克氏循环.ppt

* * * * * * * * * * * * * 第2節 能量的流轉 第三章　維持生命現象的能量 能量的流轉 生物在生態系中有能量流轉的關係 自營生物與異營生物的互動關係 生物為了維持正常的生長、發育及生殖等，必須有能量的供給 能量的流轉 細胞有新陳代謝功能： 光合作用 細胞呼吸作用 生物產生能量的重要反應 細胞呼吸作用（ cellular respiration） 依氧的供應與否： 有氧呼吸（aerobic respiration） 無氧呼吸（anaerobic respiration） 3-2.1 有氧呼吸 碳水化合物，可作為有氧呼吸的材料 如澱粉、蔗糖、麥芽糖、果糖及葡萄糖等 細胞呼吸作用 反應過程可分為以下四個階段： 糖解作用（glycolysis） 乙醯輔　A的產生 克氏循環（Krebs cycle） 電子的傳遞與ATP的產生 1. 糖解作用（glycolysis） 在細胞質中進行中，1個葡萄糖分解為2個丙酮酸，並產生2 ATP及2 NADH 2. 乙醯輔　A的產生 丙酮酸輸入粒線體基質中，變成乙醯輔 　A 釋放出CO2，同時產生NADH，而所產生的乙醯輔　 A則隨之進入克氏循環 3. 克氏循環（Krebs cycle） 乙醯輔 　A完全分解為CO2釋放出來，同時產生ATP、NADH及FADH2 德國科學家克雷伯斯（Hans Krebs,1900～1981）所發現 稱為克雷伯斯循環，簡稱克氏循環 此循環的第一產物為檸檬酸，所以此循環又稱檸檬酸循環 1953年獲得諾貝爾醫學獎 克氏循環（Krebs cycle） 電子的傳遞與ATP的產生 除了直接產生少量的ATP外，大部分能量則貯存在NADH以及FADH2分子中 這些高能量分子所釋放出來的H＋ 及 e－ 經由粒線體內褶膜（cristae）中的電子傳遞鏈，最後傳給O2成為H2O 電子的傳遞與ATP的產生 電子傳遞過程中，1 NADH的氧化有三個階段可產生ATP，因此，計可產生3 ATP；但是1 FADH2的氧化有二個階段可產生ATP，所以只能產生2 ATP 電子的傳遞與ATP的產生 一分子葡萄糖完成氧化分解為CO2及H2O所產生的ATP，其換算及統計如下 細胞的能源 細胞的能源廠：粒線體是細胞有氧呼吸產生能量的主要胞器 發電機：內膜上的電子傳遞鏈則是產生能量的來源 3-2.2 無氧呼吸 植物生長於缺乏O2的情況下： 如土壤淹水、水耕培養久未通氣、種子播種太深，或播種於通氣不良的土壤中 可引起植物根部細胞及種子進行無氧呼吸 無氧呼吸 人類或是其他脊椎動物，若經持續性劇烈運動，或是高強度地勞動，肌肉細胞也會進行無氧呼吸 許多細菌、真菌也有無氧呼吸的現象 無氧呼吸可分為以下兩個階段： 糖解作用 醱酵作用 無氧呼吸 1. 糖解作用 反應與有氧呼吸相同 1 分子的葡萄糖分解為 2 分子的丙酮酸，並產生 2 NADH及 2 ATP 2. 醱酵作用 酒精醱酵（alcoholic fermentation）： 　植物或微生物在缺氧情況下，細胞所產生的丙酮酸以及NADH不能輸入粒線體，丙酮酸則在細胞中被NADH還原成乙醇，同時釋放CO2 葡萄酒的製造歷史 依據古埃及人的壁畫及早期歷史的記載，古埃及人於5000年前已有造酒的技術 他們把採收的葡萄用腳踏碎成汁液，然後把葡萄汁液收集於細頸瓶中而靜置 由於所採收的葡萄上面常有酵母菌，收集於瓶中的葡萄汁自然而然醱酵為葡萄酒 索馬利亞人比古埃及人早500年熟習釀酒的藝術 乳酸醱酵 乳酸醱酵（lactate fermentation）：若是動物肌肉細胞，所產生的丙酮酸還原成乳酸，沒有CO2釋放出來 生物細胞呼吸作用的反應過程及其能量的產生 * * * * * * * * *