植物生理学：第三节 呼吸链和氧化磷酸化
有氧呼吸名词解释植物生理学
有氧呼吸名词解释植物生理学有氧呼吸是植物生理学中一个重要的过程，它指的是植物细胞中利用氧气（O2）氧化有机物质以产生能量的过程。
有氧呼吸是植物细胞中能量供应的关键途径之一，通过此过程，植物能够从有机物中释放出能量，并将其用于维持生命活动、生长和发育。
以下是有关有氧呼吸的详细解释，涵盖了其机制、调控和重要性。
一、有氧呼吸机制：有氧呼吸是一个复杂的过程，可以分为三个主要阶段：糖解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
下面对这些阶段进行详细解释：1. 糖解（Glycolysis）：糖解是有氧呼吸的起始阶段，发生在细胞质中。
在糖解过程中，葡萄糖分子被分解成两个三碳化合物，即丙酮酸和磷酸二酸（pyruvate）。
这个过程产生少量的ATP（三磷酸腺苷）和NADH（还原型辅酶NAD+），同时释放出一些水和热能。
2. 三羧酸循环（Citric Acid Cycle）：三羧酸循环也被称为克雷布循环或柠檬酸循环，它是有氧呼吸的第二个阶段，发生在线粒体的基质中。
在三羧酸循环中，每个磷酸二酸分子被氧化成二氧化碳，并释放出高能电子，这些电子被捕获到辅酶NAD+和辅酶FAD（腺嘌呤核苷二核苷酸）中，生成NADH和FADH2。
同时，三羧酸循环还产生一些ATP和GTP（三磷酸鸟苷）。
3. 氧化磷酸化（Oxidative Phosphorylation）：氧化磷酸化是有氧呼吸的最后一个阶段，也是能量产生的主要阶段。
它发生在线粒体的内膜上的呼吸链中。
在氧化磷酸化过程中，NADH和FADH2释放出的高能电子被逐步通过一系列的酶和辅酶传递，最终被氧气接受，生成水。
这个过程中产生的能量被用于推动ATP合成酶，使其合成ATP。
这个过程称为化学耦合，因为能量释放与ATP 合成紧密耦合在一起。
二、有氧呼吸的调控：植物细胞中的有氧呼吸受到多种内外因素的调控。
以下是一些常见的调控因素：1. 氧气浓度：有氧呼吸需要氧气作为底物，因此氧气浓度是一个重要的调控因素。
植物生理学第4-1章章呼吸作用
戊糖磷酸途径 (PPP) pentose phosphate pathway 在高等植物中，还发现可以不经过EMP生成丙酮酸而进行有氧呼吸的途径，就是PPP途径。即葡萄糖被胞质溶胶和质粒中的可溶性酶直接氧化，产生NADPH和一些磷酸糖的酶促过程。 6G6P+12NADP++7H2O 6CO2 +12NADPH + 12H+ +5G6P+Pi 发生在细胞质中 在成熟和老年组织中及逆境时发生较多
葡萄糖 ATP ATP 磷酸葡萄糖 → 磷酸果糖 二磷酸果糖 磷酸甘油醛 乙醇 2 NADH 二磷酸甘油酸 乙醛 2ATP 2ATP 丙酮酸 磷酸烯醇 磷酸甘油酸 式丙酮酸
淀粉、葡萄糖或果糖在细胞质内，在一系列酶的参与下分解成丙酮酸的过程。
C6H12O6+2ADP+2NAD++2Pi
2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+ +2H2O
对高等植物来说，不管是有氧呼吸还是无氧呼吸，糖的分解都先经过糖酵解阶段，形成丙酮酸， 然后才分道扬镳。
葡萄糖→→丙酮酸 无氧 →无氧呼吸→酒精或乳酸 有氧 → TCA循环→CO2
呼吸代谢途径※
糖酵解途径(EMP)---在细胞质进行
乙醇发酵和乳酸发酵---在细胞质进行
三羧酸循环 (TCA)---在线粒体进行
磷酸戊糖途径(PPP)---在细胞质进行
乙醛酸循环---在乙醛酸体、线粒体进行
乙醇酸氧化途径---在细胞质进行
第二节 植物的呼吸代谢途径
糖酵解(EMP) Embden,Meyerhof,Parnas
无氧呼吸（发酵） 指细胞在无氧条件下，把淀粉、葡萄糖等有机物质分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。 高等植物无氧呼吸可产生酒精或乳酸： C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 +Δ G（-226kj） C6H12O6 2CH3CHOHCOOH+Δ G（-197kj） 苹果、香蕉等贮藏过久有酒味，稻谷酿酒。 胡萝卜和甜菜的块根等贮藏过久有乳酸味。 无氧呼吸是植物适应生态多样性的表现。
第三节 电子传递与氧化磷酸化
第三节电子传递与氧化磷酸化三羧酸循环等呼吸代谢过程中脱下的氢被NAD+或FAD所接受。
细胞内的辅酶或辅基数量是有限的，它们必须将氢交给其它受体之后，才能再次接受氢。
在需氧生物中，氧气便是这些氢的最终受体。
这种有机物在生物活细胞中所进行的一系列传递氢和电子的氧化还原过程，称为生物氧化(biological oxidation)。
生物氧化与非生物氧化的化学本质是相同的，都是脱氢、失去电子或与氧直接化合，并产生能量。
然而生物氧化与非生物氧化不同，它是在生活细胞内，在常温、常压、接近中性的pH和有水的环境下，在一系列的酶以及中间传递体的共同作用下逐步地完成的，而且能量是逐步释放的。
生物氧化过程中释放的能量可被偶联的磷酸化反应所利用，贮存在高能磷酸化合物（如ATP、GTP等）中，以满足需能生理过程的需要。
线粒体中氧化磷酸化反应的一般机理一、呼吸链的概念和组成所谓呼吸链(respiratory chain)即呼吸电子传递链(electron transport chain)，是线粒体内膜上由呼吸传递体组成的电子传递总轨道。
呼吸链传递体能把代谢物脱下的电子有序地传递给氧，呼吸传递体有两大类：氢传递体与电子传递体。
氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有NAD+、FMN、FAD、UQ等。
它们既传递电子，也传递质子；电子传递体包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白。
呼吸链传递体传递电子的顺序是：代谢物→NAD+→FAD→UQ→细胞色素系统→O2。
呼吸链中五种酶复合体(enzyme complex)的组成结构和功能简要介绍如下(图5-11，5-12)。
图 5-11 植物线粒体内膜上的复合体及其电子传递Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别代表复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ； UQ库代表存在于线粒体中的泛醌库1.复合体Ⅰ 又称NADH∶泛醌氧化还原酶(NADH∶ubiquinone oxidoreductase)。
分子量700X103～900X103,含有25种不同的蛋白质,包括以黄素单核苷酸(flav in mononucleotide,FMN)为辅基的黄素蛋白和多种铁硫蛋白，如水溶性的铁硫蛋白(iron sulfur protein,IP)、铁硫黄素蛋白(iron sulfur flavoprotein，FP)、泛醌(ubiquinone,UQ)、磷脂(phospholipid)。
植物生理学名词解释
植物生理学名词解释1、渗透势：由于溶质作用使细胞水势降低的值。
2 呼吸商：植物在一定时间内放出的CO2与吸收O2的比值。
3 荧光现象：叶绿素吸收的光能从第一单线态以红光的形式散失，回到基态的现象。
4 光补偿点：光饱和点以下，使光合作用吸收的CO2与呼吸作用放出的CO2相等的光强。
6 生长调节剂：人工合成的，与激素功能类似，可调节植物生长发育的活性物质。
7 生长：由于细胞分裂和扩大引起的植物体积和重量的不可逆增加。
8 光周期现象：植物通过感受昼夜长短的变化而控制开花的现象。
9 逆境：对植物生长发育有利的各种环境因素的总称。
10 自由水：在植物体内不被吸附，可以自由移动的水。
11、C02补偿点:植物光合同化C02量与呼吸释放C02量达到动态平衡时，环境C02含量。
12. 植物细胞全能性：植物的每个细胞均含有母体的全套基因，并在适宜条件下均能发育成完整个体的潜在能力。
13、氧化磷酸化：是指电子通过呼吸链传递给分子氧和生成水，并偶联ADP和磷酸生成A TP的过程。
14、源-库单位：代谢源与代谢库及其二者之间的输导组织；或同化物供求上有对应关系的源与库的合称。
15.乙烯的三重反应：随着浓度的升高，乙烯抑制茎的伸长生长、促进茎或根的横向增粗以及茎的横向地性生长的现象。
16、P680：光合作用中光系统II（PSII）的中心色素分子，主要特征是吸收680nm的红光，并进行光化学反应。
17、PEP：磷酸烯醇式丙酮酸，为C4循环途径中C02的受体，与C02结合形成草酰乙酸。
18．RQ：为呼吸商，指植物呼吸过程中，放出的体积与吸收O的体积之比。
19．逆境蛋白：逆境环境，如干旱、高温、低温、盐碱、病原菌、紫外线等诱导植物体内形成新的蛋白质的统称。
20诱导酶又叫适应酶。
指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶。
２1、光饱和点：在光照强度较低时，光合速率随光强的增加而相应增加；光强进一步提高时，光合速率的增加逐渐减小，当超过一定光强时即不再增加，这种现象称光饱和现象。
植物生理学教案8
基本内容第三节电子传递与氧化磷酸化（electron transport and oxidative phosphorylation）。
有机物质在生物体细胞内进行氧化分解，生成二氧化碳、水和释放能量的称为生物氧化（biological oxidation）。
一、呼吸链（respiratory chain）糖酵解和三羧酸循环中所产生的NADH+H+不能直接与游离的氧分子结合，需要经过电子传递链传递后，才能与氧结合。
电子传递链（electron transport chain）亦称呼吸链（respiratory chain），就是呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程。
组成电子传递链的传递体可分为氢传递体和电子传递体。
氢传递体传递氢（包括质子和电子，以2H++2e-表示），它们作为脱氢酶的辅助因子，有下列几种：NAD（即辅酶Ⅰ）、NADP（即辅酶Ⅱ）、黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），它们都能进行氧化还原反应。
电子传递体是指细胞色素体系和铁硫蛋白（Fe-S），它们只传递电子。
细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的结合蛋白质，根据吸收光谱的不同分为a、b和c 3类，每类又再分为若干种。
细胞色素传递电子的机理，主要是通过铁卟啉辅基中的铁离子完成的，Fe3+在接受电子后还原为Fe2+，Fe2+传出电子后又氧化为Fe3+。
植物线粒体的电子传递链位于线粒体的内膜上，由5种蛋白复合体（protein complex）组成（图4-6）。
1、复合体Ⅰ（complex I）也称NADH脱氢酶（NADH dehydrogenase），由结合紧密的辅因子FMN和几个Fe-S中心组成，其作用是将线粒体基质中的NADH+H+的2对电子即4个质子泵到膜间间隙（intermembrane space）,同时复合体也经过Fe-S中心将电子转移给泛醌（ubiquinone, UQ或Q）。
氧化磷酸化名词解释生物化学
氧化磷酸化名词解释生物化学一、氧化磷酸化名词解释呼吸链的主要功能是产生能量货币ATP。
当电子沿着呼吸链向下游传递的时候总伴随着自由能的释放，释放的自由能有很大一部分用来驱动ATP的合成，这种与电子传递偶联在一起的合成ATP方式被称为氧化磷酸化（OxP）。
二、氧化磷酸化的偶联机制1、化学渗透学说该学说由Peter Mitchell于1961年提出，其核心内容是电子在沿着呼吸链向下游传递的时候，释放的自由能转化为跨线粒体内膜（或跨细菌质膜）的质子梯度，质子梯度中蕴藏的电化学势能直接用来驱动ATP的合成。
驱动ATP合成的质子梯度通常被称为质子驱动力（pmf），它由化学势能（质子的浓度差）和电势能（内负外正）两部分组成。
支持化学渗透学说的主要证据：•氧化磷酸化的进行需要完整的线粒体内膜的存在。
•使用精确的pH计可以检测到跨线粒体内膜的质子梯度存在。
据测定，一个呼吸活跃的线粒体的膜间隙的pH要比其基质的pH 低0.75个单位。
•破坏质子驱动力的化学试剂能够抑制ATP的合成。
•从线粒体内膜纯化得到一种酶能够直接利用质子梯度合成ATP，此酶称为F1F0-ATP合酶。
•人工建立的跨线粒体内膜的质子梯度也可驱动ATP的合成2、结合变化学说1977年Paul D. Boyer提出的结合变化学说能正确地解释F1F0-ATP 合酶的作用机理。
结合变化学说可简化为：质子流动→驱动C单位转动→带动γ亚基转动→诱导β亚基构象变化→ATP释放和重新合成。
支持结合变化学说的证据：•18O同位素交换实验•John Walker获得的F1的晶体结构清楚地表明，3个β亚基处于不同的构象并和不同的核苷酸配体结合•日本科学家采取特别的手段直接观察到F1的旋转催化三、氧化磷酸化的解偶联氧化磷酸化与呼吸链通常是紧密偶联的，但是，低水平的质子泄漏时刻发生在线粒体内膜上，因此，确切地说，线粒体通常是部分解偶联的。
解偶联一般是受解偶联剂作用所致。
解偶联剂的作用机制在于它们能够快速地消耗跨膜的质子梯度，使得质子难以通过F1F0-ATP合酶上的质子通道来合成ATP，从而将贮存在质子梯度之中的电化学势能转变成热。
植物生理学之 第三章 植物的呼吸作用
第三章植物的呼吸作用一、名词解释1．呼吸作用2．有氧呼吸3．无氧呼吸4．呼吸跃变5．氧化磷酸化6．P/O 7．无氧呼吸消失点8．抗氰呼吸9．糖酵解10．三羧酸循环11．磷酸戊糖途径12．巴斯德效应13．末端氧化酶14．温度系数15．呼吸链16．氧化磷酸化17．伤呼吸18．呼吸效率19．呼吸商20．呼吸速率．二、写出下列符号的中文名称1. EMP2. FAD3. DHAP4. GSSC5. FMA6. GAC7.Cyt8. GAS9. HMP 10. FP11. UQ 12. PPP 13. TCA14.GAP 15. DNP三、填空题1．呼吸作用的糖酵解是在细胞的进行的，磷酸戊糖途径是在细胞的进行，三羧酸循环是在进行。
2．有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别是______，它们开始走的共同途径是______。
3. 植物组织衰老时，磷酸戊糖支路在呼吸代谢途径中所占比例。
4．一分子的葡萄糖经过糖酵解净产生______个A TP。
5. 植物呼吸代谢多样性表现在、和。
6. 糖酵解和戊糖磷酸途径之间有一个重要区别，即氧化还原的辅酶不同，糖酵解是______，而戊糖磷酸途径是______。
7.呼吸商为1.0时，说明被氧化为，呼吸商＜1.0时，被氧化物为，大于1.0时，被氧化物为。
8. 调节控制糖酵解过程的反应速度时，催化三个主要控制反应的酶是______、______、______。
糖酵解的酶系定位于______内，三羧酸循环酶系定位于______内，呼吸链的组分定位于______。
9. 酚氧化酶是一种含______的氧化酶，存在于______，______内。
这种酶在制茶中有重要作用，在制绿茶时要立即杀青，防止______，避免______产生，保持茶气清香。
10. 产生丙酮酸的糖酵解过程是______与______的共同途径。
11. 无氧呼吸的特征是______，底物氧化降解______，大部分底物仍是______，因而释放______少。
呼吸链与氧化磷酸化
呼吸链与氧化磷酸化呼吸链是细胞内的一个重要代谢过程，负责产生细胞所需的能量。
而氧化磷酸化是呼吸链中的最后一步，它将呼吸链过程中所产生的能量转化为细胞内的三磷酸腺苷（ATP）。
本文将详细介绍呼吸链和氧化磷酸化的相关知识。
一、呼吸链的概述呼吸链是细胞内的一系列酶和分子复合物组成的蛋白质链，其作用是将有机物质在细胞内氧化分解，同时释放出能量。
呼吸链的过程可以分为四个复合物：复合物Ⅰ、复合物Ⅱ、复合物Ⅲ和复合物Ⅳ，以及两个载体分子：辅酶Q和细胞色素C。
1. 复合物Ⅰ：复合物Ⅰ是呼吸链的起始点，它将NADH的电子和质子转移到辅酶Q上，并释放出能量。
2. 复合物Ⅱ：复合物Ⅱ接受来自有机物质的电子，并将它们转移到辅酶Q上。
3. 复合物Ⅲ：复合物Ⅲ将辅酶Q上的电子和质子转移到细胞色素C 上，细胞色素C则将电子传递给复合物Ⅳ。
4. 复合物Ⅳ：复合物Ⅳ将电子从细胞色素C转移到最终受体氧气上，同时将质子跨膜输运，形成质子梯度。
5. 辅酶Q和细胞色素C：辅酶Q和细胞色素C作为电子和质子的载体，在呼吸链中不断传递电子，并参与质子泵运输。
二、氧化磷酸化的概述氧化磷酸化是呼吸链的最后一步，其作用是将呼吸链过程中产生的质子梯度和电子传递的能量转化为细胞内的三磷酸腺苷（ATP）。
氧化磷酸化包括两个主要过程：氧子耦联和ATP合成。
1. 氧子耦联：氧子耦联是通过复合物Ⅳ将电子传递给氧气，形成水的过程。
在这个过程中，复合物Ⅳ释放出能量，用来推动质子向细胞外膜跨越，并形成质子梯度。
2. ATP合成：ATP合成是质子从细胞外膜返回细胞内膜的过程，通过ATP合酶（ATP synthase）将ADP和磷酸基团结合生成ATP。
这个过程被称为化学耦联，因为它将质子梯度的能量转化为ATP的化学能。
三、呼吸链和氧化磷酸化的相互关系呼吸链和氧化磷酸化是密切相关的，呼吸链产生的质子梯度提供了氧化磷酸化所需的能量。
而氧化磷酸化则利用质子梯度推动ATP的合成，为细胞提供能量。
氧化磷酸化名词解释植物生理学
氧化磷酸化名词解释植物生理学
氧化磷酸化，生物化学过程，在真核细胞的线粒体或细菌中，是物质在体内氧化时释放的能量通过呼吸链供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应。
作用：
氧化磷酸化作用是指有机物包括糖、脂、氨基酸等在分解过程中的氧化步骤所释放的能量，驱动ATP合成的过程。
在真核细胞中，氧化磷酸化作用在线粒体中发生，参与氧化及磷酸化的体系以复合体的形式分布在线粒体的内膜上，构成呼吸链，也称电子传递链。
其功能是进行电子传递、H+传递及氧的利用，产生H2O和ATP。
扩展：这种复合体一般有四个部分组成：复合体1.NADH－Q还原酶，复合体2.琥珀酸—Q还原酶．复合体3.细胞色素还原酶．4细胞色素氧化酶。
电子在电子载体的传递过程为：NADH或FADH2 －－Q（泛醌）——细胞色素c——O2(形成水和ATP的过程）。
植物生理学-植物的呼吸作用
三、三羧酸循环
2.三羧酸循环的化学历程 全程反应共9步。 总反应式为：
CH3COCOOH+4NAD++FAD+ADP+Pi+2H2O 3CO2+4NADH+4H++FADH2+ATP
3.三羧酸循环的生理意义
（1）TCA 循环是生物体利用糖或 其他物质氧化获得能量的主要途径。
（2）从物质代谢来看,TCA循环中 有许多重要中间产物与体内其他代 谢过程密切相连, 相互转变。可以 说,TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质 及次生物质代谢和转化的枢纽。
植物的呼吸作用
本章重点：
1、呼吸作用的多样性及其意义。
2、EMP、TCAC、PPP途径在细胞中的定 位及其生理意义，抗氰呼吸及其意义。
3、影响呼吸作用的因素及其与农产品采 后贮藏的关系。
第一节
呼吸作用的概念及其生理意义
一、 呼吸作用的概念和类型
呼吸作用(respiration)是氧化有机 物并释放能量的异化作用 disassimilation) 。
2.呼吸链的组成 组成呼吸链的传递体可分为氢传递体和电子传递体两类。
氢传递体H（H++e），是一些脱氢酶的辅酶或辅基， 主要有NAD、NADP、FMN、FAD、UQ等。
电子传递体，是指细胞色素体系和铁硫蛋白（Fe–S）， 它们只传递电子。
呼吸传递体位于线粒体内膜上，由以下5种蛋白质复合体组成 (1)复合体Ⅰ(NADH:泛醌氧化还原酶) (2)复合体Ⅱ(琥珀酸:泛醌氧化还原酶) (3)复合体Ⅲ(UQH2 :细胞色素C氧化还原酶) (4)复合体Ⅳ(Cytc:细胞色素氧化酶) (5)复合体Ⅴ(ATP合成酶)
（3）TCA循环中的5次脱氢过程，氢经过一系列 传放递的体 能的 量传 贮递 存，在最AT后P分与子O2内的。结合形成水，所释
植物生理学名词解释
第四章呼吸作用一、名词解释1、呼吸作用：生物体内的有机物质通过氧化还原而产生CO2，同时释放能量的过程。
2、有氧呼吸：指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成水，同时释放能量的过程。
3、三羧酸循环：丙酮酸在有氧条件下由细胞质进入线粒体逐步氧化分解，最终生成水和二氧化碳。
4、生物氧化：指有机物质在生物体内进行氧化分解，生成CO2和H2O，放出能量的过程。
5、呼吸链：呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到氧分子的总轨道。
6、氧化磷酸化：在生物氧化过程中，电子经过线粒体的呼吸链传递给氧（形成水分子），同时使ADP被磷酸化为ATP的过程。
7、呼吸商：又称呼吸系数。
是指在一定时间内，植物组织释放CO2的摩尔数与吸收氧的摩尔数之比。
8.糖酵解：胞质溶胶中的己糖在无氧或有氧状态下分解成丙酮酸的过程。
二、填空题1、呼吸作用的糖的分解代谢途径中，糖酵解和戊糖磷酸途径在细胞质中进行；三羧酸循环途径在线粒体中进行。
三羧酸循环是英国生物化学家Krebs 首先发现的。
2、早稻浸种催芽时，用温水淋种和时常翻种，其目的就是使呼吸作用正常进行。
当植物组织受伤时，其呼吸速率加快。
春天如果温度过低，就会导致秧苗发烂，这是因为低温破坏了线粒体的结构，呼吸“空转”，缺乏能量，引起代谢紊乱的缘故。
3.呼吸链的最终电子受体是O2氧化磷酸化与电子传递链结偶联，将影响_ ATP _的产生。
4.糖酵解是在细胞细胞基质中进行的，它是有氧呼吸和无氧呼吸呼吸的共同途径。
5.氧化磷酸化的进行与ATP合酶密切相关，氧化磷酸化与电子传递链解偶联将影响__ ATP__的产生。
6.植物呼吸过程中，EMP的酶系位于细胞的细胞基质部分，TCA的酶系位于线粒体的线粒体基质部位，呼吸链的酶系位于线粒体的嵴部位。
7. 一分子葡萄糖经有氧呼吸彻底氧化，可净产生__38__分子ATP，•需要经过__6_底物水平的磷酸化。
植物生理
植物生理学复习1.氧化磷酸化：是指呼吸链上的氧化过程，伴随着ADP被磷酸化为ATP的作用。
2.P/O：指呼吸链中每消耗1个氧原子与用去Pi或产生ATP的分子数。
3.抗氰呼吸：某些植物组织对氰化物不敏感的那部分呼吸。
即在有氰化物存在的情况下仍能够进行其它的呼吸途径。
4.糖酵解：指在细胞质内所发生的，由葡萄糖分解为丙酮酸的过程。
5.三羧酸循环：丙酮酸在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解CO2的过程。
6.末端氧化酶：是指处于生物氧化作用一系列反应的最末端，将底物脱下的氢或电子传递给氧，并形成H2O或H2O2的氧化酶类。
7.呼吸链：呼吸代谢中间产物随电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总轨道。
8.氧化磷酸化：是指呼吸链上的氧化过程，伴随着ADP被磷酸化为ATP的作用。
9.植物生长物质：调节植物生长发育的物质。
10.植物激素：是指一些在植物体内合成，并从产生之处运往作用部位，对生长发育起调控作用的微量（0.5）有机物。
11.植物生长调节剂：指一些具有植物激素活性的人工合成的物质。
12.三重反应：乙烯可抑制黄化豌豆幼苗上胚轴的伸长生长，促进其加粗生长，地上部分失去负向地性生长（偏上生长）。
13.极性运输: 是指生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输。
14.程序性细胞死亡：是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序性的死亡，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，因而是具有生理性和选择性的。
15.细胞全能性：植物的每个细胞均含有母体的全套基因，并在适宜条件下均能发育成完整个体的潜在能力。
16.愈伤组织: 原是指植物在受伤后于伤口表面形成的一团薄壁细胞，在组培中，则指在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞。
特征：细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞.17.脱分化: 是指分化细胞失去特有的结构和功能变为未分化细胞特性的过程，即分化的细胞在适当的条件下转变为胚性状态而重新获得分裂能力的过程。
《植物生理学》第三章植物的呼吸作用复习题及答案
《植物生理学》第三章植物的呼吸作用复习题及答案一、名词解释1.呼吸作用（respiration）：生活细胞内的有机物,在酶的参与下，逐步氧化分解并释放能量的过程。
2.有氧呼吸（aerobic respiration）：生活细胞利用分子氧,将某些有机物质彻底氧化分解,形成CO2和H2O，同时释放能量的过程。
3.无氧呼吸（anaerobic respiration）：生活细胞在无氧条件下，把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。
微生物的无氧呼吸通常称为发酵（fermentation）。
4. 呼吸跃变(respiratory climacteric)：果实成熟过程中，呼吸速率突然增高，然后又迅速下降的现象。
呼吸跃变的产生与外界温度和果实内乙烯的释放密切相关。
呼吸跃变是果实进入完熟的一种特征，在果实贮藏和运输中，重要的问题是降低温度,抑制果实中乙烯的产生，推迟呼吸跃变的发生，降低其发生的强度，延迟果实的完熟。
5. 氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)：在线粒体内膜上电子经电子传递链传递给分子氧生成水,并偶联ADP和Pi生成ATP的过程。
它是需氧生物生物氧化生成ATP的主要方式。
6. P/O：磷氧比，氧化磷酸化的活力指标，指每吸收一个氧原子所能酯化的无机磷的数目,即有几个无机磷与ADP形成了ATP。
呼吸链中两个质子和两个电子从NADH＋H+开始传至氧生成水，一般可形成3分子的ATP，其P/O比为3。
7. 无氧呼吸消失点(anaerobic respiration extinction point)：无氧呼吸停止进行的最低氧浓度(10%左右)称为无氧呼吸消失点。
8.抗氰呼吸(cyanide resistant respiration) ：对氰化物不敏感的那一部分呼吸。
抗氰呼吸可以在某些条件下与电子传递主路交替运行，因此，这一呼吸支路又称为交替途径(alternative pathway)。
氧化磷酸化和呼吸链复合体
氧化磷酸化和呼吸链复合体
氧化磷酸化是细胞内能量产生的主要途径之一，它通过将ADP和Pi反应生成ATP来提供细胞所需的能量。
而呼吸链复合体则是实现氧化磷酸化的关键组成部分。
氧化磷酸化和呼吸链复合体之间的关系紧密相连。
氧化磷酸化的过程需要通过呼吸链复合体中的一系列酶的协同作用来完成，其中涉及到许多生物大分子的参与。
这些生物大分子中包括多种酶类、蛋白质、脂类和核酸等。
氧化磷酸化的过程涉及到三个蛋白复合体：NADH-脱氢酶复合体、细胞色素c氧化酶复合体和ATP合成酶复合体。
其中，NADH-脱氢酶复合体和细胞色素c氧化酶复合体是呼吸链复合体中的两个关键组
成部分。
它们通过不同的途径将氢离子从细胞内转移到细胞外，从而产生电化学梯度，为ATP的合成提供动力。
总之，氧化磷酸化和呼吸链复合体是细胞内多个生物大分子的协同作用，实现了细胞内的能量转化和供能。
对于细胞的正常运转和生命活动具有非常重要的意义。
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植物生理学：第三节 呼吸链和氧化磷酸化
• UQ：
• 高度脂溶性分 子，可在膜内 自由扩散;
• 很多UQ分子 组成可以移动 的e受体库;
• 在复合体I和 复合体III之间 传递e
复合体 I：NADH-UQ氧化还原酶：
含多个蛋白，具有1个紧密结合的FMN和数个非血红素Fe-S
中心 ；
接受 NADH上脱下的e，并把e传递给UQ；同时将H＋由基质 跨膜转运到膜间空间。
糖的分解途径有氧呼吸小结第三节呼吸链和氧化磷酸化emp和tca途径中形成的nadh和fadh2在线粒体中进一步被氧化并伴随着atp形成的过程一呼吸链电子传递链nadh和fadh2脱下h和和e其其e由线粒体内膜上按顺序排列的e传递体传递到分子o的总轨迹?4个大的多分子复合体
糖的分解途径(有氧呼吸)小结
复合体IV （细胞色素c氧化酶）：
含Cyt a、Cyt a3和Cu的多蛋白复合体； 接受Cyt c 传来的e (即氧化Cyt c )，将e 传递给分子 O (还原O分子生成水 ) ； 跨膜转运H＋ 。
复合体 II (琥珀酸脱氢酶): 唯一位于线粒体内膜上的TCA循环中的酶， 全名为琥珀酸－UQ氧化还原酶；
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交替呼吸途径(Alternative respiratory pathway):
由复合体I或II脱下的e,从UQ经由交替氧化酶(alternative oxidase)最终传递给分子O
• 从NADH脱下的e不通过复合体IV传递给O，因此该途径不 受CN-(N3- or CO)的抑制，即对CN-不敏感，故又称抗氰呼 吸
• 通常，交替氧化酶对 O的亲和力低于细胞 色素氧化酶，e传递 以主路进行
五、末端氧化酶的多样性
生物氧化呼吸链和氧化磷酸化
泛醌
是一种脂溶性的醌类化合物，其分子中的苯醌 结构能进行可逆的加氢反应，故也属于递氢体。
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细胞色素
细胞色素属于电子传递体，其传递电子的方式如下：
2Cyt•Fe3+ + 2e－
2Cyt•Fe2+
细胞色素 是属于色蛋白类 的结合蛋白质，辅基是铁卟 啉的衍生物，因其有颜色又 普遍存在于细胞内，故称为 细胞色素。根据其结构与吸 收光谱的不同可将细胞色素 分为a、b和c三类。
节首
章首
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸
利用分子中烟酰胺基团的可逆性还原而递氢，还原形
成的NADH即可参与组成呼吸链而进行电子传递。
NAD＋和NADH结构示意图
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铁硫蛋白（铁硫中心）
分子中常含2或4个Fe（称非血红素铁）和2或4个对酸
不稳定硫，其中一个Fe原子能可逆地还原而传递电子。 在NADH脱氢酶和琥珀酸脱氢酶中均含有多个不同的 铁硫蛋白，它们可将电子由FMNH2（或FADH2）转移到 泛醌上。
第一节 线粒体的结构与功能
一、线粒体的基本特征
真核生物中，氧化磷酸化在线粒体中进行。
外膜含蛋白相对较少，容许分子量小于10000的离子和水 溶性代谢物跨膜扩散；
内膜含有丰富的蛋白质，向线粒体腔内高度皱褶形成“嵴”， 使得表面积大大增加。内膜容许不带电荷的分子（例如水、 分子氧和二氧化碳）通透，但大的极性分子和离子不能自由 通透，需要特殊的跨膜转运蛋白协助才行；
• 由于NADH和NAD＋都不能通过扩散跨过线 粒体内膜，所以需要转运系统来转运。生物 体内主要存在着两种穿梭机制：甘油磷酸穿 梭机制和苹果酸-天冬氨酸穿梭机制。
什么现象？为什么？ • 4. 简述ADP对呼吸链的调控作用。 • 5. 比较电子传递抑制剂，氧化磷酸化抑制剂
植物生理学呼吸氧化磷酸化等
抗氰呼吸的强弱还与发育状态、 外界条件有关。
当一些含糖丰富的细胞进行过快 的EMP-TCA循环时，正常的电子 传递主路无法及时传递所有产生的 2H+和2e-时，抗氰呼吸活性就明显 增加。
抗氰呼吸的生理意义：
1）利于授粉。当气温较低而花序温度 升高，有利于花序发育。但产热爆发 时还产生挥发性的胺、吲哚、萜类， 呈腐败气味，引诱昆虫帮助授粉。
组装： 氢传递体和电子传递体组成5种复合体。
呼吸链成员组成的酶复合体
1） 复合体Ⅰ：即NADH-泛醌氧化还原酶， 可被鱼藤酮、巴比妥酸抑制。功能：
（1）将线粒体基质中的 NADH+H+ 中的2H+ 转移到膜间间隙；
（2）将2个电子经过Fe-S传递到UQ，UQ与 基质中的2H+结合，还原成UQH2。
该酶承担细胞内约80%的耗氧量
2.交替氧化酶：
人们早就发现，天南星科海芋属植物在 开花时，其佛焰花序的呼吸速率比通常植 物呼吸速率高100倍以上，同时花序组织 温度高出环境温度25 ℃左右（高达40℃）， 可维持约7h。
研究还发现，这种呼吸不受-CN、-N3、 CO等呼吸抑制剂所抑制，表明其末端氧 化酶并不是通常的细胞色素氧化酶。
正常情况下，质子和电子沿电子传 递主链进行传递，P/O比为3；
在解偶链剂（如2,4-二硝基苯酚， 简称DNP）等存在时，P/O比降低。
寡霉素等氧化磷酸化抑制剂直接作 用于ATP合成酶，ATP不能合成。
DNP的解偶联原理：
酸性环境下DNP接受质子成为脂溶性物 质，透过线粒体内膜，同时将质子带入 内膜以内，破坏了跨内膜的pmf而引起 解偶联现象。
催 化 电 子 从 还 原 型 Cytc 到 O2 ， 被 激 活 的O2与线粒体基质中的H结合生成H2O。
呼吸链与氧化磷酸化（一）
呼吸链与氧化磷酸化（一）糖酵解和三羧酸循环放出的能量，多数储存在还原辅酶中，仅有少部分以底物水平磷酸化的方式直接形成ATP。
还原辅酶中的能量需要通过氧化磷酸化过程合成ATP，才能被利用。
还原辅酶上的电子如果传递给电负性更强（氧化还原电位更高）的物质，可以放出能量，差值越大，放能越多。
但如果直接传递到氧，会因一次放出过多能量而导致反应过于剧烈，无法控制。
所以需氧生物采用一系列氧化还原电位介于二者之间的电子载体，构成一个梯度适当的传递链，让这个过程逐步进行。
这样既有利于控制，又可提高利用效率。
这一系列由电子载体构成的，从NADH或FADH2向氧传递电子的系统就叫做呼吸链（respiratory chain）或电子传递链（electron transport chain）。
原核细胞的呼吸链位于质膜上，真核细胞则位于线粒体内膜上。
真核生物的呼吸链定位于线粒体内膜，引自维基百科还原辅酶通过呼吸链再氧化的过程称为电子传递过程。
辅酶运载的氢以质子形式脱下，电子则沿呼吸链转移到分子氧，形成离子型氧，再与质子结合生成水。
放出的能量则使ADP和磷酸生成ATP。
电子传递和ATP形成的偶联机制称为氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）。
还原辅酶的电子逐步传递到氧，是氧化；ADP生成ATP是磷酸化。
这两个过程偶联在一起，以电子传递的能量推动ATP合成，所以称为氧化磷酸化。
与此相对应，生物体通过其它高能化合物的基团转移来合成ATP，称为底物水平磷酸化。
绿色植物通过光合作用，利用光能合成ATP，称为光合磷酸化。
在葡萄糖的分解代谢中，一分子葡萄糖共生成10个NADH和2个FADH2，其标准生成自由能是613千卡，而在燃烧时可放出686千卡热量，即90％贮存在还原型辅酶中。
呼吸链使这些能量逐步释放，有利于形成ATP和维持跨膜电势。
呼吸链包含15种以上组分，主要由4种酶复合体和2种可移动电子载体构成。
其中复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、辅酶Q和细胞色素C的数量比为1：2：3：7：63：9。
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糖的分解途径(有氧呼吸)小结
第三节 呼吸链和氧化磷酸化
EMP和TCA途径中形成的NADH和FADH2，在线粒 体中进一步被氧化，并伴随着ATP形成的过程
一、呼吸链（电子传递链）
NADH和FADH2脱下H+和e，其e由线粒体内膜上按顺序 排列的e 传递体传递到分子O的总轨迹
Complex II
• 4个大的多分子复合体: Complexes I - IV • 2个移动的载体: 泛醌(辅酶Q，ubiquinone, UQ)，细
将e传递的放能过程与ATP形成的贮能过程 分离开来，即解除e传递与磷酸化的偶联；
破坏跨膜的pmf,但对e传递表现出促进作用， 其现象是促进对O2的消耗，能量白白消耗；
不良环境，如干旱、寒冷、缺K等，亦会破 坏磷酸化作用
四、电子传递的多条途径
• 在植物和微生物中，除了上述e传递主路(★) 之 外，还存在其他的e传递途径（支路☆）
• e沿交替途径传递时，跨膜转运的H＋要比细胞色素氧化酶 途径少得多，产生的pmf要明显降低。 e传递释放的能量主 要是热量的形式，故该途径又称放热呼吸
附属体 （上部佛焰花序）
焰花苞
天南星科植物的佛焰 花序
美洲观音莲与乌独百合等 肉穗花序顶端附属体类似 棍棒状，附属体外层组织 含有的线粒体数远远超过 其他组织。
呼吸链和氧化磷酸化小结
呼吸途径总结
呼吸代谢途径的部位
植物呼吸代谢的多样性（多条途径）
1 呼吸底物(糖)的多条代谢途径：
EMP， TCA， PPP
2 电子传递的多条途径：
细胞色素氧化酶途径、交替氧化酶途径、 其他途径
3 末端氧化酶的多样性：
细胞色素氧化酶、交替氧化酶、其他氧化酶
• 植物靠多条呼吸代谢途径的相互联系和制约，构 成一复杂的、且调节自如的物质代谢网，使植物 在多变的环境条件下，顺利地氧化呼吸基质来提 供生命活动所需的物质和能量。由此：呼吸代谢 的多样性是植物对环境适应的突出表现
化学渗透学说：
利用总的pmf,通过ATPase, 把e传递和磷酸化偶
三、破坏呼吸链和氧化磷酸化的物质
• 电子传递抑制剂：通过对e传递的抑制来抑制磷酸化
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鱼藤酮
杀粉蝶菌素
阿米妥
N3-
• 解偶联剂：
对电子传递没有抑制作用，但能抑制由ADP合成 ATP的过程。典型物质为DNP
多蛋白复合体,含黄素腺嘌呤二核苷酸 (FAD)、数个非血红素Fe蛋白和Fe-S中心；
接受 琥珀酸上脱下的e，并把e传递给UQ
电子传递链小结
二、氧化磷酸化
NADH和FADH2脱下伴随着生物氧化（H+和e的传递）， 而发生的磷酸化作用（形成ATP）。
释放能量=220 KJ
根据Mitchell的化学渗透学说： 每个e从NADH传递到O，就有4个H＋从基质中被转运到膜间 空间，形成跨膜的H＋梯度(质子驱动力，pmf),驱动内膜 上的ATP合酶合成ATP(在基质中)
胞色素C (Cytochrome C, Cyt C)
• UQ：
• 高度脂溶性分 子，可在膜内 自由扩散;
• 很多UQ分子 组成可以移动 的e受体库;
• 在复合体I和 复合体III之间 传递e
复合体 I：NADH-UQ氧化还原酶：
含多个蛋白，具有1个紧密结合的FMN和数个非血红素Fe-S
中心 ；
接受 NADH上脱下的e，并把e传递给UQ；同时将H＋由基质 跨膜转运到膜间空间。
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交替呼吸途径(Alternative respiratory pathway):
由复合体I或II脱下的e,从UQ经由交替氧化酶(alternative oxidase)最终传递给分子O
• 从NADH脱下的e不通过复合体IV传递给O，因此该途径不 受CN-(N3- or CO)的抑制，即对CN-不敏感，故又称抗氰呼 吸
• 开花时，附属体中的
线粒体通过交替途径
高速呼吸，以热量形
式释放的自由能使组
织的温度比环境温度
高10－20℃，由此使
花室
一些有气味的化合物
挥发（常带有腐烂尸
体气味），以引诱昆
虫传粉。
海芋属植物花中间的 佛焰花序
• 除了植物外，一些真 菌、苔藓、藻类及极 少数细菌和动物中， 也存在抗氰呼吸
• 交替途径与植物抗病 性的关系？
复合体III (细胞色 素c还原酶):
多蛋白复合体,含cyt b、 cyt c和Fe-S中心； 复合体III起还原cyt c 的作用，即把e传递给 cyt c ；并具有跨膜转 运H＋的 功能。
细胞色素c (Cyt c):
为一种球形蛋白，位 于内膜靠膜间空间一 侧； 为一种可移动的载体， 将e由复合体III传递 给复合体IV
• 通常，交替氧化酶对 O的亲和力低于细胞 色素氧化酶，e传递 以主路进行
五、末端氧化酶的多样性
位于e传递链末端，将e传递给分子O 使其活化，生成H2O的酶
1 细胞色素氧化酶（复合体IV）： 与O的亲和力最高，占一般呼吸中耗O量的4/5
2 交替氧化酶： 对CN－不敏感，放热
3 抗坏血酸氧化酶 4 乙醇酸氧化酶 5 黄素氧化酶 6 酚氧化酶(*)
复合体IV （细胞色素c氧化酶）：
含Cyt a、Cyt a3和Cu的多蛋白复合体； 接受Cyt c 传来的e (即氧化Cyt c )，将e 传递给分子 O (还原O分子生成水 ) ； 跨膜转运H＋ 。
复合体 II (琥珀酸脱氢酶): 唯一位于线粒体内膜上的TCA循环中的酶， 全名为琥珀酸－UQ氧化还原酶；