当前课程知识点:普通生物学 > 第一章 细胞生物学基础 > 第四节 细胞的能量代谢 > 1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵
之前讲述的
是在有氧气存在的条件下
细胞通过生物氧化作用
将葡萄糖分子氧化成水
和二氧化碳
并从中获得能量的过程
如果是没有氧气
或者是缺氧的条件下
细胞又是如何获得能量的呢
他们会采取另外一种途径
就是发酵作用
发酵作用是指在无氧条件下
有机物降解而产生能量的途径
酵母菌在有氧和无氧的条件下
都能够生存
但是在无氧的条件下呢
酵母菌只能通过
糖酵解过程获得能量
大家应该还记得
前面我们已经讲过
1分子葡萄糖经过糖酵解
可以产生2分子ATP和2分子NADH
如果细胞完全依靠
糖酵解提供能量
就要保证这一过程能够持续进行
它的前提条件就是需要
不断地补充还原型的NAD+
因为在细胞内还原型的NAD+
是非常有限的
怎么办呢
酵母菌会采取另一种代谢途径
这就是乙醇发酵
酵母菌利用丙酮酸来氧化
NADH从而补充NAD+
丙酮酸首先被还原为乙醛
释放出1分子二氧化碳
接着再被还原为乙醇
在乙醛被还原成乙醇的过程中
NADH被氧化
失去氢离子
成为氧化型的NAD+
这样NAD+就得到了补充
糖酵解过程也就能够持续进行了
因此这种代谢途径
ATP的产量与糖酵解是一样的
丙酮酸最终转变成了
二氧化碳和乙醇
发酵的产物就是乙醇
人类就是利用这一原理来酿酒的
此外植物也会发生发酵作用
例如苹果和柑橘放久了
都带有一股酒精味
这就是由于供氧不足
发生了发酵作用
还有一种发酵作用
叫做乳酸发酵
与乙醇发酵不同的是
这种发酵的产物是乳酸
在缺氧条件下
丙酮酸被还原成乳酸
NADH被氧化
成为氧化型的NAD+
使细胞内的NAD+得到补充
保证了糖酵解过程的持续进行
从而获得能量
这就是乳酸发酵的过程
其实我们人体
也可以进行乳酸发酵
恐怕大家都有体会
当我们进行剧烈运动之后
比如说爬山或长跑之后
腿部都有酸痛的感觉
这就是由于乳酸发酵
导致乳酸过度堆积所致
在正常运动时
人体所需要的能量
都是由肌肉细胞氧化
葡萄糖分子提供的
当我们进行剧烈运动时呢
肌肉细胞会出现供氧不足
这时缺氧的细胞
只能通过乳酸发酵
来保证ATP的供应
在日常生活中
我们制作酸奶
酸菜和奶酪
都是利用乳酸菌
发酵生成乳酸的原理
总之
葡萄糖分子经过糖酵解
产生的丙酮酸
在有氧气存在的条件下
可以进一步经过丙酮酸氧化
和柠檬酸循环
被彻底氧化成二氧化碳
在无氧的条件下
丙酮酸可通过发酵作用获得能量
无论乙醇发酵还是乳酸发酵
都是通过补充还原型NAD+
使糖酵解过程持续进行
从而获得ATP能量的
-绪论
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-第一节 细胞概述
-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述
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