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什麼是有氧呼吸?如何進行、舉例、不同階段

2023-09-20自然科學41

我們解釋什麼是有氧呼吸、它是如何進行的並舉例說明。此外,它的不同階段和無氧呼吸。

有氧呼吸發生在生物的細胞內。

什麼是有氧呼吸?

生物細胞內發生的 一系列代謝反應稱為有氧呼吸,透過這些反應從有機分子 的分解中獲得化學能(細胞呼吸)。

這是一個獲取能量的複雜過程 ,消耗葡萄糖(C6H12O6)作為燃料,氧氣作為最終電子受體(氧化劑)與丙酮酸(C3H4O3)反應。這會產生 二氧化碳 (CO2)、水 (H2O) 和大量的三磷酸腺苷 ( ATP ),這是一種卓越的生化能量分子。

該過程是真核生物和某些形式的細菌的典型過程,並根據以下公式發生:  C 6 H 12 O 6  + 6O 2  → 6CO 2  + 6H 2 O + ATP。

另請參閱:呼吸類型


有氧呼吸的例子

鳥類用肺部從空氣中獲取氧氣。

有氧呼吸的一些例子是:

  • 人類、爬蟲類、鳥類和 哺乳類 的整體新陳代謝,利用肺部從空氣中獲取氧氣。

  • 魚類和其他水生生物的新陳代謝,它們有鰓從水中獲取氧氣。

  • 昆蟲的新陳代謝,透過全身的一系列氣管吸收空氣中的氧氣。另一種情況是蠕蟲和蠕蟲,它們透過皮膚做同樣的事情(皮膚呼吸)。


有氧呼吸的階段

有氧呼吸是一個複雜的過程,涉及漫長的化學反應中的一系列步驟。這些階段是:

  • 糖解作用: 有氧呼吸的第一步發生在細胞的細胞質中,是葡萄糖(以及三酸甘油酯中的甘油,如果有的話)的氧化。這個過程破壞了每個糖分子的鍵,並交換得到兩個丙酮酸分子和兩個 ATP 分子。

  • 丙酮酸的氧化脫羧: 丙酮酸分子進入細胞質進入粒線體(細胞的能量細胞器) 基質,在那裡它們被酶複合物(丙酮酸脫氫酶)處理,去除碳原子(脫羧),釋放為二氧化碳,然後釋放兩個氫原子(脫氫)。結果,獲得乙醯基(-CO-CH3),開始下一階段。

  • 克雷布斯循環: 呼吸的最後階段發生在粒線體基質的代謝循環中,稱為克雷布斯循環。這從前一階段的乙醯基開始,經過氧化產生兩分子 CO2 和三磷酸鳥苷 (GTP) 形式的能量以及其他可用的還原分子。

然後發生一系列化學反應,將前一階段減少的酵素成分重新氧化,使其可用於新的用途,並在此過程中獲得新的 ATP。

後者已經發生在粒線體的內膜。在此過程中釋放的電子和質子被氧氣接收,然後被還原為水。


無氧呼吸

無氧呼吸與有氧呼吸的差別在於一件事:氧氣的存在。這種類型的細胞呼吸由單醣的氧化還原組成,使用氧氣以外的元素進行氧化:氮(硝酸鹽)、硫(硫酸鹽和硫化物)、二氧化碳、鐵或錳離子 與使用氧氣相比,這些分子的效率較低,產生的能量也較少。

無氧呼吸與發酵不同,根據用作電子受體的元素,釋放各種物質作為副產品。這種代謝機制是某些生活在缺氧環境中的細菌和原核微生物的典型代謝機制。

更多內容:無氧呼吸

標籤: 生物學

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