细胞呼吸方程、类型、阶段和产物概述

细胞呼吸方程(C6H12O6+6 O2→ 6 CO2+6 H2O+38*ATP)
细胞呼吸方程:C6H12O6+6 O2→ 6 CO2+6 H2O+38*ATP

细胞呼吸方程:每台机器都需要特定的零件和燃油才能工作。同样生物机械“还需要良好的工程部件和良好的能源才能工作。也许第二个最重要的分子(DNA是第一个)是三磷酸腺苷(也称为ATP公司). 基本上,ATP是电池的主要能量货币。

什么是细胞呼吸?

活生物体,包括植物,动物微生物,在称为细胞呼吸. 有趣的是,根据ATP生产前体的类型,生物体可分为两类:

  • A) 在此过程中利用氧气的生物体被称为“有氧的“.
  • B) 而那些没有这样做的人被描述为“厌氧“.

为什么细胞呼吸很重要?

如前所述,细胞呼吸(无论是有氧呼吸还是无氧呼吸)为生物体提供所需数量的ATP。然后,以ATP形式存在的能量可以用来驱动各种细胞内生理过程,如分子跨细胞膜的运输和生物分子的合成。

有氧呼吸

有氧呼吸
来源:Wikimedia
有氧呼吸是一种需要氧气存在的细胞呼吸。在所有类型的细胞呼吸中,它是最有效的。植物和动物进行这种呼吸;植物通过光合作用获得前体分子,而动物则通过它们所吃的食物(即植物/动物)获得前体分子。

光合作用方程

这个光合作用方程植物细胞的数量为:

6CO公司2.+6小时2.O+阳光→ C6.H12O6.+6O个2.
(6二氧化碳+6水+阳光→ 葡萄糖+6氧气)

细胞呼吸方程

值得注意的是,细胞呼吸一般不是一个单一的过程,而是一组代谢反应。因此,它们在细胞中的位置因路径而异。其总体化学反应为细胞呼吸方程简化为:

C6.H12O6.+6度2.→ 6 CO公司2.+6小时2.O+38ATP
(葡萄糖+6氧气→ 6二氧化碳+6水+ATP)

*并非所有需氧生物体的值都是恒定的。净ATP可能在34到38之间。

上述细胞呼吸公式是通过将以下三个过程组合为一个过程而形成的。下面解释这些过程。

细胞呼吸阶段

1、糖酵解

细胞呼吸途径
细胞呼吸途径示意图(来源:幻灯片共享)
细胞呼吸过程中的第一个代谢途径是糖酵解. 来自希腊语”glyk公司“这意味着”含糖的“和”溶解“这意味着”解体“,糖酵解是将一个葡萄糖分子(糖)分解为两个丙酮酸盐.

  • 如上图所示,糖酵解发生在细胞质中。
  • 糖酵解被称为“十种酶催化反应”,但总的简化方程式为:
    C6.H12O6.+2 NAD++2 ADP+2 P→ 2丙酮酸(CH3.(C=O)COOH+2 ATP+2 NADH+2 H+
  • 虽然上述方程式表明糖酵解产生两个ATP分子,但在整个过程中实际上产生了四个分子。然而,在准备阶段消耗了两个分子,因此,只产生了两个ATP分子。
  • 糖酵解后,会发生所谓的“链接反应”。这种反应是氧化脱羧丙酮酸脱氢酶复合物(PDC)对丙酮酸的影响。
  • 简单地说,糖酵解产生的丙酮酸被氧化(转化)为乙酰辅酶A、一个NADH分子(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)和一个二氧化碳分子。

2、克雷布斯循环

克雷布斯循环
Krebs循环(来源:维基媒体)
Krebs循环(由Hans Adolf Krebs确定)也称为三羧酸(TCA)循环,或简称柠檬酸循环,是一个涉及18种不同酶的8步过程。

  • 发生在线粒体基质中的Krebs循环包括一系列氧化还原反应,导致乙酰基氧化为两个二氧化碳分子。
  • 在一个周期内,有3个NADH、1个FADH2.(黄素腺嘌呤二核苷酸)和GTP(三磷酸鸟苷)也可用于产生ATP。
  • 因此,从一个葡萄糖分子(形成2个丙酮酸)中,总共有6个NADH,2个FADH2.产生2个ATP分子。
  • 请注意,克雷布斯循环的目标是从碳源中产生高能电子。还请注意,该过程本身不会产生大量ATP,也不会将氧用作前体分子。
  • 相反,它利用乙酰辅酶A的电子形成NADH和FADH2..

3、电子传递链与氧化磷酸化

电子传输链
电子传输链(来源:维基媒体)
细胞呼吸的最终途径(PDF格式)由电子传递链和氧化磷酸化组成,两者都发生在线粒体的内膜上。

  • 前者是后者的一部分,通过氧化Krebs循环中的NADH,在线粒体内膜上建立了化学渗透梯度(质子梯度),而后者管理着氧化还原反应中供体电子转移到受体的途径。
  • 在ETC中,电子从一个络合物转移到下一个络合物,在那里电子还原氧生成水。这种反应在细胞呼吸过程中产生大部分ATP。
  • 总的来说,ETC产生水、NAD和FAD(它们都被循环回糖酵解和Krebs循环),每个葡萄糖分子产生多达34个ATP!

总的来说,单个葡萄糖分子产生的有氧细胞呼吸产物可高达38 ATP。然而,一些生物体只能产生34到36个,因为它们有不同的前体分子。

氧气在这个过程中扮演什么角色?

氧是细胞呼吸的重要分子。但是,它在图片中的确切位置是什么?基本上,氧可以在ETC的末端找到(在有氧呼吸过程中),在那里它接受电子,同时吸收质子以产生水分子。

  • 因此,氧也被称为“最终电子受体”。当氧含量耗尽时,电子将简单地分散,电子传输链将中断。
  • 当然,不会产生ATP,导致细胞中某些生理功能的停止。

发酵

乳酸发酵
乳酸发酵(来源:维基媒体)
或者,在氧气耗尽期间,电池可能会经历一个称为发酵并在糖酵解结束时利用另一种途径。而不是氧化磷酸化,它使用底物水平的磷酸化,在这个过程中不需要氧气(这不能与厌氧呼吸混淆)。

  • 在动物细胞中,这一过程被称为乳酸发酵。除了在这个过程中产生乳酸外,它与有氧呼吸几乎相同。可以通过以下等式进行简化:
    C6.H12O6.→ 2通道3.CH(OH)COOH+2 CO2.+2 ATP
  • 另一方面,酵母等微生物会产生乙醇和二氧化碳。这种过程被称为乙醇或酒精发酵。
    C6.H12O6.→ 2 C2.H5.OH+2 CO2.+2 ATP
  • 在这两种类型的发酵过程中,一个葡萄糖分子只产生2个ATP。

无氧呼吸

无氧呼吸
麻醉呼吸(来源:维基媒体)
这一过程就像典型的细胞反应(糖酵解和Krebs循环途径相同)一样发生,但不同之处在于,氧不是最终电子受体的细菌和古细菌等有机体使用这一过程。相反,这些生物体使用硫酸盐或硝酸盐代替。

  • 重要的是要注意,虽然发酵和厌氧都是在缺氧的情况下发生的,但前者只是一种替代方法,可以延长糖酵解以产生能量,而后者则使用其他分子来完成循环,因为有机体将在缺氧的情况下死亡。
  • 与线粒体中发生的有氧呼吸不同,有氧呼吸发生在细胞质中。
  • 无氧呼吸过程每个葡萄糖分子只产生2个ATP。

回顾整个过程,很明显,生物应该产生ATP,ATP赋予生物体的每一种代谢和活动能力。此外,细胞呼吸方程的整个路径非常精确,如果缺少一个分子或酶,它就无法继续。如果不是这样,想象一下代谢混乱。

生活是如此复杂,不是吗?

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APA7 MLA8 芝加哥
生物探险家。网(2022年6月15日)。细胞呼吸方程、类型、阶段和产物概述。生物资源管理器。世界杯2022赛程时间表最新 .
生物探险家。网“细胞呼吸方程、类型、阶段和产品概述”,Bio Explorer,2022年6月15日,世界杯2022赛程时间表最新 .
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主要参考文献
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  • –Berg,Jeremy M.“糖酵解和糖异生。“生物化学。第5版。1970年。2016年12月5日查阅。链接.
  • –Berg,Jeremy M.“柠檬酸循环。“生物化学。第5版。1970年。2016年12月5日查阅。链接.
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  • – “糖酵解反应。“糖酵解反应。2016年12月5日查阅。链接.


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