講課大綱（Lecture Outline）

一、 細胞呼吸作用的主要事件：

1.     呼吸的目的是將食物中的化學鍵能量 (chemical bond energy)（通常是醣)釋出並轉移成ATP。

2.     呼吸作用是一種氧化還原作用的過程。

3.     醣類被氧化，電子由碳轉移到氧。

4.     氧被還原，接受來自醣類的電子。

5.     進行氧化還原作用的過程，醣類被降解成CO₂，氧接受電子產生水。

6.     總反應為葡萄糖的氧化作用

(1)  C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 686 kcal

(2)  此反應是由很多步驟，在這些步驟中，有些電子會被移出，同時有些能量會由ATP轉移到NADH。

7.     葡萄糖來自澱粉(光合作用的產物)的分解。

二、   醣解作用(glycolysis)是呼吸作用的第一步驟，發生於細胞質(cytoplasm)中。

1.     己醣分子從ATP處加入磷酸根後被導引到醣解作用。

2.     醣類分子被分解成3碳分子。

3.     3碳分子被氧化成丙酮酸(pyruvate)，這個步驟會產生能量與電子。

4.     電子和能量被轉移到NAD⁺及ATP。

5.     總結：己醣及ATP進入醣解作用，產出丙酮酸及富含能量的NADH及ATP。

三、  三羧酸循環 (TCA cycle) 是第二步驟，發生於粒線體(mitrochondrial)的基質(matrix)中。

1.     由醣解作用產生的丙酮酸被氧化。

(1)  將電子及能量轉移到NAD⁺

(2)  失去一個碳原子形成CO₂。

(3)  剩下的2個碳與輔酶A (Coenzyme A)結合形成乙醯基輔酶A (acetyl CoA)。

(4)  乙醯基輔酶A進入三羧酸循環。

2.     在三羧酸循環中，還原態的含碳化合物被完成氧化成CO₂。

3.     電子及能量被轉移到NAD⁺及FAD。

4.     能量被轉移到ATP。

5.     總結：乙醯基輔酶A輸入三羧酸循環，產出是CO₂和富含能量的ATP、NADH及FADH₂。

6.     很多三羧酸循環的中間產物為植物細胞所利用合成有用的化合物。

四、 最後一個步驟為電子傳遞，發生於粒線體的內膜。

1.     在粒線體基質中的NADH與FADH₂將電子傳給包埋於內膜的電子傳遞鏈。

2.     電子在電子傳遞鏈上由一個分子傳給另一個分子

3.     最後電子傳給氧原子。氧原子接受氫離子產生水

4.     有一部分能量在電子傳遞過程中被用作將H⁺送到膜間腔(intermembrane space) 中而消失，導致產生強的質子濃度梯度與電荷梯度。

5.     質子經由內膜上的蛋白質流回基質，引起能量的釋放，這些能量被用於形成ATP。

6.     總結：在電子傳遞鏈中輸入NADH與FADH₂，產出ATP與水。

五、呼吸速度受環境因素的影響

1.     細胞的水化(cell hydration)

2.     溫度

3.     氧氣的可用性

授課教師:蔡智賢教授