呼吸作用的全部过程Word格式文档下载.docx

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呼吸作用，是生物体细胞把无机物氧化分解并发生能量的化学过程，又称为细胞呼吸（Cellularrespiration）.无论能否自养，细胞内完成生命活动所需的能量，都是来自呼吸作用.真核细胞中，线粒体是与呼吸作用最有关联的胞器，呼吸作用的几个关键性步调都在其中进行.

呼吸作用是一种酶促氧化反应.虽名为氧化反应，不管有无氧气介入，都可称作呼吸作用（这是由于在化学上，有电子转移的反应过程，皆可称为氧化）.有氧气介入时的呼吸作用，称之为有氧呼吸；

没氧气介入的反应，则称为无氧呼吸.异样多的无机化合物，进行无氧呼吸时，其发生的能量，比进行有氧呼吸时要少.有氧呼吸与无氧呼吸是细胞内分歧的反应，与生物体没直接关系.即便是呼吸氧气的生物，其细胞内，也可以进行无氧呼吸.

呼吸作用的目的，是透过释放食物里的能量，以制造三磷酸腺苷（ATP），即细胞最次要的直接能量供应者.呼吸作用的过程，可以比较为氢与氧的熄灭，但两者间最大分别是：

呼吸作用透过一连串的反应步调，一步步使食物中的能量放出，而非像熄灭般的一次性释放.在呼吸作用中，三大养分物质：

碳水化合物、蛋白质和脂质的基本组成单位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸，被分解成更小的分子，透过数个步调，将能量转移到还原性氢（化合价为-1的氢）中.末了经过一连串的电子传递链，氢被氧化生成水；

本来储存在其中的能量，则转移到ATP分子上，供生命活动运用.

过程

植物的作用次要细胞的线粒体进行.有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：

第一个阶段（称为糖酵解），一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中发生大批的氢（用[H]暗示），同时释放出大批的能量.这个阶段是在细胞质基质中进行的；

第二个阶段（称为三羧酸循环或柠檬酸循环），丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧化碳和氢，同时释放出大批的能量.这个阶段是在线粒体基质中进行的；

第三个阶段（呼吸电子传递链），前两个阶段发生的氢，经过一系列的反应，与氧结合而构成水，同时释放出大量的能量.这个阶段是在线粒体内膜中进行的.以上三个阶段中的各个化学反应是由分歧的酶来催化的.在生物体内，1mol的葡萄糖ATP中（38个ATP，1molATP储存30.54kJ能量），别的的能量都以热能的方式流失了（呼吸作用发生的能量仅有34%转化为ATP）.

生物进行呼吸作用的次要方式是有氧呼吸.那么，生物在无氧条件下能不克不及进行呼吸作用呢？

科学家经过研讨发现，生物体内的细胞在无氧条件下可以进行另一类型的呼吸作用——无氧呼吸.

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高等植物在水淹的状况下，可以进行短工夫的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，而且释放出大批的能量，以顺应缺氧的环境条件.高等动物和人体在剧烈运动时，虽然呼吸运动和血液循环都大大加强了，但是依然不克不及满足骨骼肌对氧的必要，这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸.高等动物和人体的无氧呼吸发生乳酸.此外，还有一些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以发生乳酸，如马铃薯块茎、甜菜块根等.

植物有氧呼吸过程中，两头产品丙酮酸必须进入线粒体才能被分解成CO2[1] 

在太古时期，地球的大气中没有氧气，当时的微生物顺应在无氧的条件下生存，以是这些微生物（专性厌氧微生物）体内缺乏氧化酶类，至今仍只能在无氧的条件下生存.随着地球上绿色植物的出现，大气中出现了氧气，于是也出现了体内具有有氧呼吸酶零碎的好氧微生物.可见，有氧呼吸是在无氧呼吸的根底上进展而成的.虽然现今生物体的呼吸方式次要是有氧呼吸，但仍保存有无氧呼吸的才能.由上述分析可以看出，无氧呼吸和有氧呼吸有分明的分歧.

发生乳酸的次要有乳酸菌、玉米的胚、马铃薯块茎、甜菜块根和骨骼肌，这就是为什么剧烈运动后腿会发酸.而发生酒精酒精最次要的是酵母菌、根霉、曲霉.特此外是硝化细菌是兼性呼吸.

意义

对生物体来说，呼吸作器具有非常紧张的生理意义.

植物呼吸作用过程：

无机物（储存能量）+氧（经过线粒体）→二氧化碳+水+能量

化学式无机物（储存能量）（一样平常为葡萄糖C6H12O6）+6O2→（条件：

酶）6CO2+6H2O+大量能量

无氧呼吸化学式无机物（C6H12O6）→2C2H5OH+2CO2+大批能量（条件：

酶）

无机物（C6H12O6）→2C3H6O3（乳酸）+大批能量（条件：

2呼吸类型编辑

有氧呼吸

生物的呼吸作用包含有氧呼吸和无氧呼吸两品种型.

生物进行呼吸作用的次要方式是有氧呼吸.有氧呼吸是指细胞在氧的介入下，经过酶的催化作用，把糖类等无机物完全氧化分解，发生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程.有氧呼吸是高等动物和植物进行呼吸作用的次要方式，因而，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸.细胞进行有氧呼吸的次要场合是线粒体.一样平常说来，葡萄糖是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质.

有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：

第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中发生大批的还原氢（用[H]暗示），同时释放出大批的能量.这个阶段是在细胞质基质中进行的；

第二个阶段；

第三个阶段，前两个阶段发生的氢，经过一系列的反应，在酶的催化下与氧结合而构成水，同时释放出大量的能量.这个阶段是在线粒体内膜上进行的.以上三个阶段中的各个化学反应是由分歧的酶来催化的.在mol的葡萄糖在完全氧化分解当前，共释放出约2870kJ的能量，其中有1161kJ左右的能量储存在ATP中，别的的能量都以热能的方式流失了.

有氧呼吸过程中能量变更

在有氧呼吸过程中，葡萄糖完全氧化分解，1mol的葡萄糖在完全氧化分解当前，共释放出约2870kJ的能量，其中有1161kJ的能量储存在ATP中，别的的能量都以热能的方式流失了.

有氧呼吸公式

第一阶段C6H12O6酶→细胞质基质=2丙酮酸+4[H]+能量（2ATP）

【大学里4[H]是2个NADH和2个H+】

第二阶段2丙酮酸+6H₂O酶→线粒体基质=6CO₂+20[H]+能量（2ATP）

第三阶段24[H]+6O₂酶→线粒体内膜=12H₂O+能量（34ATP）

总反应式C6H12O6+6H₂O+6O₂酶→6CO₂+12H₂O+大量能量（38ATP）

有氧呼吸细致内容

有氧呼吸-引见指物质在细胞内的氧化分解，具体表示为氧的斲丧和二氧化碳、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.细胞呼吸可分为3个阶段，在第1阶段中，各种动力物质循分歧的分解代谢途径转酿成乙酰辅酶A.在第2阶段中，乙酰辅酶A（乙酰CoA）的二碳乙酰基，经过三羧酸循环变化成CO2和氢原子.在第3阶段中，氢原子进入电子传递链（呼吸链），末了传递给氧，与之生成水；

同时经过电子传递过程伴随发生的氧化磷酸化作用发生ATP分子.生物体次要经过脱羧反应发生CO2，即代谢物先转酿成含有羧基（-COOH）的羧酸，然后在埋头的脱羧酶催化下，从羧基中脱往CO2.细胞中的氧化反应可以“脱氢”、“加氧”或“失电子”等多种方式进行，而以脱氢方式最为普遍，也最紧张.在细胞呼吸的第1阶段中包含一些脱羧和氧化反应，但在三羧酸循环中更为集中.三羧酸循环是在需氧生物中普遍存在的环状反应序列.循环由连续的酶促反应组成，反应两头物质都是含有3个羧基的三羧酸或含有2个羧基的二羧酸，故称三羧酸循环.因柠檬酸是环上物质，又称柠檬酸循环.也可用发现者的名子命名为克雷布斯循环.在循环开始时，一个乙酰基以乙酰-CoA的方式，与一分子四碳化合物草酰乙酸缩合成六碳三羧基化合物柠檬酸.柠檬酸然后转酿成另一个六碳三羧酸异柠檬酸.异柠檬酸脱氢并失往CO2，生成五碳二羧酸α-酮戊二酸.后者再脱往1个CO2，发生四碳二羧酸琥珀酸.末了琥珀酸经过三步反应，脱往2对氢又转酿成草酰乙酸.再生的草酰乙酸可与另一分子的乙酰CoA反应，开始另一次循环.循环每运转一周，斲丧一分子乙酰基（二碳），发生2分子CO2和4对氢.草酰乙酸介入了循环反应，但没有净斲丧.假如没有其他反应消弭草酰乙酸，理论上一分子草酰乙酸可以惹起有限的乙酰基进行氧化.环上的羧酸化合物都有催化作用，只需小量即可推进循环.凡能转酿成乙酰CoA或三羧酸循环上任何一种催化剂的物质，都能介入这循环而被氧化.以是此循环是各种物质氧化的共同机制，也是各种物质代谢互相联系的机制.三羧酸循环必须在有氧的状况下进行.环上脱下的氢进入呼吸链，末了与氧结合成水并发生ATP，这个过程是生物体内能量的次要来源.呼吸链由一系列按特定顺序陈列的结合蛋白质组成.链中每个成员，从后面的成员接受氢或电子，又传递给下一个成员，末了传递给氧.在电子传递的过程中，渐渐释放自在能，同时将其中大部分能量，经过氧化磷酸化作用储存在ATP分子中.分歧生物，甚至同终身物的分歧组织的呼吸链都可能分歧.有的呼吸链只含有一种酶，也有的呼吸链含有多种酶.但大多数呼吸链由下列成分组成，即：

烟酰胺脱氢酶类、黄素蛋白类、铁硫蛋白类、辅酶Q和细胞色素类.这些结合蛋白质的辅基（或辅酶）部分，在呼吸链上不竭地被氧化和还原，起着传递氢（递氢体）或电子（递电子体）的作用.其蛋白质部分，则决定酶的埋头性.为简化起见，誊写呼吸链时常略往其蛋白质部分.上图即是存在最广泛的NADH呼吸链和另一种FADH₂呼吸链.图中用MH2代表任一还原型代谢物，如苹果酸.可在埋头的烟酰胺脱氢酶（苹果酸脱氢酶）的催化下，脱往一对氢成为氧化产品M（草酰乙酸）.这类脱氢酶，以NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）或NADP+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）为辅酶.这两种辅酶都含有烟酰胺（维生素PP）.在脱氢反应中，辅酶可接受1个氢和1个电子成为还原型辅酶，剩余的1个H+留在液体介质中.

NAD++2H（2H++2e）NADH+H+

NADP++2H（2H++2e）NADPH+H+

黄素蛋白类是以黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）或黄素单核苷酸（FMN）为辅基的脱氢酶，其辅基中含核黄素（维生素B2）.NADH脱氢酶就是一种黄素蛋白，可以将NADH的氢原子加到辅基FMN上，在NADH呼吸链中起递氢体作用.琥珀酸脱氢酶也是一种黄素蛋白，可以将底物琥珀酸的1对氢原子直接加到辅基FAD上，使其氧化生成延胡索酸.FADH2继续将H传递给FADH2呼吸链中的下一个成员，以是FADH2呼吸链比NADH呼吸链短，伴随着呼吸链发生的ATP也略少.铁硫蛋白类的活性部位含硫及非卟啉铁，故称铁硫中心.其作用是经过铁的变价传递电子：

Fe&

sup3;

+=e++Fe&

sup2;

+.这类蛋白质在线粒体内膜上，常和黄素脱氢酶或细胞色素结合成复合物.在从NADH到氧的呼吸链中，有多个分歧的铁硫中心，有的在NADH脱氢酶中，有的和细胞色素b及c1有关.辅酶Q是一种脂溶性醌类化合物，因广泛存在于生物界故又名泛醌.其分子中的苯醌结构能可逆地加氢还原成对苯二酚衍生物，在呼吸链中起两头传递体的作用.细胞色素是一类以铁卟啉（与血红素的结构类似）为辅基的红色或棕色蛋白质，在呼吸链中依托铁的化合价变更而传递电子：

+=e+Fe&

+.发现的细胞色素有b、c、c1、aa3等多种.这些细胞色素的蛋白质结构、辅基结构及辅基与蛋白质部分的连接方式均有差别.在典型的呼吸链中，其顺序是b→c1→c→aa3→O₂.还不克不及把a和a3分开，而且只要aa3能直接被分