葡萄糖经过有氧呼吸后其中的氧元素最后是在水中还是在二氧化碳中?

葡萄糖经过有氧呼吸后其中的氧元素最后是在水中还是在二氧化碳中?

葡萄糖经过有氧呼吸后其中的氧元素最后是在二氧化碳中.氧气中的氧元素到水中.
（1）葡萄糖磷酸化
葡萄糖氧化是放能反应,但葡萄糖是较稳定的化合物,要使之放能就必须给与活化能来推动此反应,即必须先使葡萄糖从稳定状态变为活跃状态,活化一个葡萄糖需要消耗1个ATP,一个ATP放出一个高能磷酸键,大约放出30.5kj自由能,大部分变为热量而散失,小部分使磷酸与葡萄糖结合生成葡萄糖-6-磷酸.催化酶为己糖激酶.
（2）葡萄糖-6-磷酸重排生成果糖-6-磷酸.催化酶为葡萄糖磷酸异构酶.
（3）生成果糖-1、6-二磷酸.催化酶为6-磷酸果糖激酶-1.
1个葡萄糖分子消耗了2个ATP分子而活化,经酶的催化生成果糖-1,6-二磷酸分子.
（4）果糖-1、6-二磷酸断裂成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮,催化酶为醛缩酶.
（5）磷酸二羟丙酮很快转变为3-磷酸甘油醛.催化酶为丙糖磷酸异构酶.
以上为第一阶段,1个6C的葡萄糖转化为2个3C化合物PGAL,消耗2个ATP用于葡萄糖的活化,如果以葡萄糖-1-磷酸形式进入糖酵解,仅消耗一个ATP.这一阶段没有发生氧化还原反应.
（6）3-磷酸甘油醛氧化生成1、3-二磷酸甘油酸,释放出两个电子和一个H+, 传递给电子受体NAD+,生成NADH+ H+,并且将能量转移到高能磷酸键中.催化酶为3-磷酸甘油脱氢酶.
（7）不稳定的1、3-二磷酸甘油酸失去高能磷酸键,生成3-磷酸甘油酸,能量转移到ATP中,一个1、3-二磷酸甘油酸生成一个ATP.催化酶为磷酸甘油酸激酶.此步骤中发生第一次底物水平磷酸化
（8）3-磷酸甘油酸重排生成2-磷酸甘油酸.催化酶为磷酸甘油酸变位酶.
（9）2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸PEP.催化酶为烯醇化酶.
（10）PEP将磷酸基团转移给ADP生成ATP,同时形成丙酮酸.催化酶为丙酮酸激酶.此步骤中发生第二次底物水平磷酸化.

在缺氧条件下丙酮酸被还原为乳酸、乙醇这是无氧呼吸的过程这里就不再复述,有氧条件下丙酮酸可进一步氧化分解生成乙酰CoA进入三羧酸循环：
(1)乙酰-CoA进入三羧酸循环
乙酰CoA具有硫酯键,乙酰基有足够能量与草酰乙酸的羧基进行醛醇型缩合.首先柠檬酸合酶的组氨酸残基作为碱基与乙酰CoA作用,使乙酰CoA的甲基上失去一个h+,生成的碳阴离子对草酰乙酸的羰基碳进行亲核攻击,生成柠檬酰CoA中间体,然后高能硫酯键水解放出游离的柠檬酸,使反应不可逆地向右进行.该反应由柠檬酸合成酶(citrate synthase)催化,是很强的放能反应.
由草酰乙酸和乙酰CoA合成柠檬酸是三羧酸循环的重要调节点,柠檬酸合成酶是一个变构酶,ATP是柠檬酸合成酶的变构抑制剂,此外,α-酮戊二酸、NADH能变构抑制其活性,长链脂酰CoA也可抑制它的活性,AMP可对抗ATP的抑制而起激活作用.
(2)异柠檬酸形成
柠檬酸的叔醇基不易氧化,转变成异柠檬酸而使叔醇变成仲醇,就易于氧化,此反应由顺乌头酸酶催化,为一可逆反应.
(3)第一次氧化脱羧
在异柠檬酸脱氢酶作用下,异柠檬酸的仲醇氧化成羰基,生成草酰琥珀酸(oxalosuccinic acid)的中间产物,后者在同一酶表面,快速脱羧生成α-酮戊二酸(α ketoglutarate)、NADH和co2,此反应为β-氧化脱羧,此酶需要Mg2+作为激活剂.
此反应是不可逆的,是三羧酸循环中的限速步骤,ADP是异柠檬酸脱氢酶的激活剂,而ATP,NADH是此酶的抑制剂.
(4)第二次氧化脱羧
在α-酮戊二酸脱氢酶系作用下,α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA、NADH•H+和CO2,反应过程完全类似于丙酮酸脱氢酶系催化的氧化脱羧,属于α 氧化脱羧,氧化产生的能量中一部分储存于琥珀酰CoA的高能硫酯键中.
α-酮戊二酸脱氢酶系也由三个酶(α-酮戊二酸脱羧酶、硫辛酸琥珀酰基转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶)和五个辅酶(tpp、硫辛酸、hscoa、NAD+、FAD)组成.
此反应也是不可逆的.α-酮戊二酸脱氢酶复合体受ATP、GTP、NADH和琥珀酰CoA抑制,但其不受磷酸化/去磷酸化的调控.
(5)底物磷酸化生成ATP
在琥珀酸硫激酶(succinate thiokinase)的作用下,琥珀酰CoA的硫酯键水解,释放的自由能用于合成GTP,在细菌和高等生物可直接生成ATP,在哺乳动物中,先生成GTP,再生成ATP,此时,琥珀酰CoA生成琥珀酸和辅酶A.
(6)琥珀酸脱氢
琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase)催化琥珀酸氧化成为延胡索酸.该酶结合在线粒体内膜上,而其他三羧酸循环的酶则都是存在线粒体基质中的,这酶含有铁硫中心和共价结合的FAD,来自琥珀酸的电子通过FAD和铁硫中心,然后进入电子传递链到O2,丙二酸是琥珀酸的类似物,是琥珀酸脱氢酶强有力的竞争性抑制物,所以可以阻断三羧酸循环.
(7)延胡索酸的水化
延胡索酸酶仅对延胡索酸的反式双键起作用,而对顺丁烯二酸(马来酸)则无催化作用,因而是高度立体特异性的.
(8)草酰乙酸再生
在苹果酸脱氢酶(malic dehydrogenase)作用下,苹果酸仲醇基脱氢氧化成羰基,生成草酰乙酸(oxalocetate),NAD+是脱氢酶的辅酶,接受氢成为NADH•H+(图4-5).

在以上过程中产生的NADH或FADH2进入呼吸链向氧传递电子.以下是呼吸链：
（1）.复合体Ⅰ 即NADH：辅酶Q氧化还原酶复合体,由NADH脱氢酶（一种以FMN为辅基的黄素蛋白）和一系列铁硫蛋白（铁—硫中心）组成.它从NADH得到两个电子,经铁硫蛋白传递给辅酶Q.铁硫蛋白含有非血红素铁和酸不稳定硫,其铁与肽类半胱氨酸的硫原子配位结合.铁的价态变化使电子从FMNH2转移到辅酶Q.
（2）.复合体Ⅱ 由琥珀酸脱氢酶（一种以FAD为辅基的黄素蛋白）和一种铁硫蛋白组成,将从琥珀酸得到的电子传递给辅酶Q.
（3）.辅酶Q 是呼吸链中唯一的非蛋白氧化还原载体,可在膜中迅速移动.它在电子传递链中处于中心地位,可接受各种黄素酶类脱下的氢.
（4）复合体Ⅲ 辅酶Q：细胞色素C氧化还原酶复合体,是细胞色素和铁硫蛋白的复合体,把来自辅酶Q的电子,依次传递给结合在线粒体内膜外表面的细胞色素C.
细胞色素类 都以血红素为辅基,红色或褐色.将电子从辅酶Q传递到氧.根据吸收光谱,可分为三类：a,b,c.呼吸链中至少有5种：b、c1、c、a、a3(按电子传递顺序).细胞色素aa3以复合物形式存在,又称细胞色素氧化酶,是最后一个载体,将电子直接传递给氧.从a传递到a3的是两个铜原子,有价态变化.
（5）复合体IV：细胞色素C氧化酶复合体.将电子传递给氧.