植物的呼吸代谢

CH3CHOHCOOH + NAD+
2.1.4 三羧酸循环 （TCA cycle) 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
植物线粒体
直径为0.5～1.0mm， 长1.5～3mm圆柱体 和椭球体。 一个植 物细胞含有大约数 百个线粒体。
Structure organization of the mitochondrion
Sucrose synthase catalyze a reversible reaction
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Degradation of sucrose
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2.1.2 糖酵解 (glycolysis)
Glu G6P F6P F1,6BP
3PGA + DHAP
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1.呼吸作用的概念与生理意义
1.1 概念与类型:
有氧呼吸(aerobic respiration)： C6H2O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
△G0ˊ= - 2870 kJ.mol-1
无氧呼吸(anaerobic respiration) C6H12O2 → 2C2H5OH + 2CO2
淀粉磷酸化分解：
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Starch phosphorylase:从非还原端裂解单个葡萄糖， 需要至少4个葡萄糖残基的链，主要存在于质体中。
-Glucan(n) +Pi
Debranching enzyme：
-Glucan(n) + glucose-1-P
Branched(16),(1 4) -Glucan
C6H12O6 +2NAD+ +2ADP +2Pi
2CH3COOH + 2NADH + 2H+ + 2ATP
植物糖酵解过程 有多条只路，以 保证植物代谢的 灵活性。
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1.由PPi-PFK催化的 F6P 磷酸化。
2.由非磷酸化的 3磷酸甘油醛脱氢酶 催化的GAP脱氢。
2.植物呼吸代谢的途径
呼吸代谢过程包括底物的降解（底物氧化）和能量
产生（末端氧化）。
2.1 底物氧化途径
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植物体内主要呼吸代谢途径相互联系
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2.1.1 淀粉和蔗糖的降解
（1）淀粉的降解 淀粉是植物最重要的储藏多糖。 淀粉降解可通过淀粉磷酸化分解和淀粉水解。
2.1.3 发酵作用（Fermentation)
酒精发酵
CH3COCOOH
Pyruvate decarboxylase
CO2 + CH3CHO
alcohol
CH3CHO + NADH + H+ dehydrogenase CH3CH2OH
乳酸发酵
Lactate dehydrogenase
CH3COCOOH + NADH + H+
碱性转化酶pH7-8, 亲对底物和力低. 主要分 布在细胞基质中。
转化酶促进蔗糖水解从而维持细胞较低水平蔗 糖浓度，促进韧皮部卸出包括共质体，质外体 卸出。
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蔗糖合酶位于细胞质，催化可逆反应。Mg++促 进合成蔗糖。在储藏淀粉的器官中，促进蔗糖分 解，形成淀粉。而在生长组织中，为壁物质合成 提供UDPG.
Intermediates produced during the reactions of glycolysis and the citric acid cycle as substrates for numerous plant biosynthetic pathways.
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Hydrolytic starch deห้องสมุดไป่ตู้radation
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（2） 蔗糖的降解 ：有两种酶可催化蔗糖降解：转 化酶(inverase）， 蔗糖合酶(sucrose synthase )
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酸性转化酶最适pH4—5.5，存在于液泡和质外 体， 对底物亲和力高。
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糖酵解产生的丙酮酸通过丙酮酸转运器（pyruvate translocator）输入线粒体基质。丙酮酸转运器位 于线粒体内膜，促进丙酮酸和线粒体基质中OH-进行 电中性交换，使丙酮酸进入线粒体基质。
Linear (1 4) -Glucan
Glucosyltransferase：
-Glucan(m)+ -Glucan(n)
-Glucan(m+n-1)+ glucose
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Phosphorolatic starch degradation
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△G0ˊ= - 226kJ.mol-1 C6H12O2 → 2CH3CHOHCOOH
△G0ˊ= -197kJ.mol-1
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1.2 呼吸作用的生理意义 :
(1) 为植物生命活动提供 能量.
(2) 为植物体内其它重要 有机物质合成提供原 料，是植物代谢的中 心.
(3) 在植物抗病免疫方面 起着重要作用.
-Glucosidase:
(14)-D-Glucan(n) Debranching enzyme
(14)-D-Glucan(n-2) + maltose (14)-D-Glucan(n-1) + D-Glucan
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淀粉水解酶主 要在种子萌发 过程中特别活 跃。其活性受 赤霉素调节。
淀粉水解由淀粉酶（amlyase)催化.
-amlyase :从链内随机水解-14 糖苷键，受Ca2+激活。
(14)-D-Glucan(n)
(14)-D-Glucan )(x)
+ (14)-D-Glucan) (y) (n>3), x+y=n)
-amlyase:于淀粉的非还原端将淀粉水解产生麦芽糖。
(14)-D-Glucan(n)
3.由液泡定位的PEP 磷酸酶催化的PEP水 解形成丙酮酸。
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这些支路可能保证了植物在磷酸饥饿的胁迫下，能基 本正常生长。
植物糖酵解过程另一个不同点是：PEP可以被细胞 质酶PEP羧化酶羧化形成草酰乙酸，草酰乙酸被还原 为苹果酸后，直接进入线粒体后被氧化。
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