第六章:细胞呼吸与能量释放

细胞呼吸与能量释放

6.1 三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate, ATP)

~线粒体(Mitochondria)内产生

~能量供应分子 A—P~P~P

~ATP磷酸键断裂形成ADP,并释放能量

~ATP释放能量进行生理活动:

(1)肌肉的收缩

(2)神经冲动的传导

(3)物质的主动运输

(4)细胞的成长与分裂

~ATP含量时,限制物质氧化,促进大分子肝糖合成

~ATP含量时,促进呼吸增加能量产生


6.2 细胞呼吸(Cellular Respiration)

~有机物在细胞内经过氧化分解,形成二氧化碳其他产物

~并释放能量合成ATP

6.2.1 有氧呼吸(Aerobic Respiration)

~细胞内的有机物酶的催化下产生二氧化碳、水、释放能量

~同时合成大量ATP

~过程:

(1)糖酵解(Glycolysis)

  • 葡萄糖分解成两个丙酮酸,放出2 ATP、2 NADH和少量

(2)链接反应(LInk reaction)

  • 丙酮酸通过线粒体膜时,与辅酶结合成乙酰辅酶A(Acetyl CoA)并释放2 NADH二氧化碳




(3)克雷伯氏循环(Krebs cycle)

  • 乙酰辅酶A在线粒体内分解成CO2,放出6 NADH2 FADH2 ATP

(4)氧化磷酸化 (Oxydative phosporylaytion) 和电子转移系统 (Electron Transfer System) 

  • 氧化NADHFADH后的电子经过电子转移系统合成32 ATP,且使结合成


6.2.2 无氧呼吸(Anaerobic Respiration)

~有机物通过酶的催化下分解,释放少量的能量


(1)C6H12O6 (葡萄糖)⟶2 C3H6O3(乳酸)+ 2 ATP

~当动物进行剧烈运动时,肌肉用氧的速率快,血液中的氧供应不及

~为有进行无氧呼吸产生能量与大量的乳酸

~乳酸导致肌肉疲劳、酸痛,这些都是氧债(oxygen debt)

~当氧回复供应后,大部分乳酸会在肝脏转换为葡萄糖


(2)C6H12O6 (葡萄糖)⟶2 C2H5OH(酒精)+2 CO2+ 2 ATP

~酵母菌进行无氧呼吸可酿酒

~酒精发酵作用(alcoholic fermentation)



有氧呼吸

无氧呼吸

生物

大部分生物

  • 真菌:酵母菌、厌氧菌

  • 一些体内的寄生虫

  • 高等生物激烈运动时

发生部位

线粒体

细胞质

ATP释放

36个

2个

产物

二氧化碳 + 水

动物:乳酸

植物:酒精 + 二氧化碳

氧化程度

彻底

不彻底



6.2.3 基本代谢率(Basal Metabolic Rate, BMR)

~ 基本代谢率的因素:

(1)年龄

(2)性别

(3)体型

(4)内分泌系统

(5)怀孕和哺乳

(6)药物

(7)生物品种


6.2.4 呼吸商(Respiratory Quotient, RQ)

呼吸商(RQ)= CO2的产量 ÷ O2消耗量






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