SATⅡ Biology:对细胞呼吸内容的解析

摘 要：在SATⅡ Biology中，细胞呼吸占据着很大的比重，这和必修内容很相似，它主要包括细胞呼吸的类型，有氧呼吸的三个阶段具体的场所、反应，无氧呼吸等内容，在考试中经常出现与这部分内容相关的知识。

关键词：有氧呼吸；糖酵解；克雷布斯循环；电子传递链和化学渗透作用；无氧呼吸

细胞呼吸在SATⅡ Biology考试的内容很多和高中必修课本内容重合，但有些又难于高中必修要求的知识，这些知识点出现后要仔细对待。笔者通过几年的SATⅡ Biology教学来解析这部分

内容。

1.对于呼吸的总概述

细胞呼吸是一系列氧化葡萄糖的过程，逐步释放能量，合成ATP，这些ATP贮存的能量释放用于各项生命活动。比如肌肉收缩、神经冲动传导和主动运输等。

2.ATP

ATP是高能分子，储存的能量立刻就可以释放出来用于生命活动，ATP中含有三个磷酸基团，一分子adenosine腺苷（adenine腺嘌呤+ribose核糖）。ATP释放能量之后，就变成更为稳定的ADP和Pi，当ADP吸收能量之后，又变成了ATP。

3.细胞呼吸的类型

3.1有氧呼吸（aerobic respiration）

有氧呼吸包括三个阶段：糖酵解（glycolysis），克雷布斯循环（the krebs cycle）和电子传递链（ETC）

第一阶段：糖酵解――发生的场所在细胞质基质（cytoplasm）

反应式为：C6H12O6+2ATP+2NAD+■2pyruvate+4ATP+2NADH

注意：①葡萄糖比较稳定，需要2ATP提供活化能，在反应中释放4ATP，所以总的来说释放了2ATP。ATP是通过底物水平磷酸化合成的（吸收的能量是化学能），2分子NAD+被还原，产生了2分子的NADH；②本阶段不需要氧气的参与，属于有氧呼吸的无氧阶段。

第二阶段：克雷布斯循环（the krebs cycle）――发生的场所在线粒体基质（matrix）

本阶段分为两步：Part1：丙酮酸氧化脱羧――乙酰辅酶A的

产生

Part2:克雷布斯循环

注意：①每一轮三羧酸循环会生成一个ATP，3个NADH和1个FADH2，一个葡萄糖产生两个HS-coA，所以1分子葡萄糖共产生2ATP，6NADH和2 FADH2；②产生的从气孔里逸出或者通过呼吸作用呼出体外。

第三阶段：电子传递链和化学渗透作用――发生场所：线粒体内膜上cristae

电子传递链在线粒体内膜上创造质子梯度，这个梯度通过化学渗透作用产生ATP。

Part1：质子梯度

Part2：化学渗透作用

在发生电子传递时释放出的能量使ETC的蛋白质复合体将质子由内膜的内侧通过主动运输到达外侧，造成膜两侧的质子梯度，外侧浓度高而内侧浓度低，这样就造就了一个跨膜的质子梯度。电子传递链使得线粒体内膜两侧形成了质子梯度，但质子不能通过内膜，只有通过ATP合成酶的质子通道才进入膜内，膜两侧的质子梯度是一种势能，一旦质子通过通道，这种势能通过ATP合成酶合成ATP。

注意：①一分子NADH释放的质子的能量可以合成3ATP，每分子FADH2释放的质子的能量可以合成2ATP。②ATP合成的途径为氧化磷酸化。③第三阶段共形成32分子ATP。④电子传递链不仅存在于线粒体内膜上，而且还存在于叶绿体类囊体薄膜上。

总结1：有氧呼吸的三个阶段

总结2：有氧呼吸的能量流动

Glucose――NAD and FAD――ETC（chemiosmosis）――ATP

3.2无氧呼吸（anaerobic respiration）

第一阶段是糖酵解（glycolysis），第二阶段酒精发酵（alcohol

fermentation）或者乳酸发酵（lactic fermentation）。

①酒精发酵过程包括糖酵解把葡萄糖转变为丙酮酸（pyruvate），后又继续变为酒精和CO2，面包中加入酵母粉，通过无氧呼吸可以产生CO2，使面包膨松，啤酒、葡萄酒和白酒都要依靠酵母菌无氧呼吸产生酒精。

②乳酸发酵经常发生在高强度的训练中，当机体没有得到足够的氧气，丙酮酸就变成乳酸，从而引起肌肉收缩疲劳和疼痛。正如所说的:“no pains no gains”当氧气充足时，乳酸就会从骨骼肌上移走，在肝脏（liver）又变回了丙酮酸（pyruvate）。

由以上分析可知：细胞呼吸包含以上三部分内容，细胞呼吸类型中的有氧呼吸无疑是SATⅡBiology考查的重点，理解起来非常有难度，要结合必修内容学习记忆，一定要重视这部分知识的学习。

参考文献：

［1］ Deborah T.goldberg.M.S，Barron’s SATⅡ生物［E/M］.世界图书出版社，2008-09.

［2］Judene Wright,M.S.Cracking SAT Biology E/M Subject Test

2007-2008 Edition.

［3］陈阅增.普通生物学，高等教育出版社，1999-04.

［4］Deborah T.goldberg.M.S，Barron’s AP biology.

［5］奥尔顿.比格斯（Alton Biggs）.生命的动力.浙江教育出版社，2008-08.

［6］collegeboard SAT.the official study guide for all SAT subject tests.The College Board New York，NY，2006.

［7］Gabrielle I.Edwards Barron’s AP biology advanced placement examination，2001.

（作者单位 北京新东方扬州外国语学校）