跳转到内容

结构生物化学/有氧呼吸

来自维基教科书,开放的书籍,开放的世界

有氧呼吸是在氧气存在的情况下从葡萄糖或其他有机底物中释放能量的过程。此外,有氧呼吸是在无空气的情况下进行的。有氧呼吸是一种细胞呼吸过程,它利用氧气来分解分子,然后释放电子并产生能量。它产生称为ATP的物质。ATP代表三磷酸腺苷。ATP的作用是储存能量并将能量传递到其他体细胞。此外,有氧呼吸还有两个主要副产物。它们是水和二氧化碳。有氧呼吸还包含三个阶段:糖酵解、三羧酸循环和第三阶段为电子传递磷酸化。

糖酵解产生的丙酮酸在大多数生物体中通过称为有氧呼吸的过程进一步分解。此过程需要氧气,并且产生的能量远大于糖酵解。有氧呼吸分为两个过程:三羧酸循环和电子传递链,它们通过化学渗透磷酸化产生ATP。能量转换如下

C6H12O6 + 6O -> 6CO2 + 6H2O + energy (38ATP)

三羧酸循环

[编辑 | 编辑源代码]

三羧酸循环发生在细胞的线粒体中。在进入三羧酸循环之前,丙酮酸分子会发生改变。在这个过程中,丙酮酸分子被酶分解,一个碳原子以二氧化碳的形式释放出来,剩下的两个碳原子与一种叫做辅酶的辅酶结合。糖酵解完成后发生在细胞的胞质溶胶中,丙酮酸分子会进入线粒体内部。一旦丙酮酸进入内部,二氧化碳就会被酶从每个三个碳的丙酮酸分子中分离出来形成乙酸。然后,该酶将乙酸与辅酶A结合以产生乙酰辅酶A。一旦乙酰辅酶A形成,三羧酸循环就开始了。循环分为八个步骤,此循环的图片包含在本链接中:http://notesforpakistan.blogspot.com/2011/02/krebs-cycle-or-citric-acid-cycle-or-tri.html

在进入三羧酸循环之前,丙酮酸必须转化为乙酰辅酶A(发音为:乙酰辅酶A)。这是通过从丙酮酸中去除一个CO2分子,然后去除一个电子将NAD+还原为NADH来实现的。一种称为辅酶A的酶与剩余的乙酰基结合,形成乙酰辅酶A,然后将其输入三羧酸循环。1. 柠檬酸是当来自乙酰辅酶A的乙酰基与来自先前三羧酸循环的草酰乙酸结合时产生的。2. 柠檬酸分子经历异构化。一个羟基和一个氢分子以水的形式从柠檬酸结构中分离出来。两个碳原子形成双键,直到水分子再次添加。只有现在,羟基和氢分子相对于柠檬酸分子原始结构的方向发生了逆转。因此,形成了异柠檬酸。3. 异柠檬酸被氧化以形成 5 碳 α-酮戊二酸。此步骤释放一个 CO2 分子并将 NAD+ 还原为 NADH2+。4. α-酮戊二酸被氧化为琥珀酰辅酶A,产生 CO2 和 NADH2+。5. 琥珀酰辅酶A 释放辅酶A 并将 ADP 磷酸化为 ATP。6. 琥珀酸被氧化为延胡索酸,将 FAD 转化为 FADH2。7. 一种酶将水添加到延胡索酸分子中形成苹果酸。苹果酸是通过将一个氢原子添加到一个碳原子中,然后将一个羟基添加到一个末端羰基基团旁边的碳原子中形成的。8. 苹果酸被氧化为草酰乙酸,将 NAD+ 还原为 NADH2+。

与厌氧呼吸不同,在这个过程中,氧气以足够的量出现,丙酮酸被转运到线粒体中,线粒体是最大的 ATP 生产设施,它将为细胞提供能量。有氧呼吸包括三个主要步骤

  1. 丙酮酸脱氢酶复合体
  2. 三羧酸循环(柠檬酸循环)
  3. 氧化磷酸化循环(电子传递链循环)

http://incolor.inetnebr.com/mcanaday/Krebs%20Phases.htm http://www.cbu.edu/~seisen/AerobicRespiration.htm http://www.wisegeek.com/what-is-aerobic-respiration.htm

华夏公益教科书