細(xì)胞呼吸的有氧呼吸和無氧呼吸：發(fā)酵就是微生物的無氧呼吸

對于細(xì)胞的呼吸，為了簡單易懂，以酵母菌為例，酵母菌在有氧和無氧狀態(tài)下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧呼吸下，酵母菌產(chǎn)生了大量的二氧化碳和水，在無氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了大量的酒精，還產(chǎn)生了少量的二氧化碳。科學(xué)家根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了結(jié)論：細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸（aerobic respiration)和無氧呼吸（anaerobic respiration）兩種類型。

細(xì)胞呼吸

有氧呼吸和無氧呼吸都屬于細(xì)胞呼吸。細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。所有生物的生存，都離不開細(xì)胞呼吸釋放的能量。

什么是ATP？據(jù)百科載明：腺嘌呤核苷三磷酸（簡稱三磷酸腺苷）是一種不穩(wěn)定的高能化合物，由1分子腺嘌呤，1分子核糖和3分子磷酸基團(tuán)組成，又稱腺苷三磷酸，簡稱ATP。

細(xì)胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物代謝的樞紐。例如，在細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，可轉(zhuǎn)化為甘油、氨基酸等非糖物質(zhì)；非糖物質(zhì)代謝形成的某些產(chǎn)物與細(xì)胞呼吸中間產(chǎn)物相同，這些物質(zhì)可以進(jìn)一步形成葡萄糖。蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝，都可以通過細(xì)胞呼吸過程聯(lián)系起來。

細(xì)胞呼吸—有氧呼吸

對于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，這一過程必須有氧氣的參與。有氧呼吸的主要場所是線粒體（有氧呼吸的場所：線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)），線粒體有兩層膜，分為內(nèi)膜和外膜，內(nèi)膜的一些部位向線粒體內(nèi)腔處折疊，形成了嵴，嵴使線粒體內(nèi)膜的表面積大大增加，嵴的周圍液態(tài)的基質(zhì)。線粒體內(nèi)膜上和基質(zhì)中充滿了與有氧呼吸相關(guān)的酶。

有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是葡萄糖，其化學(xué)反應(yīng)是可以簡寫成：

有氧呼吸的全過程十分復(fù)雜，可以概括為三個(gè)階段，每個(gè)階段的化學(xué)式都有相應(yīng)的酶催化。第一階段：1分子葡萄糖被分解為2分子的丙酮酸，并產(chǎn)生了4[H]（[H]這里表示還原氫，即氧化型輔酶I）并釋放出少量的能量。在這一階段，并不需要氧氣的參與，這一階段是在細(xì)胞基質(zhì)中進(jìn)行的。

第二階段：丙酮酸和水在酶的催化下，分解為6CO2和20[H]，并釋放出少量的能量，這一階段不需要氧直接參與，第二階段是在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行的。

第三階段：上述兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列反應(yīng)，成為24[H]，與6O2結(jié)合，在酶的催化下，形成12H2O和大量的能量。

細(xì)胞呼吸—無氧呼吸

除酵母菌外，還有許多細(xì)菌（如乳酸菌）能夠進(jìn)行無氧呼吸。此外，馬鈴薯塊莖、水稻根、蘋果果實(shí)等植物器官的細(xì)胞、以及動物的骨骼肌細(xì)胞等，除了能夠進(jìn)行有氧呼吸，在缺氧條件下也能進(jìn)行無氧呼吸。一般的說，無氧呼吸最常利用的物質(zhì)也是葡萄糖。

無氧呼吸的全過程，可以概括成兩個(gè)階段，這兩個(gè)階段需要不同的酶催化，但都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。

第一個(gè)階段與有氧呼吸的第一個(gè)階段完全相同。第二個(gè)階段是：丙酮酸在酶（與有氧呼吸催化的酶不同）的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。無氧呼吸都只在第一階段釋放出少量的能量，生成少量的ATP。葡萄糖分子中的大部分能量則存留在酒精或乳酸中。

無氧呼吸的化學(xué)反應(yīng)式可以概括為以下兩種：

C6H12O6在酶的催化下，形成2C3H6O3（乳酸），釋放出少量的能量

C6H12O6在酶的催化下，形成2C2H5OH（酒精）和2CO2，釋放出少量的能量

酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸也稱為發(fā)酵。產(chǎn)生酒精的叫做酒精發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸的叫做乳酸發(fā)酵。像這樣在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程，就是無氧呼吸。

(來源：生物學(xué)記錄。西南漁業(yè)網(wǎng)對內(nèi)容略有修改)

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