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第04章 呼吸作用

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(一)化学历程 1.糖的活化阶段 1.糖的活化阶段 2.六碳糖裂解阶段 2.六碳糖裂解阶段 3.氧化阶段 3.氧化阶段 化学历程( 化学历程(图4-2,P102) P102) C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP (二)糖酵解的生理意义 1.产生生物可利用的能量形式 1.产生生物可利用的能量形式——ATP 产生生物可利用的能量形式 ATP 2.为合成反应提供原料 2.为合成反应提供原料 3.有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径 3.有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径
电子传递与氧化磷酸化
反应定位于线粒体内膜(图4-6)。 反应定位于线粒体内膜(
氢传递体: FMN、FAD、 氢传递体:NAD+、FMN、FAD、UQ 电子传递体:细胞色素系统、 电子传递体:细胞色素系统、黄素蛋白和铁硫蛋白
呼吸链包括5种蛋白复合体:复合体Ⅰ--Ⅴ 呼吸链包括5种蛋白复合体:复合体Ⅰ--Ⅴ,依 次为NADH脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、 次为NADH脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、Cytobc1复合物、 NADH脱氢酶 复合物、 细胞色素氧化酶、ATP合酶 细胞色素氧化酶、ATP合酶
第五节
呼吸作用的调节和控制
一、巴斯德效应和EMP的调节 巴斯德发现氧气抑制酒精发酵, 巴斯德发现氧气抑制酒精发酵,减少糖类的分解和 糖酵解产物的积累的现象,即氧可以的效应。 糖酵解产物的积累的现象,即氧可以的效应。 EMP的过程受到柠檬酸 ATP、ADP、Pi的调节 的过程受到柠檬酸、 的调节。 EMP的过程受到柠檬酸、ATP、ADP、Pi的调节。柠 檬酸、ATP的抑制 的抑制; ADP、Pi起促进作用 起促进作用( 10) 檬酸、ATP的抑制; ADP、Pi起促进作用(图4-10) 二、PPP和TCA的调控 高抑制PPP,NADH/NAD 高抑制TCA TCA( 11) NADPH/NDAP+高抑制PPP,NADH/NAD+高抑制TCA(图4-11)。 三、能荷调节
[ATP]+1/2[ADP]
能荷( ) 能荷(EC)=
[ATP]+ [ADP]+[AMP]
正常细胞的能荷为0.75—0.95 正常细胞的能荷为
巴斯德.L
第六节 影响呼吸作用的因素
一、呼吸强度和呼吸商
放出CO2(摩尔数) 放出CO 摩尔数) R.Q = ———————— 吸收O 摩尔数) 吸收O2(摩尔数) 种子萌发呼吸伤的变化( 种子萌发呼吸伤的变化(图4-11a) 11a 生理意义
茶叶 马蹄莲
第四节 呼吸过程中能量的储存和利用
1.有氧呼吸能量的转化 1.有氧呼吸能量的转化 EMP—TCA——呼吸链 ETC) 呼吸链( EMP—TCA——呼吸链(ETC) TCA 1摩尔葡萄糖完全氧化,一般认为产生38摩尔ATP 摩尔葡萄糖完全氧化,一般认为产生38摩尔ATP 38摩尔 或36摩尔ATP。能量利用率40%左右。 36摩尔ATP。能量利用率40%左右。 摩尔ATP 40%左右 2.PPP的能量转化 2.PPP的能量转化
糖酵解——三羧酸循环 糖酵解 三羧酸循环——呼吸链 呼吸链 三羧酸循环 磷酸戊糖途径 糖酵解——酒精或乳酸发酵途径 酒精或乳酸发酵途径 糖酵解 高等植物的呼吸代谢存在多条途径(图4-1)。 高等植物的呼吸代谢存在多条途径( 一、糖酵解 葡萄糖在无需氧状态下分解成丙酮酸的一系列反 应过程,称为糖酵解( EMP途径 途径)。 应过程,称为糖酵解( EMP途径)。 反应在细胞质中进行。 反应在细胞质中进行。

X(与氧无关) ATP + X(与氧无关)
氧化磷酸化的机理 化学渗透学说( 化学渗透学说(图4-7) 氧化磷酸化与光合磷酸化的区别: 氧化磷酸化与光合磷酸化的区别: (1)磷酸化反应定位不同 (2)建立质子电化学梯度的高能电子来源不同 (3)质子定向移动的方向相反
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三、末端氧化酶系统(图4-8) 末端氧化酶系统( (一)细胞色素氧化酶 (二)交替氧化酶—抗氰呼吸 交替氧化酶 抗 (三)线粒体外的末端氧化酶 1.酚氧化酶 1.酚氧化酶 2.抗坏血酸氧化酶 2.抗坏血酸氧化酶 3.乙醇酸氧化酶体系 3.乙醇酸氧化酶体系
酶 酶 酶
O+能量 2870KJ.mol 能量( 6CO2+6H2O+能量(2870KJ.mol-1)
能量(226KJ 2C2H5OH+2CO2+能量(226KJ.mol-1) CHOHCOOH+能量(197KJ 能量(197 2CH3CHOHCOOH+能量(197KJ.mol-1)
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二、三羧酸循环(TCA) 三羧酸循环(TCA) (一)线粒体的结构和功能(图4-3) 线粒体的结构和功能( (二)化学历程(图4-4) 化学历程(
+2FAD+2(GDP+Pi) 2CH3COCOOH+8NAD++2FAD+2(GDP+Pi)+6H2O→6CO2+8NADH+2FADH2+2GTP
3.光合作用与呼吸作用的比较 3.光合作用与呼吸作用的比较
区别
联系: 联系: 1.拥有相同的辅酶ADP和 1.拥有相同的辅酶ADP和NADP+ 拥有相同的辅酶ADP 2.光合碳循环与PPP相似 2.光合碳循环与PPP相似 光合碳循环与PPP 3.光合释放的氧气可供呼吸利用,呼吸释放的二氧化碳可供光合同化。 3.光合释放的氧气可供呼吸利用,呼吸释放的二氧化碳可供光合同化。 光合释放的氧气可供呼吸利用
二、呼吸作用的生理意义 1.提供植物生命活动所需的能量。 1.提供植物生命活动所需的能量。 提供植物生命活动所需的能量 2.提供有机物合成的原料。 2.提供有机物合成的原料。 提供有机物合成的原料 3.增强植物对伤、病的抵抗能力。 3.增强植物对伤、病的抵抗能力。 增强植物对伤
第二节 植物的呼吸代谢途径
Cyta3
1/2O2
H2O ADP+Pi ATP H+
化学渗透学说
呼吸作用的末端氧化酶系统 呼吸作用的末端氧化酶系统
葡萄糖 果糖 6-磷酸葡萄糖酸
植 物 体 内 主 要 的 呼 吸 途 径
糖 酵 解 途 径
线粒体的结构
三 羧 酸 循 环 的 过 程
戊糖磷酸途径的过程
葡萄糖 ATP ATP ADP
葡萄糖-6-P 葡萄糖 6-P-葡萄糖酸 葡萄糖酸
NDAP+ NDAPH NDAP+
核酮糖-5-P 核酮糖 木酮糖-5-P 木酮糖 甘油醛-3-P 甘油醛 果糖-1, 二 果糖 ,6-二P 磷酸二羟丙酮 果糖-6-P 果糖 甘油醛-3-P 甘油醛
第四章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
呼吸作用
呼吸作用的概念及生理意义 植物的呼吸代谢途径 电子传递和氧化磷酸化 呼吸过程中能量的储存和利用 呼吸作用的调节和控制 影响呼吸作用的因素
第七节 呼吸作用与农业生产
第一节 呼吸作用的概念及意义和场所 一、呼吸作用的概念 生活细胞内的有机物质, 生活细胞内的有机物质,在一系列酶的催化下逐 步氧化分解释放出能量的过程。 步氧化分解释放出能量的过程。 有氧呼吸 C6H12O6+6O2 无氧呼吸 C6H12O6 C6H12O6
第七节 呼吸作用与农业生产
一、呼吸作用的调控与作物栽培 二、呼吸作用与粮油种子的贮藏(图4-12) 呼吸作用与粮油种子的贮藏( 12) 三、呼吸作用果蔬的贮藏 1.果实成长、成熟过程中呼吸作用变化规律: 1.果实成长、成熟过程中呼吸作用变化规律: 果实成长 “呼吸跃变”(图-13) 呼吸跃变” 13) 2.果蔬的贮藏、 2.果蔬的贮藏、运输 果蔬的贮藏
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一、呼吸途径的化学历程 二、呼吸调控与农业生产
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思考题
1.植物呼吸代谢的多条路线有何生物学意义? 1.植物呼吸代谢的多条路线有何生物学意义? 植物呼吸代谢的多条路线有何生物学意义 2.为什么说长时间的无氧呼吸会使陆生植物受伤, 2.为什么说长时间的无氧呼吸会使陆生植物受伤,甚至死 为什么说长时间的无氧呼吸会使陆生植物受伤 亡? 3.TCA循环、PPP、EMP途径各发生在细胞的什么部位?各 TCA循环、PPP、 途径各发生在细胞的什么部位? TCA循环 途径各发生在细胞的什么部位 有何生理意义? 有何生理意义? 4.如何协调温度、湿度及气体的关系来做好果蔬的贮藏? 4.如何协调温度、湿度及气体的关系来做好果蔬的贮藏? 如何协调温度 5.呼吸作用与谷物种子贮藏的关系如何? 5.呼吸作用与谷物种子贮藏的关系如何? 呼吸作用与谷物种子贮藏的关系如何 6.为什么说油料种子播种时应注意适当浅播? 6.为什么说油料种子播种时应注意适当浅播? 为什么说油料种子播种时应注意适当浅播 名词解释: 名词解释:呼吸商 温度系数 呼吸跃变 呼吸作用
NDAPH
核糖-5-P 核糖 景天庚糖-7-P 景天庚糖 赤藓糖-4-P 赤藓糖 木酮糖-5-P 木酮糖
呼吸链的组成和定位 呼吸链的组成和定位
H+ 膜间空隙 膜间空隙 Ⅰ Fe-S FMN 基质 NADH NAD+ Ⅲ H+
Cytc
H+
H+

CytaⅤeⅡ源自Fe-S FADUQ库 库
e
抗氰 呼吸
Cytc1 Fe-S Cytb
二、氧化磷酸化 1.底物水平磷酸化 1.底物水平磷酸化 X~ P + ADP 2.氧化磷酸化 2.氧化磷酸化 氧化磷酸化是指在ATP合酶催化下, 氧化磷酸化是指在ATP合酶催化下,与电子传递 是指在ATP合酶催化下 相偶联,将ADP和磷酸合成ATP的过程。 相偶联, ADP和磷酸合成ATP的过程。 和磷酸合成ATP的过程 两个电子传递体释放的能量大于35.5kJ/mol, 两个电子传递体释放的能量大于35.5kJ/mol,可 35.5kJ/mol 以合成1 以合成1molATP. 磷氧比(P/O) 每消耗1mol氧由ADP合成ATP的 氧由ADP合成ATP 磷氧比(P/O): 每消耗1mol氧由ADP合成ATP的 mol数 mol数。
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