第八章 呼吸作用

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
呼吸作用释放的CO2中的氧来源于呼吸底物和H2O, 所生成的H2O中的氧来源于空气中的O2。
云南热带作物职业学院
2. 无氧呼吸
一般指在无氧条件下,细胞把某些有机物质分解 成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(100kj) C6H12O6 2CH3CHOHCOOH+ Δ G
靠近基质面的一层单位膜结构,厚约5~6nm。内膜对物质 的通透性很低,只有不带电的小分子物质才能通过。但内 膜具有高度选择通透性,借助于膜上的一些载体蛋白控制 内外膜之间的某些物质交换。内膜含有3类功能性蛋白: 呼吸链中进行氧化反应的酶、ATP合成酶复合物以及一些 特殊的运输蛋白,调节基质中代谢物的输出和输入。内膜 的标志酶是细胞色素氧化酶。内膜向线粒体内折褶形成许 多形状不同的嵴,大大增加了内膜的表面积。嵴内面为不 光滑的膜结构,在膜上覆盖有很多称为基粒的圆球形的颗 粒。基粒实际上是ATP合成酶,又叫FoFlATP酶复合体, 是一个多组分的复合物。在结构上可分为3个部分:即头 部、柄部、底部。
云南热带作物职业学院
2、三羧酸循环(TCA cycle)


(1)、概念:糖酵解产物丙酮酸,在有氧 条件下,经三羧酸和二羧酸的循环逐步氧 化分解,最终形成水和二氧化碳的过程, 称为三羧酸循环(简写为TCA cycle)。又 称为克雷布撕循环。 (2)、发生部位:线粒体
(3)、三羧酸循环的化学历程 (4)、 TCA循环的特点和生理意义 云南热带作物职业学院
云南热带作物职业学院
(2)、糖酵解的化学历程
பைடு நூலகம்


(1)、己糖的活化(1-9):己糖经磷酸化 作用活化形成1,6-二磷酸果糖 (2)、己糖的裂解(10-11):六碳糖裂 解两分子的三碳糖 (3)、丙糖氧化(12-16):三碳糖脱氢 氧化成丙酮酸
云南热带作物职业学院
以葡萄糖为例示糖酵解的化学历程
化学反应式:
云南热带作物职业学院
(3)、膜间隙

线粒体内膜和外膜之间的间隙,约6~8nm, 其中充满无定形的液体,含有可溶性的酶、 底物和辅助因子。膜间隙中的标志酶是腺 苷酸激酶。
云南热带作物职业学院
(4)、衬质

内膜和嵴包围着的线粒体内部空间,含有 很多蛋白质、脂和催化三羧酸循环的酶类。 此外,还含有线粒体DNA、tRNA、rRNA 以及线粒体基因表达的各种酶。基质中的 标志酶是苹果酸脱氢酶。线粒体的基质中 有核糖体,它比细胞质中核糖体稍小。
云南热带作物职业学院
2、线粒体的结构

线粒体是由内、外两层膜包围而成,内外 膜都是典型的单位膜,内膜和外膜套迭在 一起,互不相通。
云南热带作物职业学院
云南热带作物职业学院
图8-7 线粒体的结构模式图
2、线粒体的结构
(1)、线粒体外膜 (2)、线粒体内膜 (3)、膜间隙
(4)、衬质
云南热带作物职业学院
云南热带作物职业学院
有氧呼吸的总反应式:
C6H12O6 +6H2O +6O2 酶 6CO2 +12H2O +能量
ATP
NADH
琥珀酰CoA
CO2
α-酮戊二酸
云南热带作物职业学院
(4)、 TCA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。 (2)、TCA循环中释放的CO2中的氧,不是直接来自 空气中的氧,而是来自被氧化的底物和水中的氧。 (3)、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。 (4)、TCA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。
云南热带作物职业学院
3、线粒体的功能

植物的各种生命活动需要的能量主要依靠 线粒体提供。催化这些功能过程所需要的 各种酶多分布在线粒体中。 细胞内的有机物质在线粒体中释放的能量, 40%--50%储存在ATP分子中,随时供生命 活动的需要;另一部分以热能的形式散失。

云南热带作物职业学院
二、呼吸作用的过程



植物种类:呼吸基质是葡萄糖时,都是在缺氧条 件下,但产生的产物及过程也不同。
云南热带作物职业学院
淀粉
己糖磷酸
EMP 丙糖磷酸
PPP
戊糖磷酸
丙酮酸
乙醇
乳酸
酒精发酵
乳酸发酵
脂肪
脂肪酸
乙酰辅酶A
OAA TCA 琥珀酸 柠檬酸 乙酸 乙醇酸 草酸 OAA 柠檬酸 GAC 乙醛酸 异柠檬酸
甲酸GAOP
6CO2+2ATP+8NADH+2FADH 分析:三羧酸循环的各个反应的酶存在于( 三羧酸循环中,1分子的丙酮酸可以释放( 分子的CO2。
) )个
云南热带作物职业学院
云南热带作物职业学院
丙酮酸
CO2 NADH
乙酰CoA
柠檬酸
草酰乙酸
NADH
异柠檬酸 草酰琥珀酸
NADH CO2
苹果酸
FADH
琥珀酸
乙醇 乙醛 乳 酸
CO2
云南热带作物职业学院
(3)、糖酵解的生理意义
A、无氧呼吸和有氧呼吸的共同途径; B、产生丙酮酸,性质活跃; C、获起部分能量;对厌氧生物来说,是获得 能量的主要方式。 D、为糖的异生提供了基本途径。
云南热带作物职业学院
2、三羧酸循环(TCA)
丙酮酸的去向: 无氧:1、生成乙醇 2、生成乳酸 有氧:3、进入三羧酸循环,彻底氧化成 CO2和H2O。
云南热带作物职业学院
二、呼吸作用的生理意义
云南热带作物职业学院
二、呼吸作用的生理意义


1. 为植物生命活动提供能量 2. 中间产物是合成重要有机物质的原料 3. 提供还原力 4.在植物抗病免疫方面有重要作用
云南热带作物职业学院
练习题



1、水果藏久了,会发生酒味,这很可能是 组织发生 ( )所致。 A、抗氰呼吸B、糖酵解C、酒精发酵 2、呼吸作用有什么生理意义?
(3)、三羧酸循环的化学历程
云南热带作物职业学院
(3) 、三羧酸循环的化学历程
云南热带作物职业学院
(3) 、三羧酸循环的化学历程
丙酮酸 乙酰辅酶A(乙酰CoA)进入循环 首先与草酸乙酸缩合成柠檬酸,经过一系列反应至 草酸乙酸的再生完成一次循环,每一次循环将彻 底分解1分子丙酮酸。由于糖酵解中1分子葡萄糖 能产生2分子的丙酮酸。 2丙酮酸+2ADP+2Pi+8NAD++2FAD
葡萄糖 丙酮酸
有氧 TCA循环 CO2
云南热带作物职业学院
(2)、糖酵解的化学历程
己糖的来源:淀粉、蔗糖或果聚糖 淀粉:淀粉磷酸化酶或淀粉酶降解成葡糖-1-磷酸或 D-葡萄糖。 蔗糖:蔗糖转化酶作用下可形成D-葡萄糖或D-果糖 果聚糖:呋喃果糖酶水解成D-果糖 (1)、己糖的活化(1-6) (2)、己糖的裂解(7-8) (3)、丙糖氧化(9-13)
C6H12O6+2ADP+2NAD++2Pi +2ATP+2NADH+2H2O 2丙酮酸
分析:糖酵解中,每摩尔葡萄糖酵解能产生
( ) mol的丙酮酸以及( ) mol的ATP。 又产生( ) molNADH呢?
云南热带作物职业学院
葡萄糖 ATP ATP 磷酸葡萄糖 → 磷酸果糖 二磷酸果糖 磷酸甘油醛 2 NADH 二磷酸甘油酸 ATP ATP 丙酮酸 磷酸烯醇 式丙酮酸 磷酸甘油酸
3、线粒体的功能
云南热带作物职业学院
1、线粒体的形态
分布:除了细菌和蓝藻尚未肯定外,所有的高等植 物都有线粒体。 数量:一个典型的植物细胞约有500~2 000个线粒体, 代谢微弱的衰老细胞或休眠细胞的线粒体较少。
形状:线粒体一般呈线状、粒状或短线状,并且是 可变的。 大小:线粒体的直径约0.5-1微米,线粒体在长度上 变化很大,一般为1.5-3微米,长的可达7微米。
以葡萄糖为例的各种呼吸途径中,以EMP—TCA C 途径发生的最为普遍,其次是PPP途径。 EMP—TCA 途径主要包括: 糖酵解、三羧酸循环、电子传递和氧化磷酸化
(糖酵解发生在细胞质基质、三羧酸循环、电子传 递和光合磷酸化发生在线粒体)
思考:这里所说的三步和中学所说的三个阶段一致 吗?
云南热带作物职业学院
(1)、线粒体外膜

包围在线粒体外面的一层单位膜结构,厚 6~ 7nm,平整光滑,上面有较大的通道蛋 白(孔蛋白),可允许相对分子质量在5 000左 右的分子通过。外膜上还有一些线粒体脂 合成的蛋白质,以及将脂转变成可进一步 在基质中代谢的酶。外膜的标志酶是单胺 氧化酶。
云南热带作物职业学院
(2)、线粒体内膜
第八章 呼吸作用
第一节 呼吸作用的概念和生理意义 第二节 呼吸作用机理
第三节 影响呼吸作用的因素 第四节 呼吸作用在农业生产中的应用
云南热带作物职业学院
第一节 呼吸作用的概念和生理意义
教学目标 1、理解并掌握呼吸作用的概念及其意义 2、了解呼吸作用的类型
云南热带作物职业学院
第一节 呼吸作用的概念和生理意义
复习
以葡萄糖为底物的的总反应 式为: C 6 H 12 O 6 +6O 2 →6CO 2 +6H 2 O+ 能量
云南热带作物职业学院
有氧呼吸总过程可分三个阶段:

第一阶段:一个分子的葡萄糖分解成两分子的丙 酮酸,在分解的过程中产生少量的氢,同时释放出少 量的能量。该阶段是在细胞质基质中进行的。
第二阶段:丙酮酸经过一系列的反应,分解成二 氧化碳和氢,同时释放出少量的能量。 第三阶段:前两个阶段产生的氢,经过一系列的 反应,与氧结合而形成水,同时释放出大量的能 量。后两个阶段都是在线粒体中进行的 。
云南热带作物职业学院
以葡萄糖为例的呼吸途径




EMP—糖酵解(条件:无氧 场所:细胞质基质) TCA —三羧酸循环(条件:需氧 场所:线粒体) PPP —戊糖磷酸途径(条件:需氧 场所:细胞 质基质) GAC —乙醛酸循环 GAOP —乙醇酸氧化途径 酒精发酵 乳酸发酵
云南热带作物职业学院


云南热带作物职业学院
有氧呼吸总过程可分三个阶段:
第一阶段: C6H12O6 第二阶段: 2C3H4O3 +6H2O 第三阶段: 酶
线粒体

细胞质基质
2C3H4O3 +4[H] +2ATP
6CO2 +20[H] +2ATP
24[H] +6O2 线粒体

12H2O +34ATP
云南热带作物职业学院
一、呼吸作用的概念 二、呼吸作用的生理意义
练习
云南热带作物职业学院
一、呼吸作用的概念
(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。 (二)、类型
1、有氧呼吸 2. 无氧呼吸 云南热带作物职业学院
1、有氧呼吸
是指生活细胞利用O2,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。 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O + Δ G Δ G=2870kj
云南热带作物职业学院
第二节 呼吸作用机理
教学目标 掌握呼吸作用的机理
云南热带作物职业学院
第二节 呼吸作用机理
一、呼吸作用的场所---线粒体 二、呼吸作用的过程
三、呼吸作用中的能量利用效率 四、光合作用与呼吸作用的关系 练习 云南热带作物职业学院
一、呼吸作用的场所---线粒体
1、线粒体的形态 2、线粒体的结构
无氧呼吸总过程可分两个阶段:

第一阶段:一个分子的葡萄糖分解成两分 子的丙酮酸,在分解的过程中产生少量的氢, 同时释放出少量的能量。该阶段是在细胞 质基质中进行的。(与有氧呼吸的相同)
第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化下,分 解成酒精和二氧化碳或者转化成乳酸.

云南热带作物职业学院
(二)、 EMP—TCA 途径
1、糖酵解(EMP) 2、三羧酸循环(TCA)
3、电子传递和光合磷酸化
云南热带作物职业学院
1、糖酵解(EMP)
(1)、概念 (2)、糖酵解的化学历程 (3)、糖酵解的生理意义
云南热带作物职业学院
(1)概念
概念:淀粉、葡萄糖或其它六碳糖在无氧状态下分解成 丙酮酸的过程。 C6H12O6+2ADP+2NAD++2Pi 2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H2O 对高等植物来说,不管是有氧呼吸还是无氧呼吸,糖 的分解都必须先经过糖酵解阶段,形成丙酮酸, 然后 才分道扬镳。 无氧 无氧呼吸生成酒精或乳酸
(一)、概述
(二)、 EMP—TCA 途径
(三)、戊糖磷酸途径(PPP)
云南热带作物职业学院
(一)、概述

因为基质、条件、植物种类不同,呼吸过程都会 不同,即会产生多种途径。
基质:糖、脂肪、蛋白质等都可以作为呼吸底物。 其中最主要、最直接的的呼吸基质是葡萄糖。 条件:呼吸基质是葡萄糖时,条件不同、产物及 过程不同。
相关文档
最新文档