呼吸作用的概念和生理意义.

丙酮酸激酶 （Pyruvate Kinase）
Tyr的命运
无氧呼吸（Anaerobic Respiration）
丙酮酸生成乙酰COA：EMP—TCA的纽带
丙酮酸脱氢酶复合体：丙酮酸脱羧酶，二氢硫辛酸转乙酰基转 移酶，二氢硫辛酸脱氢酶，CoA-SH，FAD，NAD+，硫辛酸， Mg2+ , 硫胺素焦磷酸（TPP+）
1. 为植物生命活动提供能量和还原力
NADH NADPH FADH2
2. 中间产物是合成重要有机物质的原料
植物激素
3.在植物抗病免疫方面有重要作用
植物受到病菌侵染或受伤时，呼吸速率升 高，分解有毒物质或促进伤口愈合。
伤呼吸，加速木栓化或木质化，减少感染 促进具有杀菌作用的绿原酸、咖啡酸等的
细胞浆
ATP NADH
PEP
糖酵解特点
（1）反应物是葡萄糖，产物是丙酮 酸，没有彻底氧化。
（2）产生的能量少，但其中许多物 质是细胞代谢的重要中间物。
2个NADH2，2个ATP。
（3）不需要O2
（4）糖酵解的控制点：（不可逆反 已糖激酶（Hexokinase）
应部位）
磷酸果糖激酶（PFK，
糖异生
Phosphofructokinase）
苹果酸生成。
CH3COCOOH + 4NAD+ + FAD+ + GDP + Pi + 3H2O 3CO2 + 4NADH2 + FADH2 + GTP
4.TCA循环中并没有分子氧的直接参与，但该 循环必须在有氧条件下才能进行。
5.该循环既是糖、脂肪、蛋白彻底氧化分解 的共同途径；又可通过代谢中间产物与其他代 谢途径发生联系和相互转变。
电子传递链
H+
3.电子传递链的多样性
表 不同电子传递途径的性质的比较 抑制剂
途径 定位 NADH DNAH 脱 鱼滕酮 抗霉素 CN- P/O
来源 氢酶辅基 抑制 抑制 抑制
主路 内膜 内源 FMN 敏感 敏感 敏感 3 或
>2
2.三羧酸循环（TCA cycle）柠檬酸环或Krebs环
呼吸电子传递链
线粒体基质 Tyr ATP NADH FADH2 CO2
三羧酸循环的特点和生理意义
1. TCA循环是生物体利用糖或其它物质氧化获 得能量的有效途径。
CO2中的氧来自被氧化的底物和水中的氧。 3.在每次循环中消耗2分子H2O。柠檬酸合成;
（一）呼吸代谢生化途径的多样性
1、EMP 2、无氧呼吸 3、TCA循环 4、PPP 5、GAC 6、乙醇酸Baidu Nhomakorabea化途径
植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图
1．糖酵解（Glycolysis） EMP
C6H12O6 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2CH3COCOOH + 2NADH + 2ATP + 2H+ + 2H2O
细胞质
ATP NADPH
特点： （1）不经糖酵解，葡萄 糖直接脱羧，脱氢。 （2）（是非氧化的）分 子间基团转移，重排 （3）细胞浆 （4）葡萄糖循环一次放 出一分子CO2，产生2 分子NADPH2。
磷酸戊糖途径的生理意义
（1）中间产物如RU5P和R5P是核酸的原料，GAP与EMP相 沟通。F6P，7-P-景天庚酮糖(SBP)使呼吸与光合作用连系。
研究方法
氧化还原电位
2.呼吸链上的传递体
H+ 图示五种酶复合体
呼吸链的组成 呼吸链中五种酶复合体 (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)
§4-1. 呼吸作用的概念和生理意义 §4-2.呼吸代谢的多样性 §4-4. 呼吸作用的指标及影响因素 §4-5. 呼吸作用与农业生产
§4-1.呼吸作用的概念和意义
一. 概念
是指生活细 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。
1. 有氧呼吸
O
H2O
2. 无氧呼吸
二. 生理意义
CH3COCOOH + 4NAD+ + FAD+ + GDP + Pi + 3H2O 3CO2 + 4NADH2 + FADH2 + GTP
3.磷酸戊糖途径（Pentose Phosphate Pathway, PPP）（HMP）
C6H12O6+12NADP+6CO2+12NADPH2（循环六次） 6 G-6-P + 12NADP+ + 7H2O 6CO2 + 12 NADPH2 + 5 G-6-P + Pi
合成，增强免疫能力。
§4-2.呼吸代谢的多样性
◆植物呼吸代谢并不只有一种途径。 植物、器官或组织、生育时期、环境条件
◆汤佩松(1965)：提出呼吸代谢多条线路的观点， 主题思想是阐明呼吸代谢与其它生理功能 之间 控制与被控制的相互制约的关系。
一、呼吸代谢多样性的内 容※
（一）呼吸代谢生化途径的多样性 （二）电子传递途径的多样性 （三）末端氧化酶的多样性
（2）NADPH，特别是脂肪合成需要NADPH供给， NADPH能被植物线粒体氧化形成ATP。
（3）抗病：4-P-赤藓糖和GAP可以合成莽草酸，它是多种具 抗病作用的多酚物质的前体。如木质素，花菁苷等。
各组织中EMP与PPP途径各占比例不同，用标记实验中的 C6/C1来衡量。（PPP中的CO2来自C1)
1.呼吸链的概念和组成
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。
氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有NAD＋、 FMN、FAD、CoQ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→CoQ→细胞色 素系统→O2。
C6
标记C6-G释放的14CO2
—— = ————————————
C1
标记C1-G释放的14CO2
4.乙醛酸循环(glyoxylic acid cycle) GAC
脂肪
5.乙醇酸氧化途径 (glycolic acid oxidation pathway) GAP
水稻根系 H2O2
（二）电子传递途径的多样性