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8.1: 什么是细胞呼吸?
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8.1: 什么是细胞呼吸?

生物从食物中获取能量,但这种能量不能直接被细胞利用。细胞将营养素中储存的能量转化为更有用的形式:三磷酸腺苷(ATP)。

在细胞呼吸过程中,几种氧化还原(氧化还原)反应将电子从有机分子转移到其他分子。这里,氧化指的是电子损失和电子增益的降低。电子载体 NAD+和FAD及其还原形式NADH和FADH2分别对细胞呼吸的几个步骤至关重要。

一些原核生物使用无氧呼吸,不需要氧气。大多数生物体使用需氧(需要氧气)呼吸,产生更多的ATP。有氧呼吸通过将葡萄糖和氧气分解成二氧化碳和水而产生ATP。

有氧和无氧呼吸都是从糖酵解开始的,糖酵解不需要氧气。糖酵解把葡萄糖分解成丙酮酸,产生ATP。在没有氧气的情况下,丙酮酸发酵,产生NAD+以继续糖酵解。重要的是,有几种酵母使用酒精发酵。当氧气耗尽时,人类肌肉细胞可以利用乳酸发酵。厌氧呼吸以发酵结束。

然而,有氧呼吸继续丙酮酸氧化。丙酮酸氧化生成乙酰辅酶A,进入柠檬酸循环。柠檬酸循环包括几个氧化还原反应,释放乙酰辅酶A的键能,产生ATP和还原电子载体NADH和FADH2。

细胞呼吸的最后阶段,氧化磷酸化,产生ATP的大部分。NADH和FADH2通过电子输运链。电子传输链释放出用于排出质子的能量,形成一个质子梯度,使ATP合成成为可能。


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