在线粒体的基质中发生。第一阶段产生的丙酮酸进入到线粒体基质中,

然后在酶的催化下,丙酮酸 + 水被彻底分解成 CO2 和 [H],并释放出少量的能量。

这一阶段也不需要 O2 参与。

第三阶段

在线粒体的内膜上进行。

上述两个阶段产生的 [H],与 O2 结合形成水 H2O,同时释放出大量的能量。

无氧呼吸

在缺氧条件下有些细胞能进行无氧呼吸。

无氧呼吸可以概括地分为 2 个阶段,这两个阶段都是在细胞质基质中完成的。

第一阶段

第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。

第二阶段

丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下,

  1. 分解成酒精和二氧化碳
  2. 或者转化成乳酸

无论是分解成酒精还是二氧化碳,还是转化为乳酸,无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量的 ATP。

葡萄糖分子中的大部分能量则留存在酒精或乳酸中。

CA6HA12OA62CA3HA6OA3()+CA6HA12OA62CA2HA5OH()+2COA2+
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