细胞呼吸

Cellular Respiration

细胞呼吸是把葡萄糖分步分解以获得ATP的过程。经过糖酵解、TCA循环和电子传递链，氧充足时最多约得38个ATP。氧不足时只进行发酵，只得2个ATP，肌肉中会积累乳酸。用滑块减少氧气供应，观察电子传递链停止、总ATP如何变化。

燃烧葡萄糖以获得能量

🔥 细胞呼吸 = 缓慢燃烧

①燃烧木材会放出热和光(燃烧)

②细胞也"燃烧"葡萄糖产生ATP(细胞呼吸)

③但要分阶段进行,否则细胞会被烧毁!

细胞呼吸三阶段

O₂供应量8

💡 尝试降低O₂!

①O₂充足时38 ATP(糖酵解2+TCA 2+电传34)

②O₂不足时仅2 ATP!(只有糖酵解)

③这就是剧烈运动时乳酸堆积的原因(乳酸发酵)

核心公式

细胞呼吸总反应式

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 能量(38ATP)

葡萄糖1分子完全分解最多产生38 ATP

呼吸阶段比较

Chart细胞呼吸三阶段比较

阶段	场所	底物	产物	ATP
糖酵解	细胞质	葡萄糖	2个丙酮酸	2
TCA循环	基质	乙酰CoA	CO₂、NADH、FADH₂	2
电子传递链	内膜	NADH、FADH₂	H₂O	34

发酵 — 无氧产能

发酵比较

Chart酒精发酵 vs 乳酸发酵

类别	酒精发酵	乳酸发酵
生物	酵母	动物肌肉细胞
最终产物	乙醇+CO₂	乳酸
ATP	2个	2个
用途	面包、酒、啤酒	酸奶、泡菜

例题与真题检验

例题 1

一分子葡萄糖在氧气充足时被完全分解，生成的最大ATP数是多少?(糖酵解+三羧酸循环+电子传递链)

糖酵解生成2 ATP，三羧酸循环生成2 ATP。

在电子传递链中NADH·FADH₂被氧化，最多生成34 ATP。

2 + 2 + 34 = 38 ATP。

▸ 最多38 ATP

大部分ATP(34个)来自电子传递链。没有氧气时只能得到糖酵解的2 ATP。

例题 2

缺氧的人体肌肉细胞在剧烈运动时发生的发酵名称、最终产物以及获得的ATP数是?

动物肌肉细胞缺氧时进行乳酸发酵。

葡萄糖只经糖酵解生成丙酮酸，丙酮酸被还原为乳酸。

▸ 乳酸发酵，最终产物为乳酸，ATP为2个

发酵只进行糖酵解，所以仅2 ATP。乳酸堆积会使肌肉疲劳。

高考类型题

关于人体细胞呼吸的说法，正确的是?

①糖酵解在线粒体基质中进行

②三羧酸循环释放CO₂

③电子传递链无需氧气即可进行

④糖酵解产生的ATP最多

⑤乳酸发酵在线粒体中进行

▸ ② 三羧酸循环释放CO₂

在三羧酸循环(线粒体基质)中碳被氧化释放CO₂，并生成NADH·FADH₂。

糖酵解在细胞质中进行(①)，电子传递链需要O₂(③)，ATP在电子传递链中最多(④)，发酵在细胞质中进行(⑤)。

总结

有氧呼吸

38 ATP

O₂存在时

无氧发酵

2 ATP

O₂不存在时

🎯 考试要点

①糖酵解:细胞质、葡萄糖→丙酮酸、2 ATP(不需O₂)

②TCA:基质、产生CO₂、生成NADH/FADH₂

③电子传递链:内膜(嵴)、需O₂、34 ATP(最大)

④无O₂ → 发酵(酒精或乳酸)、仅糖酵解运行

⑤电子传递链最终受体 = O₂ → H₂O