在细胞质的基质中,一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸,同时脱下4个[H](活化氢);在葡萄糖分解的过程中释放出少量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,产生少量的ATP。这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的。反应式:C6H12O6酶→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量(2ATP)
第二阶段
丙酮酸进入线粒体的基质中,两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下,共脱下20个[H],丙酮被氧化分解成二氧化碳;在此过程释放少量的能量,其中一部分用于合成ATP,产生少量的能量。这一阶段也不需要氧的参与,是在线粒体基质中进行的。反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O酶→20[H]+6CO2+少量能量(2ATP)
第三阶段
在线粒体的内膜上,前两阶段脱下的共24个[H]与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的6个O2结合成水,在此过程中释放大量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,产生大量的能量。这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。反应式:24[H]+6O2酶→12H2O+大量能量(34ATP)
[H]是一种十分简化的表示方式。这一过程中实际上是氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)转化成还原性辅酶Ⅰ(NADH)。
无氧呼吸
第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。
第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。须特别注意的是,丙酮酸转化为酒精或者乳酸的过程中并不产生能量。
产生酒精:C6H12O6───→2C2H5OH+2CO2+能量;
产生乳酸:C6H12O6───→2C3H6O3+能量;
反应式中箭头上方要写条件:酶
光合作用
光反应
条件:光照、光合色素、光反应酶。
场所:叶绿体的类囊体薄膜。(色素所在地)
光合作用的反应:
(原料)光(产物)
水+二氧化碳-----------→有机物(主要是淀粉或脂肪)+氧气(光和叶绿体是条件)
叶绿体
过程:①水的光解:2H2O→4[H]+O2(在光和叶绿体中的色素的催化下)。
②ATP的合成:ADP+Pi+能量→ATP(在酶的催化下)。
影响因素:光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度、矿质元素等。
意义:①光解水,产生氧气。
②将光能转变成化学能,产生ATP,为碳反应提供能量。
③利用水光解的产物氢离子,合成NADPH(还原型辅酶Ⅱ),为碳反应提供还原剂NADPH(还原型辅酶Ⅱ)。
碳反应
条件:碳反应酶。
场所:叶绿体基质。
影响因素:温度、CO2浓度、酸碱度等。
过程:不同的植物,碳反应的过程不一样,而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。碳反应可分为C3、C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。对于最常见的C3的反应类型,植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内,通过自由扩散进入叶绿体。叶绿体中含有C5(1,5-二磷酸核酮糖)。起到将CO2固定成为C3(3-磷酸甘油酸)的作用。C3(3-磷酸甘油酸)再与NADPH在ATP供能的条件下反应,生成糖类(CH2O)并还原出C5(1,5-二磷酸核酮糖)。被还原出的C5继续参与碳反应。
光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物(物质代谢)和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能(能量代谢)。