第三節：呼吸作用 - 生命科學概論

第二章生命之運作 第三節呼吸作用（respiration）. 剛說到植物將陽光捕捉，變成葡萄糖、澱粉等，而其他生物直接或間接地利用這些貯存起來的能源來推動生命的其他現象， ... 第二章生命之運作第三節 呼吸作用（respiration） 剛說到植物將陽光捕捉，變成葡萄糖、澱粉等，而其他生物直接或間接地利用這些貯存起來的能源來推動生命的其他現象，我們現在來看生物如何利用這些醣類、澱粉等。

看過火力發電廠嗎？一車車的燃煤燃油往裡送，燃燒所生的熱力推動發電機產生電力，廢氣從高高的煙囪散逸，而電力由輸電設備送到各用戶去（圖2-11）。

我們要討論的呼吸作用，倒很類似一座座火力發電廠，送進去的是糖類、澱粉等罷了，在細胞內進行的呼吸作用可分為三部份：（1）把葡萄糖打開成兩個三碳分子—丙酮酸，兩個ATP和兩個NADH2，這部分稱為糖解作用（glycolysis），是在細胞質內進行的。

如果是澱粉，得先由酵素分解成葡萄糖，而其他醣類可先轉變成葡萄糖，才得進行糖解作用，這就是為什麼在醫療時常注射葡萄糖液，來補充病人體力（圖2-12）。

（2）糖解作用所產生的丙酮酸進入細胞中稱為粒線體的小房間內（胞器），進行一連串的反應，我們稱為三碳酸循環（tricarboxylic acidcycle），三個碳的丙酮酸陸續放出三個二氧化碳，同時產生四個NADH2，一個FADH2，一個GTP（圖2-13）。

（3）最後一部份我們稱為電子運輸系統（electron transportsystem）是由一連串的的反應組成，包括NADH2和FADH2，是在粒線體的壁上，當NADH2和FADH2，從糖解作用和三碳循環送到電子運輸系統後，電子和氫便依照能量位階的高低一級一級地滾了下來，最後和氧氣合成水，滾下來的當中，所帶的能量便轉到生成ATP上（圖2-14）。

以上因為需用氧氣，我們稱為有氧呼吸（aerobicrespiration）。

如果氧氣缺乏呢？如我們激烈運動後，來不及補充氧氣，便會抑制糖解後的運作，直接將糖解作用的丙酮酸還原成乳酸（圖2-15），故常有肌肉酸痛感覺。

酵母菌在釀酒時變成酒精和二氧化碳，我們稱之為發酵（fermentation），亦是同樣的道理。

一些乳酸細菌和乳酸酵母等在少氧狀態下可形成乳酸，應用在酸乳發酵和醃菜工業上（圖2-16）。

還有一些行無氧呼吸（anaerobic respiration）的細菌，最後接受電子和氫的不是氧氣而是其他物質，如硫便因此而產生惡臭的硫化氫。

記得，如果罐頭漲了起來，千萬不要吃，即很可能是消毒不完全，裡而長了能產生有毒物質的無氧呼吸細菌--肉毒桿菌。

我們知道細菌並沒有如粒線體等小器官，他們的呼吸作用在細胞質和膜上進行。