生物:细胞呼吸所需能量

生物:细胞呼吸所需能量,第1张

细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸,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

有氧呼吸:

第一阶段(糖酵解):1个分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,同时脱下4个(H),放出少量的能量,合成2个ATP,其余以热能散失,场所在细胞的基质中。

  第二阶段(柠檬酸循环·三羧酸循环):2个分子的丙酮酸和6个分子的水中的氢全部脱下20个(H),生成6分子的二氧化碳,释放少量的能量,合成2个ATP,其余散热消失,场所为线粒体基质中。

  第三阶段(电子传递链·氧化磷酸化):在前两个阶段脱下的24个(H)与6个氧气分子结合成水,并释放大量的能量合成34个ATP,场所在线粒体内膜上。

无氧呼吸分为酒精发酵和乳酸发酵

酒精发酵

  丙酮酸(C3H4O3)在脱羧过程后不生成乙酰辅酶A,而是生成乙醛,乙醛接受还原性氢被还原为酒精。

  乳酸发酵

  一些生物的呼吸过程,典型的是我们熟知的乳酸菌。在乳酸发酵中,丙酮酸直接生成乳酸,这是一个被氧化的过程,同样可以生成很少的ATP

有氧呼吸过程中能量变化

    有氧呼吸图表在有氧呼吸过程中,葡萄糖彻底氧化分解,1mol的葡萄糖在彻底氧分解以后,共释放出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。

有氧呼吸的方程式

  第一阶段 C6H12O6酶→细胞质基质=2丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+能量(2ATP)

  第二阶段 2丙酮酸(C3H4O3)+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)

无氧呼吸能量大部分以热能的形式散失。

有氧呼吸、无氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,一部分转移到ATP中,其中ATP用来给细胞提供维持生命活动的能量。无氧呼吸过程中1mol葡萄糖在分解成乳酸以后,只释放19665kJ的能量,其中只有6108kJ的能量储存在ATP中,近69%的能量都以热能的形式散失了。

无氧呼吸

无氧呼吸是指在厌氧条件下,厌氧或兼性厌氧微生物以外源无机氧化物或有机物作为末端氢(电子)受体时发生的一类产能效率较低的特殊呼吸。外源无机氧化物主要有NO3-、NO2-、SO4-、S2O32-、CO2、Fe3+等,有机物很少见,有延胡索酸、甘氨酸等。

无氧呼吸的特点是底物按常规途径脱氢后,经部分呼吸链传递,最终由氧化态的无机物或有机物接受氢,并完成氧化磷酸化的产能反应。与有氧呼吸相比无氧呼吸的产能效率更低,但较之单独发酵却大得多。进行无氧呼吸的微生物绝大多数是细菌。

——无氧呼吸

最严谨的说法是:呼吸作用释放能量;生物体的其它生理活动消耗能量

编著教科书的的专家不是一个人,所以说法难免会有差异不必深究这个问题

关键是要区分:能量的释放主体与能量消耗的主体呼吸作用:将存储在葡萄糖中的化学能释放出来,转化为热能和ATP中的化学能热能用以维持体温,保证正常的生化反应的进行;ATP是能量货币,可供生物体其它各种生理活动的需要,也就是消耗ATP中的化学能

总之,呼吸作用释放的能量(以ATP的形式存在)供其它生理活动的消耗

严格来说,“呼吸作用消耗能量”这个说法不正确,但也不能深究,非要去钻牛角尖

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