7: 细胞呼吸
- Page ID
- 202483
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)像产生能量的植物一样，植物和动物也必须从环境中吸收能量，并将其转化为细胞可以使用的形态。 能量以一种形式进入生物体的体内，然后转化为另一种形式，可以为生物体的生命功能提供燃料。 在光合作用过程中，植物和其他光合产生者以光（太阳能）的形式吸收能量，并将其转化为化学能葡萄糖，葡萄糖将这种能量储存在其化学键中。 然后，一系列代谢途径，统称为细胞呼吸，它们从葡萄糖中的键中提取能量，并将其转化为所有生物都能使用的形式，包括生产者（例如植物）和消费者（例如动物）。
- 7.0：细胞呼吸前奏
- 能量以一种形式进入生物体的体内，然后转化为另一种形式，可以为生物体的生命功能提供燃料。 一系列代谢途径，统称为细胞呼吸，它们从葡萄糖中的键中提取能量，并将其转化为所有生物都能使用的形式，包括生产者（例如植物）和消费者（例如动物）。
- 7.1: 生命系统中的能量
- 细胞内的能量产生涉及许多协调的化学途径。 这些途径大多是氧化和还原反应的组合。 氧化和还原同时发生。 氧化反应将电子从化合物中的原子中剥离，而将该电子添加到另一种化合物中是一种还原反应。 由于氧化和还原通常同时发生，因此这两对反应称为氧化还原反应或氧化还原反应。
- 7.2: 糖酵解
- 糖酵解是分解葡萄糖以提取细胞新陈代谢能量的第一步。 几乎所有活生物都会进行糖酵解，这是其新陈代谢的一部分。 该过程不使用氧气，因此是厌氧的。 糖酵解发生在原核细胞和真核细胞的细胞质中。
- 7.3：丙酮酸的氧化和柠檬酸循环
- 如果有氧气，有氧呼吸就会继续进行。 在真核细胞中，糖酵解结束时产生的丙酮酸分子被输送到线粒体中，线粒体是细胞呼吸的部位。 在那里，丙酮酸将被转化为乙酰基团，该基团将被一种叫做辅酶A（CoA）的载体化合物吸收并激活。 由此产生的化合物称为乙酰辅酶A。 CoA 由维生素 B5、泛酸制成。
- 7.4: 氧化磷酸化
- 你刚刚读过大约两种产生 ATP 的葡萄糖分解途径——糖酵解和柠檬酸循环。 但是，葡萄糖有氧分解代谢过程中产生的大多数ATP不是直接由这些途径产生的。 相反，它源于一个过程，该过程始于通过一系列经历氧化还原反应的电子转运体移动电子。 这会导致氢离子在基质空间内积聚。
- 7.5：没有氧气的新陈代谢
- 在有氧呼吸中，最终的电子受体是氧分子 O2。 如果发生有氧呼吸，则将使用 NADH 或 FADH2 携带到电子传输链的高能电子的能量产生 ATP。 如果没有进行有氧呼吸，则必须将 NADH 再氧化为 NAD+，然后作为电子载体重复使用，以使糖酵解途径得以继续。
- 7.6：碳水化合物、蛋白质和脂质代谢途径的联系
- 碳水化合物、蛋白质和脂质的所有分解代谢途径最终都与糖酵解和柠檬酸循环途径相关。 代谢途径应被认为是多孔的，也就是说，物质从其他途径进入，中间体流向其他途径。 这些路径不是封闭的系统。 特定途径中的许多底物、中间体和产物是其他途径中的反应物。
- 7.7: 调节细胞呼吸
- 必须调节细胞呼吸，以便以 ATP 的形式提供均衡的能量。 细胞还必须产生许多中间化合物，用于大分子的合成代谢和分解代谢。 如果没有控制，随着向前和向后反应达到平衡状态，新陈代谢反应很快就会停滞不前。 资源会被不当使用。
缩略图：原核细胞的广义结构。 （CC BY 4.0；OpenStax）。