第四章 呼吸作用VIP免费

第四章植物的呼吸作用第一节呼吸作用的概念、生理意义和场所一、呼吸作用的概念呼吸作用（Respiration）：指有机物质在生物化学反应中被氧化成二氧化碳和水并释放能量的过程。有氧呼吸（AerobicRespiration）：指细胞把一些有机物彻底氧化分解形成CO2，同时将O2还原为H2O，并释放能量的过程。C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2OΔG0'=-2870kJ/mol-1无氧呼吸（AnaerobicRespiration）：指细胞把某些有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。无氧呼吸在微生物中称为发酵。C6H12O6→2C2H5OH+2CO2ΔG0'=-226kJ/mol-1C6H12O6→2CH3CHOHCOOHΔG0'=-197kJ/mol-1二、呼吸作用的生理意义提供植物生命活动所需的大部分能量为其他有机物的合成提供原料参与对植物形态和生理功能的控制三、呼吸作用的场所线粒体的化学组成线粒体的结构•外膜、膜间空隙、内膜（嵴）、基质反应场所•糖酵解、戊糖磷酸途径细胞质•三羧酸循环、生物氧化线粒体T第二节植物呼吸代谢的多样性一、糖分解代谢途径的多样性二、呼吸电子传递途径的多样性三、末端氧化酶的多样性一、糖分解代谢途径的多样性1、糖酵解（Glycolysis）（EMP途径）•淀粉、葡萄糖或其他六碳糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程。•发生部位：细胞质•氧化-还原辅酶：NAD+•反应式：•C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→2CH3COCOOH+•2NADH+2H++2ATP+2H2O步骤1已糖的磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化步骤2己糖磷酸的裂解步骤3ATP和丙酮酸的生成发酵•2、三羧酸循环(TricarboxylicAcidCycle,TCA环(Krebs环)•丙酮酸在有氧条件下逐步氧化分解，形成水和二氧化碳的过程。•发生部位：线粒体•反应式：•2CH3COCOOH+8NAD++2FAD+2ADP+2Pi+4H2O→6CO2+2ATP+8NADH+8H++2FADH2柠檬酸生成阶段氧化脱羧阶段草酰乙酸再生阶段•3、戊糖磷酸途径（PentosePhosphatePathway，PPP）/己糖磷酸途径（HexoseMonophosphatePathway，HMP）•发生部位：细胞质和质体•氧化-还原辅酶：NADP+•反应式：•6G6P+12NADP++7H2O→6CO2+12NADPH+12H++5G6P+Pi氧化阶段非氧化阶段异构化基团转移缩合葡萄糖-6-磷酸脱氢酶受高NADPH/NADP+抑制4、糖代谢途径的比较EMPTCA环/Krebs环PPP/HMP发生部位细胞质线粒体细胞质、质体氧的参与无氧有氧有氧底物淀粉、葡萄糖或其他六碳糖丙酮酸6-磷酸葡萄糖产物2丙酮酸2ATP2NADH3CO2ATP4NADHFADH26CO212NADPH二、呼吸电子传递途径的多样性1、概念生物氧化（BiologicalOxidation）：有机物质在生物体细胞内进行氧化分解，生成二氧化碳、水和放出能量的过程。呼吸链（RespiratoryChain）：呼吸代谢中间产物的电子和质子沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程。呼吸链就是电子传递链，由氢传递体和电子传递体组成，位于线粒体的内膜上。氢传递体：作为脱氢酶的辅助因子，传递氢（质子和电子），包括NAD（辅酶I），NADP（辅酶II）、黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。电子传递体：只传递电子，包括细胞色素体系和铁硫蛋白（Fe-S）。细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的结合蛋白质，根据吸收光谱的不同分为a，b和c三类。2、呼吸电子传递链的组成复合体I（NADH脱氢酶）含FMN和Fe-S蛋白复合体II（琥珀酸脱氢酶）由FAD和3个Fe-S组成复合体III（细胞色素c还原酶）含2个cytb，1个Fe-S中心和1个cytc1复合体IV（细胞色素c氧化酶）含cyta、cyta3以及2个铜原子ATP合酶↑主路↑支路1支路2↓支路3↓交替途径3、不同电子传递途径的比较途径定位NADH来源NADH脱氢酶鱼藤酮抑制抗霉素抑制CN-抑制P/O主路内膜内源FMN敏感敏感敏感2.5支路1内膜内侧内源FP2不敏感敏感敏感1.5支路2内膜外侧外源FP3不敏感敏感敏感1.5支路3外侧外源FP4(FAD)不敏感不敏感敏感0.5交替途径内侧内源非血红素蛋白敏感不敏感不敏感14、电子传递抑制剂与抑制部位电子传递抑制剂抑制部位鱼藤酮、杀粉蝶菌素、安米妥Fe-S(复合体I)→UQ丙二酸琥珀酸→FAD（复合体II）噻吩甲酰三氟丙酮（TTFA）复合体II→UQ抗霉素AUQ→复合体III/cytb→cytc1(复合体III)CO、CN-、N3-Cytaa3→O2水杨氧肟酸（SHAM）UQ→交替氧化酶三、末端...