药用植物生理学第四章 呼吸作用
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酒精发酵 丙酮酸在脱羧酶催化下， 脱去CO2生成乙醛，然后由乙醇脱氢酶催 化生成乙醇的过程
2020/6/28
乙醇脱氢酶 乳酸脱氢酶
丙酮酸脱羧酶
2020/6/28
2020/6/28
☆无氧呼吸 ☆细胞有机物消耗大，能量利用效率 低。 ☆乳酸和酒精积累对原生质有毒害作用
2020/6/28
3、EMP的生理意义 1）EMP是植物体在特殊的生理和病 理情况下获取能量的一种适应过程 2）EMP的中间产物是合成其它有机 物质的重要原料
2020/6/28
有氧呼吸 生活细胞在O2的参与下，将
某些有机物质彻底氧化分解， 放出CO2和水，同时释放能量 的过程。
2020/6/28
无氧呼吸 在无氧条件下，生活细胞将呼 吸底物降解为不彻底氧化产物 （如酒精或乳酸），同时释放 能量的过程。
2020/6/28
有氧呼吸反应式： 无氧呼吸反应式：
GAC是富含脂肪的油料种子所特 有的一种呼吸代谢途径，当油料种 子萌发时，通过GAC将脂肪转化为 糖。
2020/6/28
2020/6/28
五、乙醇酸 循环
葡萄糖
丙酮酸 乙醇酸氧化途径 （GAO
乙酰COA
乙 酸 O2
2020/6/28
1、糖酵解生化途径
2020/6/28
2020/6/28
磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸
乳酸 乙醇 乙酰CoA
C6H12O6 + 2NAD+ + 2 ADP + 2 Pi 2 CH3COCOOH + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O
糖酵解时环境并不为葡萄糖提供氧， 其氧由葡萄糖分子自己提供，故无氧呼 吸也称为分子内呼吸。
2、呼吸途径的中间产物为其它物质的 合成提供原料
3、在植物的抗病免疫方面起重要作用
2020/6/28
三、场所 ✓ 细胞质是糖酵解和戊糖磷酸 途径进行的场所； ✓线粒体是三羧酸循环和生物 氧化进行的场所。
2020/6/28
2020/6/28
第二节 植物的呼吸代谢途径
糖酵解（EMP） 三羧酸循环（TCAC） 戊糖磷酸途径（PPP） 乙醛酸循环（GAC） 乙醇酸氧化途径 （GAOP）
2020/6/28
✓在进化上，无氧呼吸早于有氧呼吸。 ✓至今仍有专性嫌气性微生物只能在无氧下
生活，有氧反而有害。 ✓高等植物虽有各种氧化酶，但仍保存了无
氧呼吸的方式，在种子萌发初期和在延存 器官内部仍进行无氧呼吸，在水淹时也可 进行无氧呼吸。
2020/6/28
二、呼吸作用生理意义
1、提供植物生命活动所需要的大部分 能量
2020/6/28
二、三羧酸循环（TCAC）
糖酵解的产物丙酮酸在有氧 条件下进入线粒体逐步氧化分解， 形成水和二氧化碳的过程。
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1、TCAC的生化途径
2020/6/28
2020/6/28
CH3COCOOH + 4 NAD+ + FAD + ADP + Pi + 2H2O
3 CO2 + ATP + 4 NADH + 4 H+ + FADH2
1、PPP的生化途径
2020/6/28
2020/6/28
6 G6P + 12 NADP+ + 7 H2O 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+ + 5 G6P + Pi
2020/6/28
2、PPP的生物学意义
✓ 葡萄糖直接氧化 ✓ 生成的NADPH+H+,是生物体中各种生物合
成代谢所需还原力的最主要来源，对于过氧 化物氧化具重要意义。 ✓ 中间产物核糖—5-磷酸是合成核酸等的原料 ✓ 把呼吸作用和光合作用联系起来。 ✓ 增强植物抗病、抗旱和抗损伤能力。 ✓ 年老组织、受干旱或受伤时PPP比例较大。
2020/6/28
第一节 呼吸作用的概念、生理意义
和场所
2020/6/28
一、呼吸作用的概念 呼吸作用(respiration)指一切生活
细胞经过某些代谢途径使有机物氧 化分解，并释放出能量的过程.
2020/6/28
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)
2020/6/28
淀粉
己糖磷酸 PPP 戊糖磷酸
EMP 丙糖磷酸
丙酮酸 乙醇 酒精发酵 脂肪
乳酸 乳酸发酵 脂肪酸
乙酰辅酶A
OAA 柠檬酸 乙酸 OAA 柠檬酸
TCAC
乙醇酸
GAC
琥珀酸
草酸 乙醛酸 异柠檬酸
甲酸GAOP
2020/6/28
一、糖酵解(glycolysis)
糖酵解是指淀粉、葡萄糖或其它 六碳糖在无氧状态下分解成丙酮酸 的过程，又称EMP途径。糖酵解过程 在细胞原生质内进行。
2020/6/28
2020/6/28
2020/6/28
乙酰辅酶A 草酰乙酸
柠檬酸
芳香族 天冬氨酸
2020/6/28
丝氨酸
丙氨酸
琥珀酸
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸
异戊二烯 柠檬酸
异柠檬酸
α酮戊二酸
琥珀酰CoA
谷氨酸
卟啉
2.TCAC的生理意义：
1）是植物体进行有氧呼吸的主要 途径，是物质代谢的枢纽。蛋白 质、脂肪、核酸代谢的产物必须 通过 TCAC才能彻底氧化。
2020/6/28
2）TCAC是植物体获得能量的最主 要形式
3）TCAC的中间产物为其它物质的 合成提供原料
2020/6/28
三、磷酸戊糖途径（PPP）
PPP是细胞质中进行的6-磷酸葡 萄糖直接氧化途径，在植物体内普 遍存在。由于磷酸戊糖是该途径的 中间产物，故该途径称为磷酸戊糖 途径。
2020/6/28
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2020/6/28
己糖 丙酮酸
丙酮酸在生化上十分活跃 通过氨基化作用生成丙氨酸； 在有氧条件下进入三羧酸循环彻底氧 化成CO2和H2O； 在无氧条件下生成乳酸或乙醇；还可 以进行糖酵解的逆转生成淀粉。
2020/6/28
2020/酸发酵 丙酮酸在乳酸脱氢酶的 催化下还原为乳酸的过程
2020/6/28
2020/6/28
四、乙醛酸循环
脂肪分解为脂肪酸和甘油，脂肪酸 经β-氧化分解为乙酰CoA，在乙醛酸体 内生成琥珀酸、乙醛酸、苹果酸和草酰 乙酸的酶促反应过程，称为乙醛酸循环 （glyoxylic acid cycle. GAC），素有 “脂肪呼吸”之称。
2020/6/28
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乙醇脱氢酶 乳酸脱氢酶
丙酮酸脱羧酶
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2020/6/28
☆无氧呼吸 ☆细胞有机物消耗大，能量利用效率 低。 ☆乳酸和酒精积累对原生质有毒害作用
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3、EMP的生理意义 1）EMP是植物体在特殊的生理和病 理情况下获取能量的一种适应过程 2）EMP的中间产物是合成其它有机 物质的重要原料
2020/6/28
有氧呼吸 生活细胞在O2的参与下，将
某些有机物质彻底氧化分解， 放出CO2和水，同时释放能量 的过程。
2020/6/28
无氧呼吸 在无氧条件下，生活细胞将呼 吸底物降解为不彻底氧化产物 （如酒精或乳酸），同时释放 能量的过程。
2020/6/28
有氧呼吸反应式： 无氧呼吸反应式：
GAC是富含脂肪的油料种子所特 有的一种呼吸代谢途径，当油料种 子萌发时，通过GAC将脂肪转化为 糖。
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五、乙醇酸 循环
葡萄糖
丙酮酸 乙醇酸氧化途径 （GAO
乙酰COA
乙 酸 O2
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1、糖酵解生化途径
2020/6/28
2020/6/28
磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸
乳酸 乙醇 乙酰CoA
C6H12O6 + 2NAD+ + 2 ADP + 2 Pi 2 CH3COCOOH + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O
糖酵解时环境并不为葡萄糖提供氧， 其氧由葡萄糖分子自己提供，故无氧呼 吸也称为分子内呼吸。
2、呼吸途径的中间产物为其它物质的 合成提供原料
3、在植物的抗病免疫方面起重要作用
2020/6/28
三、场所 ✓ 细胞质是糖酵解和戊糖磷酸 途径进行的场所； ✓线粒体是三羧酸循环和生物 氧化进行的场所。
2020/6/28
2020/6/28
第二节 植物的呼吸代谢途径
糖酵解（EMP） 三羧酸循环（TCAC） 戊糖磷酸途径（PPP） 乙醛酸循环（GAC） 乙醇酸氧化途径 （GAOP）
2020/6/28
✓在进化上，无氧呼吸早于有氧呼吸。 ✓至今仍有专性嫌气性微生物只能在无氧下
生活，有氧反而有害。 ✓高等植物虽有各种氧化酶，但仍保存了无
氧呼吸的方式，在种子萌发初期和在延存 器官内部仍进行无氧呼吸，在水淹时也可 进行无氧呼吸。
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二、呼吸作用生理意义
1、提供植物生命活动所需要的大部分 能量
2020/6/28
二、三羧酸循环（TCAC）
糖酵解的产物丙酮酸在有氧 条件下进入线粒体逐步氧化分解， 形成水和二氧化碳的过程。
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1、TCAC的生化途径
2020/6/28
2020/6/28
CH3COCOOH + 4 NAD+ + FAD + ADP + Pi + 2H2O
3 CO2 + ATP + 4 NADH + 4 H+ + FADH2
1、PPP的生化途径
2020/6/28
2020/6/28
6 G6P + 12 NADP+ + 7 H2O 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+ + 5 G6P + Pi
2020/6/28
2、PPP的生物学意义
✓ 葡萄糖直接氧化 ✓ 生成的NADPH+H+,是生物体中各种生物合
成代谢所需还原力的最主要来源，对于过氧 化物氧化具重要意义。 ✓ 中间产物核糖—5-磷酸是合成核酸等的原料 ✓ 把呼吸作用和光合作用联系起来。 ✓ 增强植物抗病、抗旱和抗损伤能力。 ✓ 年老组织、受干旱或受伤时PPP比例较大。
2020/6/28
第一节 呼吸作用的概念、生理意义
和场所
2020/6/28
一、呼吸作用的概念 呼吸作用(respiration)指一切生活
细胞经过某些代谢途径使有机物氧 化分解，并释放出能量的过程.
2020/6/28
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)
2020/6/28
淀粉
己糖磷酸 PPP 戊糖磷酸
EMP 丙糖磷酸
丙酮酸 乙醇 酒精发酵 脂肪
乳酸 乳酸发酵 脂肪酸
乙酰辅酶A
OAA 柠檬酸 乙酸 OAA 柠檬酸
TCAC
乙醇酸
GAC
琥珀酸
草酸 乙醛酸 异柠檬酸
甲酸GAOP
2020/6/28
一、糖酵解(glycolysis)
糖酵解是指淀粉、葡萄糖或其它 六碳糖在无氧状态下分解成丙酮酸 的过程，又称EMP途径。糖酵解过程 在细胞原生质内进行。
2020/6/28
2020/6/28
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乙酰辅酶A 草酰乙酸
柠檬酸
芳香族 天冬氨酸
2020/6/28
丝氨酸
丙氨酸
琥珀酸
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸
异戊二烯 柠檬酸
异柠檬酸
α酮戊二酸
琥珀酰CoA
谷氨酸
卟啉
2.TCAC的生理意义：
1）是植物体进行有氧呼吸的主要 途径，是物质代谢的枢纽。蛋白 质、脂肪、核酸代谢的产物必须 通过 TCAC才能彻底氧化。
2020/6/28
2）TCAC是植物体获得能量的最主 要形式
3）TCAC的中间产物为其它物质的 合成提供原料
2020/6/28
三、磷酸戊糖途径（PPP）
PPP是细胞质中进行的6-磷酸葡 萄糖直接氧化途径，在植物体内普 遍存在。由于磷酸戊糖是该途径的 中间产物，故该途径称为磷酸戊糖 途径。
2020/6/28
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己糖 丙酮酸
丙酮酸在生化上十分活跃 通过氨基化作用生成丙氨酸； 在有氧条件下进入三羧酸循环彻底氧 化成CO2和H2O； 在无氧条件下生成乳酸或乙醇；还可 以进行糖酵解的逆转生成淀粉。
2020/6/28
2020/酸发酵 丙酮酸在乳酸脱氢酶的 催化下还原为乳酸的过程
2020/6/28
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四、乙醛酸循环
脂肪分解为脂肪酸和甘油，脂肪酸 经β-氧化分解为乙酰CoA，在乙醛酸体 内生成琥珀酸、乙醛酸、苹果酸和草酰 乙酸的酶促反应过程，称为乙醛酸循环 （glyoxylic acid cycle. GAC），素有 “脂肪呼吸”之称。
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