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

補(bǔ)充說(shuō)明14：5.3丙酮酸的相關(guān)知識(shí)新教材?人教版?必修一一.丙酮酸的相關(guān)知識(shí)在細(xì)胞呼吸過(guò)程中，葡萄糖氧化分解為丙酮酸，①有氧氣存在，丙酮酸就會(huì)進(jìn)入線(xiàn)粒體完成有氧呼吸，②沒(méi)有氧氣，丙酮酸則不會(huì)進(jìn)入線(xiàn)粒體，就在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中和還原氫產(chǎn)生酒精和CO2或者乳酸。1.丙酮酸進(jìn)入線(xiàn)粒體的方式①丙酮酸穿過(guò)外膜的方式：線(xiàn)粒體外膜對(duì)物質(zhì)的通透性較高，膜上有孔蛋白(如下圖中的⑥)，很多物質(zhì)可以通過(guò)，丙酮酸也不例外。②丙酮酸穿過(guò)內(nèi)膜的方式：線(xiàn)粒體內(nèi)膜對(duì)物質(zhì)的通透性低，不存在孔蛋白。線(xiàn)粒體內(nèi)膜上存在有丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（如下圖中的⑦所示），該轉(zhuǎn)運(yùn)體能夠同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)丙酮酸和氫離子，氫離子是順著濃度梯度被轉(zhuǎn)運(yùn)的，因此，丙酮酸是借助氫離子順濃度轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)釋放的來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)的。也就是說(shuō)丙酮酸進(jìn)入線(xiàn)粒體基質(zhì)時(shí)需要能量，所需能量是由氫離子順濃度轉(zhuǎn)運(yùn)提供的。一.丙酮酸的相關(guān)知識(shí)2.線(xiàn)粒體內(nèi)膜兩側(cè)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(jī)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(lái)，形成高能電子和氫離子，高能電子經(jīng)過(guò)線(xiàn)粒體內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)（如下圖①、②、③、④）進(jìn)行傳遞，將電子傳遞給O2形成水。高能電子在傳遞過(guò)程中，利用釋放的能量將氫離子從線(xiàn)粒體基質(zhì)泵到線(xiàn)粒體膜間隙，從而形成從膜間隙到線(xiàn)粒體基質(zhì)的氫離子濃度差。一.丙酮酸的相關(guān)知識(shí)3.線(xiàn)粒體內(nèi)膜兩側(cè)的氫離子濃度差有什么用？線(xiàn)粒體內(nèi)膜兩側(cè)的氫離子濃度差主要是用來(lái)合成ATP的，如上圖中的蛋白質(zhì)⑤(稱(chēng)為ATP合酶)，當(dāng)然了，氫離子濃度差也可以幫助丙酮酸穿過(guò)線(xiàn)粒內(nèi)膜而進(jìn)入線(xiàn)粒體基質(zhì)。一.丙酮酸的相關(guān)知識(shí)4.無(wú)氧時(shí)丙酮酸不進(jìn)入線(xiàn)粒體原因根據(jù)以上分子可知，無(wú)氧時(shí)，線(xiàn)粒體內(nèi)膜上通過(guò)蛋白質(zhì)①~④進(jìn)行電子傳遞受阻，因?yàn)殡娮拥淖罱K受體是O2，電子傳遞受阻，就不能把氫離子從線(xiàn)粒體基質(zhì)泵入線(xiàn)粒體膜間隙，也就不能建立線(xiàn)粒體內(nèi)膜兩側(cè)的氫離子濃度差，丙酮酸也就不能進(jìn)入線(xiàn)粒體，只好留在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中和還原氫反應(yīng)。一.丙酮酸的相關(guān)知識(shí)5.有氧時(shí)丙酮酸進(jìn)入線(xiàn)粒體的原因有氧時(shí)，線(xiàn)粒體內(nèi)膜通過(guò)蛋白質(zhì)①~④進(jìn)行電子傳遞，最終傳遞給氧氣。電子傳遞過(guò)程中會(huì)將氫離子從線(xiàn)粒體基質(zhì)中泵出，形成跨線(xiàn)粒體內(nèi)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(guò)線(xiàn)粒體內(nèi)膜上的丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(如圖中的⑦)進(jìn)入線(xiàn)粒體基質(zhì)。一.丙酮酸的相關(guān)知識(shí)6.第一階段產(chǎn)生的還原氫N(xiāo)ADH如何進(jìn)入線(xiàn)粒體？以上穿梭情況有兩種：①NADH通過(guò)穿梭系統(tǒng)進(jìn)入后還是NADH；②NADH通過(guò)穿梭系統(tǒng)進(jìn)入后變?yōu)镕ADH2由于NADH通過(guò)電子傳遞產(chǎn)生的ATP比FADH2產(chǎn)生的ATP多，所以1分子葡萄糖徹底氧化分解產(chǎn)生的ATP是32或30。如果第一階段產(chǎn)生NADH通過(guò)穿梭還是NADH的話(huà)，則產(chǎn)生的ATP