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結構生物化學/有氧呼吸

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有氧呼吸是在氧氣存在的情況下從葡萄糖或其他有機底物中釋放能量的過程。此外,有氧呼吸是在無空氣的情況下進行的。有氧呼吸是一種細胞呼吸過程,它利用氧氣來分解分子,然後釋放電子併產生能量。它產生稱為ATP的物質。ATP代表三磷酸腺苷。ATP的作用是儲存能量並將能量傳遞到其他體細胞。此外,有氧呼吸還有兩個主要副產物。它們是水和二氧化碳。有氧呼吸還包含三個階段:糖酵解、三羧酸迴圈和第三階段為電子傳遞磷酸化。

糖酵解產生的丙酮酸在大多數生物體中透過稱為有氧呼吸的過程進一步分解。此過程需要氧氣,並且產生的能量遠大於糖酵解。有氧呼吸分為兩個過程:三羧酸迴圈和電子傳遞鏈,它們透過化學滲透磷酸化產生ATP。能量轉換如下

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

三羧酸迴圈

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三羧酸迴圈發生在細胞的線粒體中。在進入三羧酸迴圈之前,丙酮酸分子會發生改變。在這個過程中,丙酮酸分子被酶分解,一個碳原子以二氧化碳的形式釋放出來,剩下的兩個碳原子與一種叫做輔酶的輔酶結合。糖酵解完成後發生在細胞的胞質溶膠中,丙酮酸分子會進入線粒體內部。一旦丙酮酸進入內部,二氧化碳就會被酶從每個三個碳的丙酮酸分子中分離出來形成乙酸。然後,該酶將乙酸與輔酶A結合以產生乙醯輔酶A。一旦乙醯輔酶A形成,三羧酸迴圈就開始了。迴圈分為八個步驟,此迴圈的圖片包含在本連結中:http://notesforpakistan.blogspot.com/2011/02/krebs-cycle-or-citric-acid-cycle-or-tri.html

在進入三羧酸迴圈之前,丙酮酸必須轉化為乙醯輔酶A(發音為:乙醯輔酶A)。這是透過從丙酮酸中去除一個CO2分子,然後去除一個電子將NAD+還原為NADH來實現的。一種稱為輔酶A的酶與剩餘的乙醯基結合,形成乙醯輔酶A,然後將其輸入三羧酸迴圈。1. 檸檬酸是當來自乙醯輔酶A的乙醯基與來自先前三羧酸迴圈的草醯乙酸結合時產生的。2. 檸檬酸分子經歷異構化。一個羥基和一個氫分子以水的形式從檸檬酸結構中分離出來。兩個碳原子形成雙鍵,直到水分子再次新增。只有現在,羥基和氫分子相對於檸檬酸分子原始結構的方向發生了逆轉。因此,形成了異檸檬酸。3. 異檸檬酸被氧化以形成 5 碳 α-酮戊二酸。此步驟釋放一個 CO2 分子並將 NAD+ 還原為 NADH2+。4. α-酮戊二酸被氧化為琥珀醯輔酶A,產生 CO2 和 NADH2+。5. 琥珀醯輔酶A 釋放輔酶A 並將 ADP 磷酸化為 ATP。6. 琥珀酸被氧化為延胡索酸,將 FAD 轉化為 FADH2。7. 一種酶將水新增到延胡索酸分子中形成蘋果酸。蘋果酸是透過將一個氫原子新增到一個碳原子中,然後將一個羥基新增到一個末端羰基基團旁邊的碳原子中形成的。8. 蘋果酸被氧化為草醯乙酸,將 NAD+ 還原為 NADH2+。

與厭氧呼吸不同,在這個過程中,氧氣以足夠的量出現,丙酮酸被轉運到線粒體中,線粒體是最大的 ATP 生產設施,它將為細胞提供能量。有氧呼吸包括三個主要步驟

  1. 丙酮酸脫氫酶複合體
  2. 三羧酸迴圈(檸檬酸迴圈)
  3. 氧化磷酸化迴圈(電子傳遞鏈迴圈)

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

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