上一節裡我們講到，細胞中能量的“通貨”是ATP。ATP是怎麼産生的呢？“放能反應”又發生在哪裡？今天我們就來一起了解。

　　我們之前說能量是由線粒體提供的，事實上這個說法不夠準确。ATP由細胞呼吸産生，而細胞呼吸中隻有某些階段在線粒體内進行。細胞呼吸，其實就是細胞内有機物氧化分解，并釋放能量。

　　細胞呼吸的過程

　　我們知道，人類的呼吸是需要氧氣的，細胞呼吸是否也都需要氧氣？在傷口較深，且被污染的時候，我們要去醫院打破傷風疫苗。破傷風的病原體破傷風杆菌，就是一種隻能在無氧環境下生長繁殖的細菌，它們的能量也來源于細胞呼吸。由此可見，細胞呼吸并不一定需要氧氣。細胞呼吸分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種，我們體内細胞每時每刻進行着的，大多是有氧呼吸。

　　破傷風杆菌

　　對于大多數生物來說，有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式，這一過程必須有氧氣參與。有氧呼吸最常利用的物質是葡萄糖，此時細胞呼吸的化學反應方程式可以簡寫成

　　有氧呼吸的全過程十分複雜，在高中階段，它被分為三個階段。

　　第一階段被稱為糖酵解，在細胞質中進行。在細胞質中，一分子葡萄糖被分解成兩分子丙酮酸，同時生成四個[H]以及少量能量。[H]指還原性氫（NADPH），它在有氧呼吸的第三階段将會發揮作用。這個階段不需要氧氣的參與。

　　第二階段與第三階段在線粒體中進行。第二階段在線粒體基質中發生，葡萄糖分解而成的丙酮酸在水的參與下被徹底地分解為二氧化碳和[H]，同時釋放少量能量。這一階段并不需要氧氣的直接參與，但在無氧的情況下，這一階段不會發生。

　　第三階段在線粒體内膜上發生。線粒體的結構很有意思，它具有内、外兩層膜，内膜的某些部位相線粒體内腔折疊成嵴，嵴使得内膜的膜面積大大增加，這為酶提供了大量附着位點。參與有氧呼吸第三階段的酶，就大量附着線粒體内膜上。在第一階段和第二階段生成的[H]，就在第三階段中經曆一系列化學反應，與氧氣結合形成水，并釋放大量能量。

　　線粒體内腔折疊成嵴，增大了膜面積

　　在整個有氧呼吸的過程中産生的能量，一部分參與生成了ATP，一部分作為熱量散失了。而如果燃燒葡萄糖，同樣消耗了氧氣，結果也都是生成了二氧化碳和水，為什麼燃燒不能生成ATP呢？這是因為燃燒與有氧呼吸，反應的途徑是不一樣的。有氧呼吸過程溫和，有機物中的能量經過一系列化學反應逐步釋放，這些能量有相當一部分被儲存在ATP中。

　　以上是有氧呼吸的大緻内容。無氧呼吸呢？

　　釀酒需要使用到酵母菌，酵母菌就可以進行無氧呼吸産生酒精。用于制作酸奶的乳酸菌，進行無氧呼吸産生乳酸。無氧呼吸有很多類型，生成的産物也很多，在高中階段，我們主要接觸到的就是産生乳酸或酒精的無氧呼吸。

　　無氧呼吸的全過程一般能分為兩個階段。第一階段與有氧呼吸完全相同，第二階段則不相同。在第二階段中，丙酮酸和[H]在酶的作用下，轉化為酒精和二氧化碳，或者乳酸。無氧呼吸都隻在第一階段釋放出少量的能量，生成少量ATP，大部分能量存留在酒精或乳酸中。

　　除了提供賴以生存的能量外，細胞呼吸還有許多應用。釀酒、做酸奶，都離不開細胞呼吸。除此之外，在各種各樣的領域，如食品加工，藥物制作、農業生産等等領域中，細胞呼吸的相關知識也為生産帶來的諸多便利。你有了解過嗎？歡迎在評論區中進行讨論。

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