通过细胞呼吸产生能量

什么是细胞呼吸

内容标准7.1把呼吸作用介绍为一种异化过程，细胞在此过程中分解呼吸底物，最常见的是葡萄糖，以释放储存在其中的化学能。这些能量被捕获并储存在ATP分子中，细胞随后利用它来驱动几乎所有的生命活动，包括肌肉收缩、主动运输、神经冲动和生物合成。

为何每个细胞都需要呼吸作用

呼吸作用并非只有部分细胞才进行，它在每个活细胞中持续发生，因为细胞的任何活动都离不开可用能量的供应。若没有呼吸作用，细胞将无法维持其结构，无法逆浓度梯度运输物质，也无法进行维持生命所需的化学反应。

有氧呼吸与无氧呼吸：整体概述

如何考查

本标准的题目通常要求你写出呼吸作用的一般文字方程式，说出常见的呼吸底物，或概括解释为什么细胞需要持续供应ATP。你也可能被要求就氧气需求和释放能量的多寡说出有氧呼吸与无氧呼吸的基本区别，之后试卷其他部分才会出现关于每种类型更详细的题目。

ATP：细胞的能量货币

ATP（三磷酸腺苷）是真正为细胞活动提供动力的分子；它常被称为通用的能量货币，因为细胞中几乎所有需要能量的过程，肌肉收缩、主动运输、神经冲动的传导以及生物合成，都是直接由ATP供能，而不是由呼吸底物本身直接供能。当ATP分解为ADP与无机磷酸时，所释放的能量可立即被酶或细胞结构利用；当呼吸作用再次产生能量时，ADP与磷酸重新结合形成ATP。

这种ATP–ADP循环使细胞只需保留少量的ATP工作储备，而无需大量储存，因为ATP会以与消耗同样快的速度被再生，就如货币被反复流通使用，而不是一次花光。

呼吸作用并非等同于呼吸运动

在这一阶段，一个常见的混淆是把“呼吸作用”和“呼吸运动”（吸气与呼气）当作同一回事。呼吸运动是一种物理性、机械性的过程，空气进出肺部的运动，只发生在具有肺或类似气体交换器官的生物体中。

呼吸作用则不同，它是一种生化过程，发生在每一个活细胞内部，无论该生物体是否用肺呼吸空气；单细胞生物或植物细胞持续进行呼吸作用，却从未进行呼吸运动。呼吸运动为有氧呼吸提供所需的氧气，并排出其产生的二氧化碳，但呼吸运动本身并不释放能量，真正分解葡萄糖并产生ATP的，是发生在细胞线粒体与细胞质中的呼吸作用。

须避免的常见错误

考试风格例题

题目。一个静止的肌肉细胞与一个正在剧烈运动的肌肉细胞都持续进行呼吸作用。

(a) 说出肌肉细胞最常使用的呼吸底物。(b) 说明剧烈运动时肌肉细胞的呼吸速率会发生什么变化，并解释原因。

(c) 说出直接为肌肉收缩提供能量的分子。

参考答案。(a) 呼吸底物是葡萄糖。

(b) 剧烈运动时呼吸速率会提高，因为收缩中的肌肉细胞消耗ATP的速度大大加快，因此呼吸作用必须再生出更多ATP，以满足更高的能量需求。(c) 直接提供能量的分子是ATP，它分解为ADP与无机磷酸，释放可供肌肉收缩使用的能量。

练习题

试一试。一名学生声称植物只在夜间进行呼吸作用，只在白天进行光合作用。

请说明这一说法是否正确。

考试提示

关键术语

• 细胞呼吸，受控分解呼吸底物以ATP形式释放能量的过程。
• 三磷酸腺苷（ATP），储存并为细胞活动提供能量的分子。
• 有氧呼吸，需要氧气、释放大量能量的呼吸作用。
• 无氧呼吸，不需要氧气、只释放少量能量的呼吸作用。
• 发酵，酵母菌或肌肉细胞中产生乙醇或乳酸的无氧呼吸。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

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