呼吸作用
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呼吸作用是生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的过程，又称细胞呼吸。
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[编辑] 呼吸作用概述
无论是否自养，生物体细胞内完成生命活动所需的能量都是来自呼吸作用。呼吸作用的实质是酶促氧化反应，无论是否有氧气参与，都可称作呼吸作用，有氧气参与的称为有氧呼吸，可以产生较多的能量，没有氧气参与的被称为无氧呼吸，一分子有机物无氧呼吸产生的能量比有氧呼吸少得多。 有氧呼吸与无氧呼吸是细胞内不同的反应，与生物体没有直接的关系。呼吸氧气的生物，细胞内也可以有无氧呼吸。
呼吸作用中，三大营养物质——碳水化合物、蛋白质和脂类物质的基本组成单位葡萄糖、氨基酸和脂肪酸分解成更小的分子，在这一过程中通过脱羧、脱氢等酶促反应，将能量转移到还原性氢（化合价为+1的氢）中，最后通过呼吸链，氢被氧化生成水，其中的能量转移到ATP中供生命活动使用。
[编辑] 葡萄糖呼吸作用的具体过程
葡萄糖是生物体内基本的能量来源，葡萄糖的有氧分解是呼吸作用的典型。
[编辑] 糖酵解过程
这一过程中，一分子葡萄糖经过一系列反应，最终生成了两分子的丙酮酸，以及两分子ATP。
[编辑] 丙酮酸脱羧过程
在这一过程中，一分子的丙酮酸脱去一个羧基，生成一分子的二氧化碳和一分子的乙酰辅酶A。
[编辑] 柠檬酸循环过程
二碳的乙酰辅酶A与四碳的草酰乙酸结合，生成了六碳的柠檬酸。柠檬酸经过一系列脱羧和脱氢的酶促反应，最终仍变成四碳的草酰乙酸。草酰乙酸不被消耗，仅仅用于生成中间产物。
[编辑] 有氧途径的呼吸链放能
经过上述的分解过程，产生的能量只是很少的一部分，还有大量能量随着分解过程被转移到几种辅酶所携带的质子也就是还原性氢上。这些携带还原性氢的辅酶在细胞线粒体内膜上经过一系列被称做电子传递链的酶，将氢经过不同的细胞色素最终传递给氧原子生成水分子。
[编辑] 呼吸链的实质
呼吸链是细胞线粒体内膜上一系列通道蛋白和酶的总称，在某些原核细胞中，细胞以细胞质膜内褶完成类似的活动。 呼吸链的实质是将高能电子经过一系列受体传递，电位逐渐降低，最后与质子和氧原子结合生成水。电子通过线粒体内膜被传递的同时，导致了膜内外的电势差，引起质子的穿膜移动，这一过程通过质膜上的通道蛋白和一个ADP磷酸化的过程耦联，当电子被传递，可以导致生成ATP，这一过程被称为氧化磷酸化。
[编辑] 无氧呼吸过程
[编辑] 无氧途径
某些生物（某些细菌）以包括硝酸根或硫酸根之类的无机物代替氧原子作为电子受体，最后不生成水，但实质与有氧呼吸却是一样的。
[编辑] 无氧发酵
这是较常见的一般意义上的无氧呼吸，基本有下面两种。上述有氧呼吸过程中的第一个过程是不需要氧气参与的，无氧呼吸便是由葡萄糖分解为丙酮酸这一不需要氧气的过程为基础，而不具备放能较多可以释放出还原性氢中的能量的呼吸链过程，所以无氧呼吸释放的能量远比有氧呼吸少。
[编辑] 酒精发酵
丙酮酸在脱羧过程后不生成乙酰辅酶A，而是生成乙醛，乙醛接受还原性氢被还原为酒精。
[编辑] 乳酸发酵
一些生物的呼吸过程，典型的是我们熟知的乳酸菌。在乳酸发酵中，丙酮酸直接生成乳酸，这是一个被氧化的过程，同样可以生成很少的ATP，人体内也存在这一过程，剧烈运动时肌肉供氧不足，便会通过这一过程得到能量，生成的乳酸导致肌肉酸痛。
[编辑] 其他营养物质的氧化
[编辑] 脂类的氧化
脂类物质水解生成脂肪酸和甘油。其中，甘油经磷酸基的活化和酶促反应转化为磷酸二羟丙酮，后脱水变为丙酮酸，丙酮酸参加上述的呼吸过程。脂肪酸长链分子则是反复被脱去一端的两个碳原子生成乙酰辅酶A，参加呼吸过程。
[编辑] 氨基酸的氧化
各种氨基酸可以分别经过脱氨基或脱羧基作用被氧化，脱氨基生成的氨对细胞有毒害作用，必须被排出体外或转化为其他无害物质。含碳部分的转化根据氨基酸的不同而各异，但最终都是通过某些途径成为柠檬酸循环中的物质参与循环。
可见，各种营养物质的氧化路线到最后都是相同的。生物体内的诸多能量代谢具有相当高的一致性。
