呼吸作用全部过程
呼吸作用的原理

呼吸作用的原理呼吸作用是指生物体通过吸入氧气、排出二氧化碳的过程。
其原理主要涉及到气体的扩散、压力差和气体交换。
在呼吸作用中,氧气通过口鼻进入呼吸道,经过喉、气管和支气管进入肺部。
在肺部,氧气通过肺泡壁扩散到毛细血管,结合血红蛋白与红细胞结合形成氧合血红蛋白。
此时,血液中的氧含量增加,二氧化碳含量减少。
同时,呼吸作用使得体内产生的二氧化碳通过血液从毛细血管进入肺泡,再通过呼出口鼻排出体外。
二氧化碳会与水反应生成碳酸,进一步形成氢离子和碳酸氢根离子,其中氢离子与红细胞结合形成碳酸血红蛋白。
在肺部,碳酸通过肺泡壁扩散进入肺泡,然后通过呼吸排出体外。
呼吸作用实现的原理主要基于气体分子的扩散和压力差。
氧气和二氧化碳可以通过肺泡壁和毛细血管壁之间的细微孔隙进行扩散。
气体分子在高浓度区和低浓度区之间的分子运动会使得气体从高浓度区流向低浓度区,从而实现气体交换。
氧气在肺泡内的浓度较高,而在毛细血管中的浓度较低,因此氧气会从肺泡向毛细血管扩散。
相反,二氧化碳在毛细血管中的浓度较高,而在肺泡中的浓度较低,因此二氧化碳会从毛细血管向肺泡扩散。
这种扩散过程会持续进行,直到两侧气体浓度达到均衡。
此外,气体的扩散还受到压力差的影响。
呼吸作用中,肺泡内的氧气压强高于毛细血管内的氧气压强,而肺泡内的二氧化碳压强低于毛细血管内的二氧化碳压强。
这种压力差也促使氧气从肺泡向毛细血管扩散,二氧化碳从毛细血管向肺泡扩散。
综上所述,呼吸作用的原理涉及到气体分子的扩散和压力差,通过肺泡壁和毛细血管壁之间的气体交换,实现了氧气的吸入和二氧化碳的排出。
这一过程对维持生物体的代谢和生存至关重要。
生物的呼吸作用

生物的呼吸作用呼吸是生物体获取能量所需的一种基本生命过程,它与生物体的新陈代谢密切相关。
本文将详细介绍生物的呼吸作用,从呼吸的定义、呼吸过程、呼吸器官以及不同生物类群的呼吸适应等方面进行探讨。
一、呼吸的定义呼吸是生物体利用氧气进行新陈代谢过程中产生二氧化碳的交换过程。
通过呼吸,生物体吸入氧气并将其转化为能量,同时排出体内产生的二氧化碳。
二、呼吸过程1. 有氧呼吸有氧呼吸是指生物体在氧气的参与下进行的呼吸作用。
它主要由三个阶段组成:糖酵解、Krebs循环和氧化磷酸化。
在糖酵解阶段,葡萄糖分子被分解成两个丙酮酸分子,并生成少量ATP。
接下来,丙酮酸进一步氧化分解,生成更多的ATP。
最后,通过氧化磷酸化,把丙酮酸分子释放的电子转移到终端电子受体氧气上,产生水和大量的ATP。
2. 无氧呼吸无氧呼吸是指生物体在缺乏氧气的情况下进行的呼吸作用。
无氧呼吸的最终电子受体不是氧气,而是其他物质,如硝酸盐等。
相比有氧呼吸,无氧呼吸产生的能量较少,并伴随着产生酸性代谢产物,例如乳酸或乙醇。
三、呼吸器官不同生物体具有不同的呼吸器官,用于将氧气引入体内,实现气体交换。
以下是一些常见生物类群的呼吸器官:1. 植物:植物通过叶片上的气孔进行气体交换,进入二氧化碳,释放氧气。
此外,植物的根部也可以进行氧气的吸收。
2. 动物:哺乳动物和鸟类通过肺进行气体交换,吸入氧气,排出二氧化碳。
鱼类则通过鳃进行气体交换。
3. 昆虫:昆虫通过气管系统进行气体交换。
氧气通过气管直接输送到组织细胞,二氧化碳则通过气管排出体外。
四、不同生物类群的呼吸适应在不同的环境条件下,生物体对呼吸过程进行了适应和改进,以满足其生存需求。
1. 水生生物:水生生物如鱼类和水生昆虫演化出鳃呼吸,通过鳃上的细胞膜进行氧气和二氧化碳的交换。
鱼类的鳃覆盖在鳃腔内,水经过鳃腔时,氧气从水中吸入,二氧化碳通过鳃腔排出。
2. 非氧呼吸动物:存在于缺氧生境中的某些生物类群,如许多微生物和寄生虫,能够通过无氧呼吸方式获取能量。
呼吸作用反应式三阶段是什么

呼吸作用反应式三阶段是什么
生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳、水或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用。
1 有氧呼吸三个阶段公式第一阶段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)
无氧呼吸公式:
酒精发酵:C6H12O6→酶→2C2H5OH+2CO2+能量(少量)
乳酸发酵:C6H12O6→酶→2C3H6O3能量(少量)
(箭头上标:酶)
有氧呼吸公式:C6H12O6+6H₂O+6O₂酶→6CO₂+12H₂O+38ATP
有氧呼吸主要在线粒体内,而无氧呼吸主要在细胞基质内.
有氧呼吸需要分子氧参加,而无氧呼吸不需要分子氧参加
有氧呼吸分解产物是二氧化碳和水,无氧呼吸分解产物是:酒精和CO₂或者乳酸
有氧呼吸释放能量较多,无氧呼吸释放能量较少.
无氧呼吸和有氧呼吸的过程虽然有明显的不同,但是并不是完全不同。
从葡萄糖到丙酮酸,这个阶段完全相同,只是从丙酮酸开始,它们才分别沿着不同的途径形成不同的产物:在有氧条件下,丙酮酸彻底氧化分解成二氧化。
呼吸作用的过程与原理

呼吸作用的过程与原理呼吸作用是生物体为了获取氧气和排出二氧化碳而进行的一系列生理活动。
在这个过程中,生物体吸入空气,通过呼吸系统将氧气输送到细胞,在细胞内发生氧化反应,并产生二氧化碳。
本文将详细介绍呼吸作用的过程与原理。
1. 呼吸概述呼吸作用是所有生物体都必需的生命过程之一,它能够提供细胞所需的能量,以维持生物体正常的生理活动。
呼吸作用分为外呼吸和内呼吸两个过程。
2. 外呼吸外呼吸是指生物体通过呼吸系统与外界环境进行气体的交换。
人类的外呼吸过程包括鼻腔、喉咙、气管、支气管树和肺组织等呼吸器官。
2.1 鼻腔鼻腔是呼吸系统的起始部分,它通过内部的粘膜和纤毛,吸入空气并过滤其中的灰尘和微生物。
2.2 喉咙空气通过鼻腔后会进入喉咙,然后分别进入食管和气管。
当食物通过喉咙时,会有喉结的协助将气道封闭,使食物顺利通过。
2.3 气管和支气管树气管和支气管树是将空气输送到肺组织的通道。
气管分为左右两支,每支继续分为支气管,支气管再分为更小的支气管。
2.4 肺组织呼吸道的末梢部分是肺组织,它包含许多小的气囊,也称为肺泡。
肺泡内的气体交换是外呼吸的关键。
氧气通过肺泡壁进入毛细血管,而二氧化碳则由血液中释放到肺泡空气中。
3. 内呼吸内呼吸是指氧气在细胞内的进一步利用和二氧化碳的产生。
它发生在细胞内的线粒体中。
3.1 糖分解供给内呼吸的主要能源是葡萄糖。
葡萄糖在细胞质内经过一系列酶的作用,分解成较小的分子,并释放出部分能量。
3.2 氧化反应较小的分子进入线粒体,参与氧化反应。
在氧化反应中,氧气与这些分子结合,最终产生二氧化碳、水和大量释放的能量。
3.3 能量产生氧化反应产生的能量以三磷酸腺苷(ATP)的形式储存,供细胞进行各种生理活动所需。
4. 呼吸作用的原理呼吸作用的原理是通过换气实现氧气和二氧化碳的交换。
当我们吸气时,膈肌和肋骨肌收缩,使胸腔扩大,导致肺内气压减低,进而吸入空气。
而当我们呼气时,膈肌和肋骨肌放松,胸腔缩小,使肺内气压升高,从而排出二氧化碳。
七年级生物呼吸作用的反应式

七年级生物呼吸作用的反应式
呼吸作用是指生物体通过氧气和食物产生能量的过程。
在呼吸作用中,葡萄糖和氧气通过一系列化学反应转化为二氧化碳、水和能量。
呼吸作用的反应式可以用化学方程式表示为:
葡萄糖 + 氧气→ 二氧化碳 + 水 + 能量
化学方程式中的符号表示如下:
- 葡萄糖(C6H12O6):代表生物体分解食物产生的葡萄糖分子。
- 氧气(O2):代表生物体从外部吸入的氧气分子。
- 二氧化碳(CO2):代表生物体产生的二氧化碳分子。
- 水(H2O):代表生物体产生的水分子。
- 能量:代表通过呼吸作用产生的能量。
需要注意的是,呼吸作用是一个复杂的过程,包含多个步骤和酶的参与。
上述方程式只是对整个呼吸作用过程的简化表示。
呼吸作用的过程与影响因素

呼吸作用的过程与影响因素呼吸是生物体的基本生命活动之一,通过呼吸作用,生物体能够吸入氧气,排出二氧化碳,以维持正常的新陈代谢。
本文将详细介绍呼吸作用的过程以及影响呼吸作用的因素。
一、呼吸作用的过程1. 气体交换:呼吸过程中的第一步是气体交换。
通过呼吸器官(例如肺部、鳃、气孔等),生物体吸入空气中的氧气,同时将体内产生的二氧化碳排出体外。
在人类中,这个过程主要通过肺部实现。
2. 气体运输:吸入的氧气通过呼吸系统进入血液,与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白,然后通过血液循环运输到身体各个组织和细胞,以满足其对氧气的需求。
3. 细胞呼吸:氧合血红蛋白在组织和细胞中释放氧气,同时,细胞通过代谢产生二氧化碳。
这些二氧化碳通过血液循环重新运回呼吸器官,准备排出体外。
4. 排出二氧化碳:呼吸作用的最后一步是将体内产生的二氧化碳排出体外。
通过呼吸器官,生物体将二氧化碳从血液中转移到外部环境中。
二、影响呼吸作用的因素1. 温度:温度对呼吸作用有着明显的影响。
一般来说,温度越高,生物体的呼吸作用速率越快;相反,温度越低,呼吸作用速率越慢。
这是因为温度变化会影响生物体的新陈代谢速率,进而影响呼吸作用过程。
2. 氧气浓度:氧气浓度是呼吸作用最为直接的影响因素之一。
当环境中的氧气浓度降低时,生物体吸入的氧气量减少,导致呼吸作用减弱。
在高海拔地区或者封闭空间中,由于氧气浓度较低,生物体需要通过适应机制来增加氧气的吸入和利用效率。
3. 活动水平:活动水平是影响呼吸作用的重要因素之一。
较大的活动量会导致身体需要更多的能量,也就意味着需要更多的氧气供应。
因此,在运动过程中,人体的呼吸作用会加强,以满足能量需求。
4. 生理状态:生理状态也会对呼吸作用产生影响。
例如,当人体处于兴奋、紧张或激动状态时,呼吸率会加快;相反,当人体处于休息或睡眠状态时,呼吸率会减慢。
此外,某些生理状况,如疾病或怀孕,也会对呼吸作用产生一定的影响。
5. 年龄和健康状况:年龄和健康状况是影响呼吸作用的重要因素。
呼吸作用三个阶段图解

呼吸作用三个阶段图解引言呼吸作用是生物体获取氧气并排出二氧化碳的重要生命活动之一。
呼吸作用可以分为三个阶段:呼吸道气流的引入、氧气的吸收和二氧化碳的排出。
本文将详细描述并图解这三个阶段。
第一阶段:呼吸道气流的引入呼吸系统由鼻腔、喉、气管、支气管和肺组成。
当我们呼吸时,空气进入鼻腔,经过喉部进入气管,最终到达肺部。
肺部的支气管分支较小,形成许多气管末端的肺泡。
在肺泡里,有大量微细的血管网,这些血管与气管壁上的肺泡毛细血管相连。
通过这种方式,氧气与二氧化碳可以在肺泡和血管之间进行气体交换。
第二阶段:氧气的吸收在肺泡和毛细血管之间,氧气从肺泡进入毛细血管,被血液吸收。
同时,二氧化碳从血液中进入肺泡,通过呼气排出体外。
这样,氧气可以在血液中传输到全身各个组织和器官,为细胞提供能量。
氧气的吸收是呼吸作用中至关重要的一个阶段。
第三阶段:二氧化碳的排出细胞在进行新陈代谢时产生二氧化碳,这些二氧化碳通过细胞膜进入血液循环。
在肺部,二氧化碳从血液中进入肺泡,通过呼气排出体外。
这样,人体可以及时清除代谢产生的二氧化碳,保持血液中二氧化碳的适当浓度,维持酸碱平衡。
结论呼吸作用是维持生命活动正常进行的重要过程之一。
通过对呼吸作用的三个阶段进行了图解,我们可以更清晰地了解氧气和二氧化碳在人体内的运输和交换过程。
只有呼吸系统正常运作,人体才能正常获取氧气供给组织细胞,排出二氧化碳维持酸碱平衡,从而保持身体的健康和活力。
以上便是呼吸作用三个阶段的图解,希望能够帮助读者更全面地了解人体的呼吸过程。
呼吸作用反应式分步

呼吸作用反应式分步
第一步,呼吸作用的概述。
呼吸作用是生物体获取能量的重要过程,通过呼吸作用,生物
体可以将食物中的化学能转化为ATP等形式的能量,以维持生命活
动的正常进行。
呼吸作用的反应式描述了食物分解和氧化的过程,
是生物体生存的基础。
第二步,有氧呼吸的反应式。
有氧呼吸是指在氧气存在的条件下进行的呼吸作用。
其反应式
可以简单描述为:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量。
这个反应式说明了葡萄糖与氧气在线粒体内发生氧化还原反应,最终产生二氧化碳、水和能量。
第三步,无氧呼吸的反应式。
无氧呼吸是指在缺氧条件下进行的呼吸作用。
其反应式可以简单描述为:
C6H12O6 → 2乳酸 + 能量(动物细胞)。
C6H12O6 → 2乙醇 + 2CO2 + 能量(植物细胞)。
这个反应式说明了在氧气不足的情况下,葡萄糖发生分解产生乳酸或乙醇,同时释放能量。
第四步,总结。
呼吸作用反应式的分步介绍了有氧呼吸和无氧呼吸的化学反应过程。
这些反应式揭示了生物体如何利用食物中的能量,并为生命活动提供所需的能量。
了解呼吸作用反应式有助于我们更深入地理解生物体内部的能量转化过程,对于生物学和医学等领域具有重要意义。
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呼吸作用编辑生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用。
呼吸作用,是生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的化学过程,是所有的动物和植物都具有一项生命活动。
生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和的能量,具有十分重要的意义。
1基本资料概述生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解。
生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用(又叫生物氧化)。
呼吸作用,是生物体细胞把有机物氧化分解并产生能量的化学过程,又称为细胞呼吸(Cellular respiration)。
无论是否自养,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骤都在其中进行。
呼吸作用是一种酶促氧化反应。
虽名为氧化反应,不论有无氧气参与,都可称作呼吸作用(这是因为在化学上,有电子转移的反应过程,皆可称为氧化)。
有氧气参与时的呼吸作用,称之为有氧呼吸;没氧气参与的反应,则称为无氧呼吸。
同样多的有机化合物,进行无氧呼吸时,其产生的能量,比进行有氧呼吸时要少。
有氧呼吸与无氧呼吸是细胞内不同的反应,与生物体没直接关系。
即使是呼吸氧气的生物,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),即细胞最主要的直接能量供应者。
呼吸作用的过程,可以比拟为氢与氧的燃烧,但两者间最大分别是:呼吸作用透过一连串的反应步骤,一步步使食物中的能量放出,而非像燃烧般的一次性释放。
在呼吸作用中,三大营养物质: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,透过数个步骤,将能量转移到还原性氢(化合价为-1的氢)中。
最后经过一连串的电子传递链,氢被氧化生成水;原本贮存在其中的能量,则转移到ATP分子上,供生命活动使用。
过程植物的作用主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,在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示),同时释放出少量的能量。
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,同时释放出少量的能量。
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),前两个阶段产生的氢,经过一系列的反应,与氧结合而形成水,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不同的酶来催化的。
在生物体内,1mol的葡萄糖在彻底氧化分解以后,共释放出大约2870kJ的能量,其中有1160.52kJ左右的能量储存在ATP中(38个ATP,1mol ATP储存30.54kJ能量),其余的能量都以热能的形式散失了(呼吸作用产生的能量仅有34%转化为ATP)。
生物进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸。
那么,生物在无氧条件下能不能进行呼吸作用呢?科学家通过研究发现,生物体内的细胞在无氧条件下能够进行另一类型的呼吸作用——无氧呼吸。
苹果储藏久了,为什么会有酒味?高等植物在水淹的情况下,可以进行短时间的无氧呼吸,将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳,并且释放出少量的能量,以适应缺氧的环境条件。
高等动物和人体在剧烈运动时,尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了,但是仍然不能满足骨骼肌对氧的需要,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产生乳酸。
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产生乳酸,如马铃薯块茎、甜菜块根等。
植物有氧呼吸过程中,中间产物丙酮酸必须进入线粒体才能被分解成CO2[1]在远古时期,地球的大气中没有氧气,那时的微生物适应在无氧的条件下生活,所以这些微生物(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活。
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系统的好氧微生物。
可见,有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。
尽管现今生物体的呼吸形式主要是有氧呼吸,但仍保留有无氧呼吸的能力。
由上述分析可以看出,无氧呼吸和有氧呼吸有明显的不同。
产生乳酸的主要有乳酸菌、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。
而产生酒精酒精最主要的是酵母菌、根霉、曲霉。
特别的是硝化细菌是兼性呼吸。
意义对生物体来说,呼吸作用具有非常重要的生理意义。
植物呼吸作用过程:有机物(储存能量)+氧(通过线粒体)→二氧化碳+水+能量化学式有机物(储存能量)(一般为葡萄糖C6H12O6)+6O2 →(条件:酶)6CO2+6H2O+大量能量无氧呼吸化学式有机物(C6H12O6)→2C2H5OH+2CO2+少量能量(条件:酶)有机物(C6H12O6)→2C3H6O3(乳酸)+少量能量(条件:酶)2呼吸类型编辑有氧呼吸生物的呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
生物进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸。
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,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主要形式,因此,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主要场所是线粒体。
一般说来,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,在分解的过程中产生少量的还原氢(用[H]表示),同时释放出少量的能量。
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,前两个阶段产生的氢,经过一系列的反应,在酶的催化下与氧结合而形成水,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不同的酶来催化的。
在mol的葡萄糖在彻底氧化分解以后,共释放出约2870kJ的能量,其中有1161kJ左右的能量储存在ATP中,其余的能量都以热能的形式散失了。
有氧呼吸过程中能量变化在有氧呼吸过程中,葡萄糖彻底氧化分解,1mol的葡萄糖在彻底氧化分解以后,共释放出约2870kJ的能量,其中有1161kJ的能量储存在ATP中,其余的能量都以热能的形式散失了。
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)有氧呼吸详细内容有氧呼吸- 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。
细胞呼吸可分为3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。
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,然后在专一的脱羧酶催化下,从羧基中脱去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,也最重要。
在细胞呼吸的第1阶段中包括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,反应中间物质都是含有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的形式,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。
柠檬酸然后转变成另一个六碳三羧酸异柠檬酸。
异柠檬酸脱氢并失去CO2,生成五碳二羧酸α-酮戊二酸。
后者再脱去1个CO2,产生四碳二羧酸琥珀酸。
最后琥珀酸经过三步反应,脱去2对氢又转变成草酰乙酸。
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。
循环每运行一周,消耗一分子乙酰基(二碳),产生2分子CO2和4对氢。
草酰乙酸参加了循环反应,但没有净消耗。
如果没有其他反应消除草酰乙酸,理论上一分子草酰乙酸可以引起无限的乙酰基进行氧化。
环上的羧酸化合物都有催化作用,只要小量即可推动循环。
凡能转变成乙酰CoA或三羧酸循环上任何一种催化剂的物质,都能参加这循环而被氧化。
所以此循环是各种物质氧化的共同机制,也是各种物质代谢相互联系的机制。
三羧酸循环必须在有氧的情况下进行。
环上脱下的氢进入呼吸链,最后与氧结合成水并产生ATP,这个过程是生物体内能量的主要来源。
呼吸链由一系列按特定顺序排列的结合蛋白质组成。
链中每个成员,从前面的成员接受氢或电子,又传递给下一个成员,最后传递给氧。
在电子传递的过程中,逐步释放自由能,同时将其中大部分能量,通过氧化磷酸化作用贮存在ATP分子中。
不同生物,甚至同一生物的不同组织的呼吸链都可能不同。
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,在呼吸链上不断地被氧化和还原,起着传递氢(递氢体)或电子(递电子体)的作用。
其蛋白质部分,则决定酶的专一性。
为简化起见,书写呼吸链时常略去其蛋白质部分。
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。
可在专一的烟酰胺脱氢酶(苹果酸脱氢酶)的催化下,脱去一对氢成为氧化产物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。