第五章 呼吸作用i_PPT幻灯片

☆ 生物界非常普通的现象，是一切生物细胞的共同特
征。
☆ 呼吸作用并不一定伴随着氧的吸收和CO2的释放。
2. 类型
有氧呼吸 （aerobic respiration）生活细胞在氧气
是 主要形式 参与下，把有机物质彻底（逐步）氧化 否
有 氧 参
分解，产生CO2并形成水，同时释放能量 的过程。
与
无氧呼吸 （anaerobic respiration）在无氧条件下， 细胞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。微生物中称 为发酵（fermination）
B 无氧条件下，通过酒精发酵或乳酸发酵，实现了NAD+ 的再生，使得EMP得以继续进行。
６）糖酵解的生理意义：
① 普遍存在于动、植物和微生物中，是无氧呼吸和有氧呼吸 的共同途径。
② 中间产物（丙糖磷酸）和最终产物丙酮酸，化学性质活 跃，可以通过多种代谢途径，生成不同的物质。
③ 为糖异生提供基本途径。
synthesis on the inner membrane B： An electron micrograph of mitochondria from a leaf cell of Bermuda grass, Cynodon
dactylon (26,000X, by Frederick and Newcomb)
第二节 呼吸代谢的途径
呼吸代谢 的途径
糖酵解——酒精或乳酸发酵（无氧） 糖酵解——三羧酸循环（有氧） 戊糖磷酸途径 （有氧呼吸的支路）
1. 糖酵解－－酒精或乳酸发酵 （glycolysis-fermentation）
1）定义：糖类在无氧状态下，在细胞质基质中分解为丙酮酸， 并释放能量的过程。又称为EMP途径
6-P-F
1,6-2P-F (FBP)
ATP ADP
A . 耗能，每活化1分子己糖，消耗2分子ATP或1分 子ATP。
1,6-2P-F (FBP)
E7
② FBP的裂解：
E8
GAP
DHAP
NAD+ NADH + H+
E9
Pi
③ 氧化放能：
2 DPGA(1，3-二磷酸甘油酸)
E10
2 ADP 2 ATP
④ 无氧、缺氧条件下为机体迅速提供能量。通过糖酵解，生 物体可获得生命活动所需的部分能量。对于厌氧生物来 说，糖酵解是糖分解和获取能量的主要方式。
2. 三羧酸循环 （tricarboxylic acid cycle, TCA）
1）定义： 糖酵解生成的丙酮酸，在供氧充足时则进入线粒体，通
过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解，直到形 成水和二氧化碳为止，故称这个过程为三羧酸循环 （Tricarboxylicacid cycle，简称TCAC），又名柠檬酸循环 （citric acid cycle），Krebs环（Krebs cycle）。 2）部位：线粒体
3）生化过程： 糖酵解产生的丙酮酸通过位于线粒体内膜上的丙酮酸
2）底物（基质、原料）：糖类（淀粉、葡萄糖、果糖）
3）部位：细胞质 4）生化过程：三个阶段
基质的活
化 六碳糖裂解（FBP裂解，TP形成）
氧化放能和丙酮酸的形成
4）生化过程：
① 基质的活化：
Starch
E1
1-P-G E2
要点：
D-G
E3
ATP ADP
6-P-G E4
D-F
E5 ATP
ADP E6
一、呼吸作用的概述 二、植物呼吸代谢的多样性（重点、难点） 三、呼吸过程中的能量代谢（难点） 四、呼吸作用的调节和控制（难点） 五、呼吸作用的影响因素 六、植物呼吸作用与农业生产（重点）
第一节 呼吸作用的概述
一、呼吸作用的概念及类型 1.概 念
呼吸作用（respiration） 生活细胞内的有机物质， 在酶的参与下，逐步氧化分解并释放能量的过程。
(A)
(B)
Intermembrane space Outer membrane Inner membrane
Matrix
Cristae
图4-3 线粒体的结构 A： Structure of mitochondrion, including the location of the H+-ATPase involved in ATP
2 3-PGA(3-磷酸甘油酸) E11 2 2-PGA
Hale Waihona Puke ③丙酮酸的形成E12
H2O 2 PEP
2 ADP E13
2 ATP
2 Pyr
☆底物水平磷酸化（Substrate level phosphorylation） 底物在脱氢或脱水时分子内能量重新分布，形成高能磷酸
键。底物将分子磷酸直接转移给ADP生成ATP的方式。
C6H12O6 ＋ 2NAD+ ＋ 2ADP ＋ 2Pi 2CH3COCOOH ＋ 2NADH ＋ 2H＋ ＋ 2ATP ＋ 2H2O
5）丙酮酸的去路
淀粉或己糖
三羧酸循环
CO2 +H2O
有氧呼吸
CH3COCOOH
NADH + H+ NAD+
CO2 +C2H5OH
无氧呼吸
CH3CHNH2COOH
CH3CHOHCOO H
糖酵解和柠檬酸循环产生的中间产物
3. 为代谢活动提供还原力 呼吸底物降解过程中形成的NADH、NADPH、FADH2等
可为脂肪、蛋白质生物合成、硝酸盐还原等生理过程提供还 原力。 4. 在植物抗病免疫方面起着重要作用 ☆ 呼吸作用氧化分解病原微生物分泌的毒素，以消除其毒害。
☆ 植物受伤时，呼吸增强，促进伤口迅速愈合，使其迅速形 成木质化或栓质化，阻止病菌的侵染。
三、呼吸作用生理意义
1.为植物生命活动提供直接能源ATP 呼吸释放的能量主要以ATP形式贮存起来，来满足
植物体内各种生理活动的需要。
☆ 需要呼吸作用提供能量的生理过程： 物质合成、矿质营养的吸收与运输、细胞分裂和伸长，
原生质运动等。
2. 为植物体内其它重要有机物质合成提供原料
呼吸作用在 植物体内的 碳、氮和脂 肪等物质代 谢活动中起 枢纽作用。
无氧呼吸（anaerobic respiration） ①定义：高等植物在无氧条件下，催化丙酮酸形成乙醇 或乳酸的全过程。
②部位：细胞质
③生化过程：
A. 酒精发酵 （alcohol fermentation）
B. 乳酸发酵（lactate fermentation）
④生理意义：
A 高等植物在无氧条件下，依赖于无氧呼吸，可以暂时维持 生命活动。