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有氧呼吸 有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 有氧呼吸是高等动、植物进行呼吸作用的主要形式，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行，且线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。 第一阶段 在细胞质的基质中，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，同时脱下4个[H](活化氢)；在葡萄糖分解的过程中释放出少量的能量，其中一部分能量用于合成ATP，产生少量的ATP。这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行的。 反应式：C6H12O6酶→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量(2ATP)（4[H]为2NADH）。 第二阶段 丙酮酸进入线粒体的基质中，两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下，共脱下20个[H]，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳；在此过程释放少量的能量，其中一部分用于合成ATP，产生少量的能量。这一阶段也不需要氧的参与，是在线粒体基质中进行的。 反应式：2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O酶→20[H]+6CO2+少量能量(2ATP)（20[H]为8NADH和2FADH2）。 第三阶段 在线粒体的内膜上，前两阶段脱下的共24个[H]与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的6个O2结合成水；在此过程中释放大量的能量，其中一部分能量用于合成ATP，产生大量的能量。这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。 反应式：24[H]+6O2酶→12H2O+大量能量(34ATP)（24[H]为10NADH和2FADH2）。 1NADH生成2.5ATP（旧为3ATP），1FADH2生成1.5ATP（旧为2ATP）。 [H]是一种十分简化的表示方式。这一过程中实际上是氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）转化成还原性辅酶Ⅰ（NADH+H+），和FAD+转化为FADH2。 有氧呼吸主要在线粒体内,而无氧呼吸主要在细胞基质内。 有氧呼吸需要氧气分子参加,而无氧呼吸不需要氧气分子参加。 有氧呼吸分解产物是能量（ATP）和二氧化碳，水,而无氧呼吸分解产物主要是酒精或乳酸以及少量能量。 有氧呼吸释放能量较多,无氧呼吸释放能量较少。 总反应式C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+大量能量（38ATP） 过程中的能量变化 在有氧呼吸过程中，葡萄糖彻底氧化分解，1mol的葡萄糖在彻底氧分解以后，共释放出2870kJ的能量，其中有1161kJ的能量储存在ATP中，1709kJ以热能形式散失。利用率为40.45% 方程式 第一阶段：糖酵解（反应场所：细胞质基质） 1葡萄糖+2ADP+2Pi+2[NAD]→2丙酮酸+2NADH+2ATP+2[H] 第二阶段：柠檬酸循环（三羧酸循环）（反应场所：线粒体基质中） ①：丙酮酸+[NAD]+辅酶A→乙酰CoA+NADH+[H]+CO2 ②:乙酰CoA+3[NAD]+FAD+ADP+Pi→辅酶A+3NADH+3[H]+FADH2+CO2 第三阶段：氧化磷酸化（电子传递链）（反应场所：线粒体内膜上） ADP+Pi+能量+合成酶→ATP 1NADH→2.5ATP（旧数据是3ATP）；1FADH2→1.5ATP（旧数据是2ATP）。 发生在细胞溶胶中的糖酵解和线粒体基质中的柠檬酸循环通过底物水平磷酸化共产生4个ATP。 糖酵解、乙酰CoA的形成和柠檬酸循环共产生2个FADH2和10个NADH，所以换算为28个ATP。 总ATP为：28+4=32。 由于糖酵解发生于线粒体外，NADH必须进入线粒体内才能被氧化。有的细胞要利用相当于2个ATP的能量把NADH运入线粒体内，这样，所产生的ATP总数就是30而不是32了。但是许多细胞利用的是不需要消耗能量的办法将NADH运入线粒体内，所以产生的ATP总数仍然为32。所以一份子葡萄糖产生的ATP总数一般为30-32。 实质 分解有机物，释放能量。1mol葡萄糖在体内彻底氧化分解所释放的能量是2870KJ， 其中1161KJ的能量转移到ATP中，合成38个（标准状况下）ATP，能量的转移率是40% 相关内容 有氧呼吸-介绍指物质在细胞内的氧化分解，具体表现为氧的消耗和二氧化碳、水及三磷酸腺苷（ATP）的生成，又称细胞呼吸。其根本意义在于给机体提供可利用的能量。 各个阶段 在第1阶段中，各种能源物质循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶A。 在第2阶段中，乙酰辅酶A（乙酰CoA）的二碳乙酰基，通过三羧酸循环转变为CO2和氢原子。 在第3阶段中，氢原子进入电子传递链（呼吸链），最后传递给氧，与之生成水；同时通过电子传递过程伴随发生的氧化磷酸化作用产生ATP分子。 产生二氧化碳 生物体主要通过脱羧反应产生CO2，即代谢物先转变成含有羧基（-COOH）的羧酸，然后在 本文来源：https://www.dywdw.cn/d9d9fe7e5ff7ba0d4a7302768e9951e79b89698a.html
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2023-05-10
