呼吸作用的丙酮酸【考點精講+提分專練】 高一生物教材備課精研（人教版2019必修1）

補充說明14：5.3丙酮酸的相關知識新教材?人教版?必修一一.丙酮酸的相關知識在細胞呼吸過程中，葡萄糖氧化分解為丙酮酸，①有氧氣存在，丙酮酸就會進入線粒體完成有氧呼吸，②沒有氧氣，丙酮酸則不會進入線粒體，就在細胞質基質中和還原氫產生酒精和CO2或者乳酸。1.丙酮酸進入線粒體的方式①丙酮酸穿過外膜的方式：線粒體外膜對物質的通透性較高，膜上有孔蛋白(如下圖中的⑥)，很多物質可以通過，丙酮酸也不例外。②丙酮酸穿過內膜的方式：線粒體內膜對物質的通透性低，不存在孔蛋白。線粒體內膜上存在有丙酮酸轉運體（如下圖中的⑦所示），該轉運體能夠同時轉運丙酮酸和氫離子，氫離子是順著濃度梯度被轉運的，因此，丙酮酸是借助氫離子順濃度轉運時釋放的來轉運的。也就是說丙酮酸進入線粒體基質時需要能量，所需能量是由氫離子順濃度轉運提供的。一.丙酮酸的相關知識2.線粒體內膜兩側氫離子濃度差是如何形成的？有氧呼吸第1階段和第2階段中，有機物脫下的氫形成還原氫，如下圖：NADH和FADH2，在有氧呼吸第3階段，還原氫將氫拿出來，形成高能電子和氫離子，高能電子經過線粒體內膜上的蛋白質（如下圖①、②、③、④）進行傳遞，將電子傳遞給O2形成水。高能電子在傳遞過程中，利用釋放的能量將氫離子從線粒體基質泵到線粒體膜間隙，從而形成從膜間隙到線粒體基質的氫離子濃度差。一.丙酮酸的相關知識3.線粒體內膜兩側的氫離子濃度差有什么用？線粒體內膜兩側的氫離子濃度差主要是用來合成ATP的，如上圖中的蛋白質⑤(稱為ATP合酶)，當然了，氫離子濃度差也可以幫助丙酮酸穿過線粒內膜而進入線粒體基質。一.丙酮酸的相關知識4.無氧時丙酮酸不進入線粒體原因根據以上分子可知，無氧時，線粒體內膜上通過蛋白質①~④進行電子傳遞受阻，因為電子的最終受體是O2，電子傳遞受阻，就不能把氫離子從線粒體基質泵入線粒體膜間隙，也就不能建立線粒體內膜兩側的氫離子濃度差，丙酮酸也就不能進入線粒體，只好留在細胞質基質中和還原氫反應。一.丙酮酸的相關知識5.有氧時丙酮酸進入線粒體的原因有氧時，線粒體內膜通過蛋白質①~④進行電子傳遞，最終傳遞給氧氣。電子傳遞過程中會將氫離子從線粒體基質中泵出，形成跨線粒體內膜的氫離子濃度差，丙酮酸可以借助氫離子濃度差提供的能量，通過線粒體內膜上的丙酮酸轉運體(如圖中的⑦)進入線粒體基質。一.丙酮酸的相關知識6.第一階段產生的還原氫NADH如何進入線粒體？以上穿梭情況有兩種：①NADH通過穿梭系統(tǒng)進入后還是NADH；②NADH通過穿梭系統(tǒng)進入后變?yōu)镕ADH2由于NADH通過電子傳遞產生的ATP比FADH2產生的ATP多，所以1分子葡萄糖徹底氧化分解產生的ATP是32或30。如果第一階段產生NADH通過穿梭還是NADH的話，則產生的ATP