有氧呼吸的三个阶段方程式

有氧呼吸的三个阶段方程式

有氧呼吸是指细胞或微生物在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把有机物彻底氧化分解（通常以分解葡萄糖为主），产生二氧化碳和水，释放能量，合成大量ATP的过程。（例外：硝化细菌有氧呼吸产生硝酸和水）

有氧呼吸是高等动、植物进行呼吸作用的主要形式，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行，且线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。

生物化学将有氧呼吸主要分为两个阶段。第一阶段，是在细胞质里进行的糖酵解:即在无氧条件下把葡萄糖转化为丙酮酸，并产生少量ATP和NADH。第二阶段，是在线粒体进行的柠檬酸循环:即在有氧条件下把丙酮酸转化为二氧化碳和水，并产生少量的GTP和大量的NADH与FADH2。最终，糖酵解和柠檬酸循环所产生的NADH和FADH2进入氧化磷酸化过程，代谢产生大量ATP。至此完成有氧呼吸的全过程。

一、第一阶段

二、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]，丙酮酸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：2C

O3(丙酮酸)+6H2O酶→20[H]+6CO2+少量能量(2ATP)（20[H]为

3H4

16NADH和2FADH2）。

三、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。

→12H2O+大量能量(34ATP) （24[H]为10*2NADH和反应式：24[H]+6O

2酶

2*FADH2）。

1NADH生成2.5ATP（旧为3ATP），1FADH2生成1.5ATP（旧为2ATP）。

[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 + H+），和FAD+转化为FADH2。

有氧呼吸主要在线粒体内，而无氧呼吸主要在细胞基质内。

有氧呼吸需要氧气分子参加，而无氧呼吸不需要氧气分子参加。

有氧呼吸分解产物是二氧化碳、水和大量能量（ATP），而无氧呼吸分解产物主要是酒精或乳酸以及少量能量。

有氧呼吸释放能量较多，无氧呼吸释放能量较少。

四、总反应式

C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+大量能量（最多38个ATP，一般是29-30个ATP）

过程中的能量变化

在有氧呼吸过程中，葡萄糖彻底氧化分解，1mol的葡萄糖在彻底氧分解以后，共释放出2870kJ的能量，其中有1161kJ的能量储存在ATP中，1709kJ以热能形式散失。利用率为40.45%

五、方程式

•第一阶段：糖酵解（反应场所：细胞质基质）

①：1 葡萄糖+2ADP+2Pi +2[NAD] → 2丙酮酸+2[NADH+H+]+2ATP

•第二阶段：柠檬酸循环（三羧酸循环）（反应场所：线粒体基质）

②：2丙酮酸+2[NAD]+2辅酶A → 2乙酰CoA+2[NADH+H+]+2CO

2

③：2乙酰CoA+6H2O+6[NAD]+2[FAD]+2ADP+2Pi →2辅酶

A+6[NADH+H+]+2FADH2+2ATP+4CO2

•第三阶段：氧化磷酸化（电子传递链）（反应场所：线粒体内膜）

④：28ADP+28Pi+10[NADH+H+]+2FADH2+6O2 →

28ATP+12H2O+10[NAD]+2[FAD]

注：

1.以上过程的方程式系数均以1分子的葡萄糖为原料。

2.关于ATP的生成数量。

1NADH → 2.5 ATP（旧数据是3ATP）；

1FADH2 → 1.5ATP（旧数据是2ATP）。

发生在细胞溶胶中的糖酵解和线粒体基质中的柠檬酸循环通过底物水平磷酸化共产生4个ATP。

糖酵解、乙酰CoA的形成和柠檬酸循环共产生2个FADH2 和10个NADH，所以换算为28个ATP。

总ATP为：28+4=32。

由于糖酵解发生于线粒体外，NADH必须进入线粒体内才能被氧化。有的细胞要利用相当于2个ATP的能量把NADH运入线粒体内，这样，所产生的ATP总数就是30而不是32了。但是许多细胞利用的是不需要消耗能量的办法将NADH运入线粒体内，所以产生的ATP总数仍然为32。所以一分子葡萄糖产生的ATP总数一般为30-32。

实质

分解有机物，释放能量。

1mol葡萄糖在体内彻底氧化分解所释放的能量是2870KJ，

其中1161KJ的能量转移到ATP中，

合成38molATP（最多38molATP，一般是29mol-30molATP），能量的转移率是40%

六、意义

第一，有氧呼吸提供植物生命活动所需要的大部分能量。植物的生长、发育，细胞的分裂和伸长，有机物的运输与合成，矿质营养的吸收和运输等过程都需要能量，这些能量主要是通过植物的呼吸作用提供的。植物的呼吸作用释放能量的速度较慢，而且是逐步释放，适于细胞利用。释放的能量，一部分转变为热能散失掉，一部分以三磷酸腺苷的形式暂时贮存。

第二，有氧呼吸提供了合成新物质的原料。呼吸过程产生的一系列中间产物，可以作为植物体内合成各种重要化合物的原料。呼吸作用是植物体内各种有机物相互转化的枢纽。

第三，有氧呼吸还能促进伤口愈合，增强植物的抗病能力。