‘壹’ 线粒体释放能量的原理是什么
细胞呼吸可分为3个阶段,在第1阶段中,各种能源物质循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶A。在第2阶段中,乙酰辅酶A(乙酰CoA)的二碳乙酰基,通过三羧酸循环转变为CO2和氢原子。在第3阶段中,氢原子进入电子传递链(呼吸链),最后传递给氧,与之生成水;同时通过电子传递过程伴随发生的氧化磷酸化作用产生ATP分子。脱下的氢进入呼吸链,最后与氧结合成水并产生ATP,这个过程是生物体内能量的主要来源。呼吸链由一系列按特定顺序排列的结合蛋白质组成。链中每个成员,从前面的成员接受氢或电子,又传递给下一个成员,最后传递给氧。在电子传递的过程中,逐步释放自由能,同时将其中大部分能量,通过氧化磷酸化作用贮存在ATP分子中。不同生物,甚至同一生物的不同组织的呼吸链都可能不同。有的呼吸链只含有一种酶,也有的呼吸链含有多种酶。但大多数呼吸滚腔链由下列成分组成,即:烟酰胺脱氢酶类、黄素蛋白类、铁硫蛋白类、辅酶Q和细胞色素类。这些结合蛋白质的辅基(或辅酶)部分,在呼吸链上不断地被氧化和还原,起着传递氢(递氢体)或电子(递电子体)的作用。其蛋白质部分,则决定酶的专一性。为简化起见,书写呼吸链时常略去其蛋白质部分。上图即是存在最广泛的NADH呼吸链和另一种FADH2呼吸链。图中用MH2代表任一还原型代谢物,如苹果酸。可在专一的烟酰胺脱氢酶(苹果酸脱氢酶)的催化下,脱去一对氢成为氧化产物M(草酰乙酸)。这类脱氢酶,以NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)或NADP+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)为辅酶。这两种辅酶都含有烟酰胺(维生素大卖衫PP)。在脱氢反应中,辅酶可接受1个氢和1个电子成为还原型辅酶,剩余的1个H+留在液体介质中。
NAD++2H(2H++2e)NADH+H+
NADP++2H(2H++2e)NADPH+H+
黄素蛋白类是以黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)或黄素单核苷酸(FMN)为辅基的脱氢酶,其辅基中含核黄素(维生素B2)。NADH脱氢酶就是一种黄素蛋白,可以将NADH的氢原子加到辅基FMN上,在NADH呼吸链中起递氢体作用。琥珀酸脱氢酶也是一种黄素蛋白,可以将底物琥珀酸的1对氢原子直接加到辅基FAD上,使其氧化生成延胡索酸。FADH2继续将H传递给FADH2呼吸链中的下一个成员,所以FADH2呼吸配尘链比NADH呼吸链短,伴随着呼吸链产生的ATP也略少。铁硫蛋白类的活性部位含硫及非卟啉铁,故称铁硫中心。其作用是通过铁的变价传递电子:Fe3++eFe2+。这类蛋白质在线粒体内膜上,常和黄素脱氢酶或细胞色素结合成复合物。在从NADH到氧的呼吸链中,有多个不同的铁硫中心,有的在NADH脱氢酶中,有的和细胞色素b及c1有关。辅酶Q是一种脂溶性醌类化合物,因广泛存在于生物界故又名泛醌。其分子中的苯醌结构能可逆地加氢还原成对苯二酚衍生物,在呼吸链中起中间传递体的作用。细胞色素是一类以铁卟啉(与血红素的结构类似)为辅基的红色或棕色蛋白质,在呼吸链中依靠铁的化合价变化而传递电子:Fe3++eFe2+。目前,发现的细胞色素有 b、c、c1、aa3等多种。这些细胞色素的蛋白质结构、辅基结构及辅基与蛋白质部分的连接方式均有差异。在典型的呼吸链中,其顺序是b→c1→c→aa3→O2。现在还不能把a和a3分开,而且只有aa3能直接被分子氧氧化,故将a和a3写在一起并称之为细胞色素氧化酶。生物界各种呼吸链的差异主要在于组分不同,或缺少某些中间传递体,或中间传递体的成分不同。如在分枝杆菌中用维生素K代替辅酶Q;又如许多细菌没有完整的细胞色素系统。呼吸链的组成虽然有许多差异,但其传递电子的顺序却基本一致。生物进化越高级,呼吸链就越完善。与呼吸链偶联的ATP生成作用叫做氧化磷酸化。NADH呼吸链每传递1对氢原子到氧,产生3个ATP分子。FADH2呼吸链则只生成2个ATP分子。
‘贰’ 生物氧化特点和方式
最大特点:逐步释放能量。
方式:酶催化
以下是摘抄的
特点:生物氧化和有机物质体外燃烧在化学本质上是相同的,遵循氧化还原反应的一般规律,所耗的氧量、最终产物和释放的能量均相同。
(1)在细胞内,温和的环境中经酶催化逐步进行。
(2)能量逐步释放。一部分以热能形式散发,以维持体温,一部分以化学能形式储存供生命活动能量之需(约40%)。
(!!!注:40%是以前的葡萄糖生成ATP的数据,现在只有33%)
(3)生物氧化生成的H2O是代谢物脱下的氢与氧结合产生,H2O也直接参与生物氧化反应;CO2由有机酸脱羧产生。
(4)生物氧化的速度由细胞自动调控。
生物氧化的方式有三种:
1.脱氢:底物在脱氢酶的催化下脱氢
2.加氧:底物分子中加入氧原子或氧分子
3.脱电子:底物脱下电子,使其原子或离子价增加而被氧化。失去电子的反应为氧化反应,获得电子的反应为还原反应
‘叁’ 为什么无氧呼吸逐步释放能量
有机物氧化的过程中有能量释放,而有机物还洞让原的过程中则储存能量,无氧碰亏呼吸的第二阶段不仅没有能量释放,而且储存了能量,这些能量就是无氧呼吸第一阶段纳吵局释放
‘肆’ 细胞是怎样通过呼吸作用释放能量的
呼吸作用是细胞内有机物(葡萄糖)在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时时放出能量的过程.其中的一迹虚部分用于维持体温的恒定,大部分的能量用于生物的生命活动的需要,如细胞的分裂,植株的生长,矿质元素姿睁燃的吸收,肌肉的收缩,神经冲早姿动的传导等,因此说,呼吸作用的重要意义在于为生命活动提供能量.
故答案为:葡萄糖;维持体温的恒定.
‘伍’ 生物体有氧呼吸分三个阶段的意义是使能量逐步释放,维持体温,那对于冷血动物呢
有氧呼吸分三个阶瞎如段的意义磨腔启不是使能量逐步释放,第三个阶段氧化磷酸化是还原氢的氧化,这个过程释放的能量几乎是有氧呼吸释放的所有能量,所以说能量逐步释放是不科学的!其意义也不仅仅是维持体温,更多的是维持其他的生命活动圆局。所有有氧呼吸都分为三个过程,冷血动物也不例外!只不过它们的体温是较为接近环境温度,所以它们对温度的控制不需要太多的能量!
‘陆’ 相比燃烧过程呼吸作用能量逐步释放意义
相没兆衡比于剧烈的燃烧过程,呼吸作用反应速率较温和且稳定,不会对机体造成伤害,且有利于保持体温恒定。反应速率较慢,猜迹有利于降低体内的能量的消耗枯做速度。能量逐步释放,不同的反应能量用于不同的用途,提高了反应效率。
‘柒’ 细胞呼吸时,有机物中的能量是逐步释放的么
是。因为埋蠢呼念灶吸作用是分阶段进行的,每个阶段都会弯高陪放出能量。