探索生命《生物學》60
Fermentation Oxidizes NADH to NAD+，Which Enables Glycolysis to Continue
1. 在醣酵解作用，2分子的NAD+被還原成NADH。在細胞裡，NAD分子的功能是電子傳遞鍊化合物，從某個物質運送H+和電子到另一個物質。因此NAD+只是暫時收留氫與電子的接收者，NAD+將多餘的氫和電子傳遞到其他化合物後，又得回去接下一趟。
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2. 細胞只能提供有限的NAD+，因此NAD+必須重複使用再使用。如果醣酵解產生的NADH分子沒有辦法很快地送走氫和電子，變回NAD+，細胞內的NAD+將會吃緊。
3. 缺少NAD+，醣酵解的第三步驟將無法進行，醣酵解程序也會暫停。簡而言之，NADH氧化成NAD+是維持醣酵解持續進行的關鍵反應。
4. 大部分的細胞，如果能夠獲得足夠的氧氣，氧分子將成為NADH分子的電子的最終接收站。
5. 但是在缺氧的環境下，沒有氧分子可以接收氫和電子，因此用醣酵解的產物丙酮酸pyruvic acid接收NADH的氫與電子，這個程序稱為發酵作用fermentation。丙酮酸發酵後的產物因不同有機體而異。
6. 在動物細胞與許多微生物，丙酮酸還原將形成乳酸latic acid：
(7)2 pyruvic acid丙酮酸+2NADH+2H+→酵素→
2 lactic acid乳酸+2NAD+
7. 大部分的植物細胞與酵母菌是走完全不同的化學路徑，丙酮酸發酵後的產物是乙醇與二氧化碳：
(7)2 pyruvic acid丙酮酸+2NADH+2H+→酵素→
2 ethyl alcohol乙醇+2CO2＋2NAD+
8. 因此在厭氧的環境，NAD分子在步驟3與步驟7之間穿梭，在步驟3帶走氫與電子變成NADH分子，在步驟7卸下氫和電子變成NAD+。
9. 發酵作用是醣酵解作用延伸下去的反應路徑，發酵作用使醣酵解作用的反應物質葡萄醣，在缺乏氧氣的環境條件下，轉換成醇或乳酸。因此一個反應是否為醇發酵作用或乳酸發酵作用，全看這個反應程序最後的產物是什麼。
10. 不論發酵作用的最後產物是什麼，發酵作用讓細胞可以持續合成ATP；發酵作用程序只用掉葡萄醣一點點的能量，因此發酵後的產物還有許多原本儲存在葡萄醣裡面的能量。
11. 酵母菌與其他微生物的發酵作用是許多重要經濟產業的基礎，包括麵包烘焙業和製酒，另外還有像瑞士起司特殊風味也是來自於發酵作用。微生物發酵作用製造出起司、優格等各種日常所需的產品。
呼吸作用的第二、第三和第四步驟是有氧反應 The Second, Third, and Fourth Stages of Respiration Are Aerobic
12. 不論是有氧的環境條件，還是無氧的環境條件，葡萄醣都會依循醣酵解作用路徑斷裂成丙酮酸。但是如果環境能夠提供氧氣分子，氧氣分子可以作為NADH卸下電子與氫的最終接收者，丙酮酸pyruvic acid不需要扮演電子接收者的角色；
13. 在有氧的環境下，丙酮酸不需要接收NADH的電子與氫，因此丙酮酸不會被轉換成乳酸或醇，保留下來的丙酮酸可以進一步斷裂釋放其中的能量來合成更多新的ATP。換句話說，在有氧的環境中，ATP合成不會在丙酮酸的步驟停止。
14. 葡萄醣分解代謝的第一步驟是醣酵解步驟，接下來的章節將介紹葡萄醣分解的第二步驟、第三步驟與第四步驟，這些步驟將使營養物質在充滿氧氣的環境中被斷裂，並且合成ATP；有氧呼吸包含葡萄醣分解代謝的第二步驟、第三步驟與第四步驟。
15. 因為有氧呼吸的起點是丙酮酸進入粒腺體，然後在粒腺體內斷裂成CO2和水，因此下一個章節我們將先介紹粒腺體的重要特徵。
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