植物体内物质和能量的转变.ppt
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人体所需能量的50%-70%来自于糖。 4、食物中的糖类主要是淀粉，淀粉被消化成其基本
组成单位葡萄糖后，以主动方式被吸收入血。
葡萄糖
葡萄糖的主要代谢途径
糖异生
6-磷酸葡萄糖 （有氧或无氧）
（无氧） 丙酮酸
糖酵解
（有氧）
乳酸 乙醇
乙酰 CoA
磷酸戊糖 途径
三羧酸 循环
反应的场所
• EMP和HMP(PPP)—细胞质 • TCA和生物氧化—线粒体 • TCA—基质，生物氧化----内膜
第二篇 植物体内物质 和能量的转变
第二篇 植物体内物质和能量的转变
• 第四章 植物的呼吸作用 • 第五章 植物体内有机物的代谢 • 第六章 植物体内有机物的运输
第四章 植物的呼吸作用
• 掌握植物呼吸的多样性 • 掌握影响呼吸作用的因素 • 了解植物呼吸的调节和控制 • 了解呼吸作用与粮食、果蔬贮藏的关系
• 糖酵解的终产物丙酮酸如何进一步分解代谢，其去 路最关键的是取决于氧的有无。
• 1）无氧条件下，丙酮酸转变为乳酸（乳酸发酵）。 或丙酮酸转变为乙醛，进而生成乙醇（乙醇发酵）。
• 2）有氧条件下，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰-CoA， 进入三羧酸循环，氧化供能（乙酰-CoA在能量状态 高的情况下可用于合成脂类物质）。
（二）EMP的生理意义
• (1)糖酵解普遍存在于生物体中, 是有氧呼吸和无 氧呼吸的共同途径。
• (2)糖酵解过程中产生的一系列中间产物在植物体 内呼吸代谢和有机物质转化中起着枢纽作用。
• (3)通过糖酵解,生物体可获得生命活动所需的部 分能量。
• (4)糖酵解途径为糖异生作用提供了基本途径。
二、丙酮酸的还原
• 3) 丙酮酸作为其他物质合成的前体（如Ala）。
二、丙酮酸的去路
糖酵解途径
（无氧）
葡萄糖
丙酮酸
（有氧或无氧）
（有氧）
乙酰 CoA
乳酸 乙醇
ATP ADP
己糖激酶/葡 萄糖激酶 （肝） 反应不可逆
异构酶
反 应 磷酸果 不 糖激酶 可 逆
ATP ADP
（1）葡萄糖磷酸化形成G-6-P
①反应基本不可逆，调节位点，EMP限速步骤 之一。
②催化此反应的激酶：已糖激酶和葡萄糖激酶。 ③该反应耗能，由ATP提供，并将一个磷酸基团转至葡
萄糖上。磷酸化的葡萄糖被限制在细胞内，这是细胞 的一种保糖机制。 ④ Mg2+是必须的阳离子
丙酮酸
丙酮酸激酶
⑩
磷酸烯醇式丙酮 酸（PEP）
H2O
Mg或Mn 烯醇化酶
磷酸 甘油 酸变 位酶
小结：
• 有2次底物水平磷酸化——（PGald → PGA； PEP → Pyr）
• 能量释放或消耗处反应不可逆。
• 葡萄糖ห้องสมุดไป่ตู้2Pi+2ADP+2NAD+
→
2丙酮酸＋2ATP+2NADH+2H++2H2O
一、糖酵解
• 一、糖酵解 • ——指在一系列酶的催化下，将葡萄糖分
解为丙酮酸并释放能量的过程。 • 研究糖酵解途径方面有突出贡献的三位生
物化学家:Embden, Meyerhof和Parnas,又 把糖酵解途径称为Embden-MeyerhofParnas途径,简称EMP途径。 • 反应部位：细胞质
• 激酶：催化ATP分子的磷酸基（γ-磷 酰基）转移到底物上的酶称激酶，一 般需要Mg2+或Mn2+作为辅因子。
第二阶段： 磷酸己糖的裂解
醛缩酶
异构酶
第三阶段：磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和ATP的生成
NAD+ NADH+H+ Pi
甘油醛3-磷酸脱 氢酶
ADP ATP
磷酸甘油酸 激酶 ⑦
ATP ADP
2、有氧呼吸(aerobic respiration)
• 生活细胞利用分子氧将体内的某些有机物质 彻底氧化分解,形成CO2和H2O,同时释放能量 的过程。
• 有氧呼吸与物质的燃烧的区别：
3、无氧呼吸(anaerobic respiration)
• 指生活细胞在无氧条件下利用有机物分子内 部的氧,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。
➢ 光呼吸是与光合作用伴随发生的吸收O2和释放CO2的 过程。整个途径要经过三种细胞器，即在叶绿体中合 成乙醇酸，在过氧化体中氧化乙醇酸，在线粒体中释 放CO2。由于光呼吸与光合作用两者的底物均起始于 RuBP，且都受Rubisco催化，因此，两者的活性比率 取决于CO2和O2的浓度比例。在O2和CO2并存的环境 中，光呼吸是不可避免的。光呼吸释放的CO2可被光 合再固定。
RuBP+15O2+11H2O+34ATP+15NADPH+10Fd
red
5CO2+34ADP+36Pi+15NADP++10Fdox+9H+
第一节 呼吸作用的概念及其生理意义
• 一、呼吸作用的概念 • 1、概念： • 呼吸作用(respiration)指一切生活细胞内的有机物，在
一系列酶的参与下，逐步氧化分解成简单物质，并释放 出能量的过程。 • 呼吸作用根据是否消耗分子氧，分为两种类型： • 有氧呼吸(aerobic respiration) • 无氧呼吸(anaerobic respiration)
EMP的化学历程
第
葡萄糖的磷酸化 一
阶 段
第
磷酸己糖的裂解
二 阶
段
糖原（或淀粉）
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
葡萄糖
6-磷酸果糖
1，6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮 21，3-二磷酸甘油酸
第
丙酮酸和 三 ATP的生成 阶
段
23-磷酸甘油酸 22-磷酸甘油酸
2磷酸烯醇丙酮酸
2丙酮酸
第一阶段：葡萄糖的磷酸化
ＥＭＰ途径总结
•总反应式:
C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi 2C3H4O3 +2NADH +2H++2ATP+2H2O
•总反应：1次氧化，2次底物水平的磷酸化，2步耗能
能量释放或消耗处反应不可逆。
•能量计算：酵解过程中ATP净生成
2ATP
•糖酵解代谢途径有三个关键酶，即己 糖激酶（葡萄糖激酶）、磷酸果糖激酶 、丙酮酸激酶
二、呼吸作用生理意义 • 1.为植物一切生命活动提供所需能量。
• 2.呼吸作用的中间产物是合成体内重要有机 物质的原料。
• 3.呼吸作用可增强植物的抗病能力。
第二节 植物的呼吸代谢途径
1、糖的化学本质是多羟醛或多羟酮类及其衍生物或 多聚物，包括单糖、二糖、多糖等。
2、糖广泛分布于所有生物体内。 3、糖在生命活动中的主要作用是提供能源和碳源，
组成单位葡萄糖后，以主动方式被吸收入血。
葡萄糖
葡萄糖的主要代谢途径
糖异生
6-磷酸葡萄糖 （有氧或无氧）
（无氧） 丙酮酸
糖酵解
（有氧）
乳酸 乙醇
乙酰 CoA
磷酸戊糖 途径
三羧酸 循环
反应的场所
• EMP和HMP(PPP)—细胞质 • TCA和生物氧化—线粒体 • TCA—基质，生物氧化----内膜
第二篇 植物体内物质 和能量的转变
第二篇 植物体内物质和能量的转变
• 第四章 植物的呼吸作用 • 第五章 植物体内有机物的代谢 • 第六章 植物体内有机物的运输
第四章 植物的呼吸作用
• 掌握植物呼吸的多样性 • 掌握影响呼吸作用的因素 • 了解植物呼吸的调节和控制 • 了解呼吸作用与粮食、果蔬贮藏的关系
• 糖酵解的终产物丙酮酸如何进一步分解代谢，其去 路最关键的是取决于氧的有无。
• 1）无氧条件下，丙酮酸转变为乳酸（乳酸发酵）。 或丙酮酸转变为乙醛，进而生成乙醇（乙醇发酵）。
• 2）有氧条件下，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰-CoA， 进入三羧酸循环，氧化供能（乙酰-CoA在能量状态 高的情况下可用于合成脂类物质）。
（二）EMP的生理意义
• (1)糖酵解普遍存在于生物体中, 是有氧呼吸和无 氧呼吸的共同途径。
• (2)糖酵解过程中产生的一系列中间产物在植物体 内呼吸代谢和有机物质转化中起着枢纽作用。
• (3)通过糖酵解,生物体可获得生命活动所需的部 分能量。
• (4)糖酵解途径为糖异生作用提供了基本途径。
二、丙酮酸的还原
• 3) 丙酮酸作为其他物质合成的前体（如Ala）。
二、丙酮酸的去路
糖酵解途径
（无氧）
葡萄糖
丙酮酸
（有氧或无氧）
（有氧）
乙酰 CoA
乳酸 乙醇
ATP ADP
己糖激酶/葡 萄糖激酶 （肝） 反应不可逆
异构酶
反 应 磷酸果 不 糖激酶 可 逆
ATP ADP
（1）葡萄糖磷酸化形成G-6-P
①反应基本不可逆，调节位点，EMP限速步骤 之一。
②催化此反应的激酶：已糖激酶和葡萄糖激酶。 ③该反应耗能，由ATP提供，并将一个磷酸基团转至葡
萄糖上。磷酸化的葡萄糖被限制在细胞内，这是细胞 的一种保糖机制。 ④ Mg2+是必须的阳离子
丙酮酸
丙酮酸激酶
⑩
磷酸烯醇式丙酮 酸（PEP）
H2O
Mg或Mn 烯醇化酶
磷酸 甘油 酸变 位酶
小结：
• 有2次底物水平磷酸化——（PGald → PGA； PEP → Pyr）
• 能量释放或消耗处反应不可逆。
• 葡萄糖ห้องสมุดไป่ตู้2Pi+2ADP+2NAD+
→
2丙酮酸＋2ATP+2NADH+2H++2H2O
一、糖酵解
• 一、糖酵解 • ——指在一系列酶的催化下，将葡萄糖分
解为丙酮酸并释放能量的过程。 • 研究糖酵解途径方面有突出贡献的三位生
物化学家:Embden, Meyerhof和Parnas,又 把糖酵解途径称为Embden-MeyerhofParnas途径,简称EMP途径。 • 反应部位：细胞质
• 激酶：催化ATP分子的磷酸基（γ-磷 酰基）转移到底物上的酶称激酶，一 般需要Mg2+或Mn2+作为辅因子。
第二阶段： 磷酸己糖的裂解
醛缩酶
异构酶
第三阶段：磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和ATP的生成
NAD+ NADH+H+ Pi
甘油醛3-磷酸脱 氢酶
ADP ATP
磷酸甘油酸 激酶 ⑦
ATP ADP
2、有氧呼吸(aerobic respiration)
• 生活细胞利用分子氧将体内的某些有机物质 彻底氧化分解,形成CO2和H2O,同时释放能量 的过程。
• 有氧呼吸与物质的燃烧的区别：
3、无氧呼吸(anaerobic respiration)
• 指生活细胞在无氧条件下利用有机物分子内 部的氧,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。
➢ 光呼吸是与光合作用伴随发生的吸收O2和释放CO2的 过程。整个途径要经过三种细胞器，即在叶绿体中合 成乙醇酸，在过氧化体中氧化乙醇酸，在线粒体中释 放CO2。由于光呼吸与光合作用两者的底物均起始于 RuBP，且都受Rubisco催化，因此，两者的活性比率 取决于CO2和O2的浓度比例。在O2和CO2并存的环境 中，光呼吸是不可避免的。光呼吸释放的CO2可被光 合再固定。
RuBP+15O2+11H2O+34ATP+15NADPH+10Fd
red
5CO2+34ADP+36Pi+15NADP++10Fdox+9H+
第一节 呼吸作用的概念及其生理意义
• 一、呼吸作用的概念 • 1、概念： • 呼吸作用(respiration)指一切生活细胞内的有机物，在
一系列酶的参与下，逐步氧化分解成简单物质，并释放 出能量的过程。 • 呼吸作用根据是否消耗分子氧，分为两种类型： • 有氧呼吸(aerobic respiration) • 无氧呼吸(anaerobic respiration)
EMP的化学历程
第
葡萄糖的磷酸化 一
阶 段
第
磷酸己糖的裂解
二 阶
段
糖原（或淀粉）
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
葡萄糖
6-磷酸果糖
1，6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮 21，3-二磷酸甘油酸
第
丙酮酸和 三 ATP的生成 阶
段
23-磷酸甘油酸 22-磷酸甘油酸
2磷酸烯醇丙酮酸
2丙酮酸
第一阶段：葡萄糖的磷酸化
ＥＭＰ途径总结
•总反应式:
C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi 2C3H4O3 +2NADH +2H++2ATP+2H2O
•总反应：1次氧化，2次底物水平的磷酸化，2步耗能
能量释放或消耗处反应不可逆。
•能量计算：酵解过程中ATP净生成
2ATP
•糖酵解代谢途径有三个关键酶，即己 糖激酶（葡萄糖激酶）、磷酸果糖激酶 、丙酮酸激酶
二、呼吸作用生理意义 • 1.为植物一切生命活动提供所需能量。
• 2.呼吸作用的中间产物是合成体内重要有机 物质的原料。
• 3.呼吸作用可增强植物的抗病能力。
第二节 植物的呼吸代谢途径
1、糖的化学本质是多羟醛或多羟酮类及其衍生物或 多聚物，包括单糖、二糖、多糖等。
2、糖广泛分布于所有生物体内。 3、糖在生命活动中的主要作用是提供能源和碳源，