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AP 生物
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单元 3:细胞能量学
AP 生物 - 单元 3:细胞能量学
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一种生物催化剂,通常是蛋白质,通过降低活化能来加速化学反应。
细胞的主要能量货币,通过水解高能磷酸键来释放能量。
放能反应 (Exergonic Reaction)
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释放能量的反应 (ΔG < 0),是自发的。
吸能反应 (Endergonic Reaction)
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需要输入能量的反应 (ΔG > 0),是非自发的。
光合作用 (Photosynthesis)
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利用光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气的过程。反应式: 6CO₂ + 6H₂O + 光能 → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
光反应 (Light-Dependent Reactions)
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在叶绿体的类囊体膜上进行,将光能转化为化学能 (ATP 和 NADPH)。
卡尔文循环 (Calvin Cycle)
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在叶绿体的基质中进行,利用ATP和NADPH将CO₂固定成糖类。
细胞呼吸 (Cellular Respiration)
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分解葡萄糖等有机物,产生ATP为细胞供能的过程。反应式: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + ATP
在细胞质中,将一分子葡萄糖分解为两分子丙酮酸,产生少量ATP和NADH。
克雷布斯循环 (Krebs Cycle)
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在线粒体基质中进行,将乙酰辅酶A彻底氧化,产生ATP、NADH、FADH₂和CO₂。
氧化磷酸化 (Oxidative Phosphorylation)
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细胞呼吸中产生ATP最多的阶段,发生在线粒体内膜,包括电子传递链和化学渗透。
电子传递链 (Electron Transport Chain)
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一系列膜蛋白,传递高能电子,并利用其能量泵送质子,建立质子梯度。
化学渗透 (Chemiosmosis)
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质子通过ATP合酶顺浓度梯度流动,其势能被用来合成ATP。
ATP合酶 (ATP Synthase)
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一种嵌入膜中的酶,利用质子流动的能量催化ADP和磷酸合成ATP。
在无氧条件下,通过糖酵解产生少量ATP,并再生NAD⁺以维持糖酵解的进行。
通过酶直接将底物上的磷酸基团转移给ADP来生成ATP的过程。