第4-1 章呼吸作用
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植物生理学 呼吸作用
（三）氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂
2.3 磷酸戊糖途径（PPP）
作用： 1.提供还原力NADPH2, 2.提供中间产物, 3.也能产生能量。 R-5-P→dR5P……nuclear acid. E4P + PEP→C7……莽草酸途径→芳香族氨 基酸、 植物激素。酚、醌类
油料种子形成，病虫害，开花等PPP增加。 判断： 最初脱下的CO2中C6/ C1比值。 全为PPP时C6/ C1为0；EMP-TCAC6/ C1 为 1。 如比值在0-1之间，说明两条途径都有。
重要中间产物： Pyr(丙酮酸)→Ala PEP→OAA PEP+E4P→C7…… 莽草酸途径……芳 香族氨基酸、植物 激素。
2.2
TCA cycle (Tricarboxylic acid cycle)
• 丙酮酸,在有 氧条件下, 逐 步氧化分解, 最终形成水和 CO2的过程。 Krebs cycle。
2）Alternate oxidase(Cyanide-resistant oxidase) -- 对氰化物不敏感的氧化酶。 不受CN-和N3-及CO等呼吸抑制剂所抑制的呼 吸被称为抗氰呼吸。
在氰化物存在条件下仍运行的呼吸作用称为抗氰呼吸，也即 是对氰化物不敏感的那一部分呼吸。 抗氰呼吸可以在某些条件下与细胞色素电子传递主路(CP)交 替运行，抑制正常电子传递途径就可促进抗氰呼吸的发生， 因此，抗氰呼吸又称为交替途径(alternative pathway AP)，
有氧呼吸与无氧呼吸共有的道路(阶段)
是什么?
Section 2. 呼吸作用途径
2.1 糖酵解Glycolysis--- EMP pathway
糖酵解指在细胞质中己糖降解成丙酮酸过程
植物生理学课件第四章呼吸作用
体进一步氧化产生ATP。 通过底物水平磷酸化，直接合成ATP。 （2）TCA是植物体进行有氧呼吸的主要途径，是
物质代谢的枢纽。 TCA既是糖、脂类和氨基酸 等彻底分解的共同途径，其中间产物又是合成 糖、脂类和氨基酸的原料。
3. 戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway, PPP）
CO2+H2O
中间代谢产物是合成糖类、脂类、蛋白 质和维生素及各种次生物质的原料
二、生物氧化（biological oxidation）
生物氧化是指发生在生物体细胞线粒 体内的一系列传递氢、电子的氧化还原反 应。生物氧化过程中释放的能量一部分以 热能形式散失，一部分贮存在高能磷酸化 合物ATP中。
简称TCA）
TCA循环中 虽然没有O2的 参加，但必须 在有氧条件下 经过呼吸链电 子传递，使 NAD+ 和FAD、 UQ在线粒体中 再生，该循环 才可继续，否 则TCA循环就会 受阻。
三羧酸循环的生理意义：
（1）TCA是植物体获得能量的最主要形式。 使NAD+和FAD还原成NADH和FADH2。这些电子供
1. 为植物生命活动提供能量
需呼吸作用提供 能量的生理过程有： 离子的主动吸收和运 输、细胞的分裂和伸 长、有机物的合成和 运输、种子萌发等。
不需呼吸作用直 接提供能量的生理过 程有：干种子的吸胀 吸水、离子的被动吸 收、蒸腾作用、光反 应等。
2. 中间产物是合成重要有机物质的原料
呼吸作用的中间产物如，
如：细胞色素系统、铁硫蛋白、铁氧还蛋白等。
呼吸传递体中除 UQ外,大多数组分是与 蛋白质结合，以复合体形式嵌入膜内存在的。
植物线粒体的电子传递链位于线粒体 的内膜上，由五种蛋白复合体组成。
物质代谢的枢纽。 TCA既是糖、脂类和氨基酸 等彻底分解的共同途径，其中间产物又是合成 糖、脂类和氨基酸的原料。
3. 戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway, PPP）
CO2+H2O
中间代谢产物是合成糖类、脂类、蛋白 质和维生素及各种次生物质的原料
二、生物氧化（biological oxidation）
生物氧化是指发生在生物体细胞线粒 体内的一系列传递氢、电子的氧化还原反 应。生物氧化过程中释放的能量一部分以 热能形式散失，一部分贮存在高能磷酸化 合物ATP中。
简称TCA）
TCA循环中 虽然没有O2的 参加，但必须 在有氧条件下 经过呼吸链电 子传递，使 NAD+ 和FAD、 UQ在线粒体中 再生，该循环 才可继续，否 则TCA循环就会 受阻。
三羧酸循环的生理意义：
（1）TCA是植物体获得能量的最主要形式。 使NAD+和FAD还原成NADH和FADH2。这些电子供
1. 为植物生命活动提供能量
需呼吸作用提供 能量的生理过程有： 离子的主动吸收和运 输、细胞的分裂和伸 长、有机物的合成和 运输、种子萌发等。
不需呼吸作用直 接提供能量的生理过 程有：干种子的吸胀 吸水、离子的被动吸 收、蒸腾作用、光反 应等。
2. 中间产物是合成重要有机物质的原料
呼吸作用的中间产物如，
如：细胞色素系统、铁硫蛋白、铁氧还蛋白等。
呼吸传递体中除 UQ外,大多数组分是与 蛋白质结合，以复合体形式嵌入膜内存在的。
植物线粒体的电子传递链位于线粒体 的内膜上，由五种蛋白复合体组成。
呼吸作用4个化学方程式-定义说明解析
呼吸作用4个化学方程式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述呼吸作用是生物体利用氧气和有机物（通常是葡萄糖）进行能量转化的一种重要过程。
它是维持生命活动所必需的，同时也是细胞呼吸的关键步骤之一。
在呼吸作用中，有机物首先被分解成小分子，然后通过一系列复杂的化学反应，最终与氧气反应产生能量、水和二氧化碳。
这个过程主要发生在细胞的线粒体中，被称为有氧呼吸。
它不仅在人类和其他动物中发生，也在植物中存在。
呼吸作用的重要性无法忽视。
它提供了细胞所需的能量，使生物体能够进行各种生理活动，例如运动、细胞分裂和物质合成。
同时，呼吸作用也是细胞释放二氧化碳的重要途径，维持了生物体内部环境的稳定。
本文的重点将放在呼吸作用的化学方程式上，通过化学方程式的描述，我们可以更好地理解反应的过程和结果。
在接下来的章节中，我们将详细介绍呼吸作用的定义、重要性以及几个与呼吸作用相关的化学方程式。
总之，呼吸作用是生物体能量转化的重要过程，它提供了细胞活动所需的能量，并维持了生物体内部环境的平衡。
通过研究呼吸作用的化学方程式，我们可以更好地了解其机制和作用，进一步推动相关领域的研究。
1.2 文章结构文章结构的目的是为了确保文章有条理和逻辑性，使读者能够清楚地了解文章的组织结构和内容安排。
下面是文章结构的详细说明：1. 引言部分用来引出文章的主题和目的，概述文章将要讨论的内容。
2. 正文部分是文章的主体部分，用来详细介绍和探讨呼吸作用的定义、重要性以及化学方程式。
这一部分可以根据需要分成多个小节，每个小节都应该有一个明确的主题，并按照逻辑顺序进行组织。
3. 结论部分用来总结正文部分的主要观点和发现，并强调呼吸作用的重要性。
同时，还可以提出进一步研究的方向或者对未来的展望。
通过以上的文章结构，读者可以清晰地了解到文章的整体框架和内容安排。
各个部分之间的连接紧密，逻辑清晰，为读者提供了一个系统和完整的了解呼吸作用的信息。
1.3 目的本文的主要目的是通过研究和分析呼吸作用的化学方程式，深入了解呼吸作用的过程和重要性。
呼吸作用
1. 呼吸作用的概念
呼吸作用是生物界非常普通的现象，是一切生 物细胞的共同特征。
呼吸作用是指生活细胞内的有机物，在一系列 酶的参与下，逐步氧化分解成简单物质，并释放能 量的过程。
呼吸作用并不一定伴随着氧的吸收和CO2的释 放。依据呼吸过程中是否有氧参与，可将呼吸作用 分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。
四、乙醛酸循环
呼吸代谢的生化途径
脂肪
植物细胞中脂肪酸氧化分解形成乙酰辅酶A，在乙醛酸循环 体内生成琥珀酸、乙醛酸和苹果酸。可用于糖的合成。
植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图
植 物 体 内 主 要 的 呼 吸 途 径
2. 呼吸作用的意义
（1）为生命活动提供能量。呼吸过程中释放的能量一部分以热
糖酵解
定义 己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程 1.己糖的活化 G---FBP 2.己糖裂解 FBP--GAP 3.丙糖氧化 GAP—pyr 1个NADH和1个ATP
C6H12O6+2NAD++2ADP+2H3PO4→2CH3COCOOH+2NAD H+2H++2ATP
化学 历程
总反 应式
Pyr的命运
的形式散失，另一部分以 ATP 、 NAD （ P ） H 等形式储存，当 ATP等分解时，将其能量释放出来供生命活动的需要。 （ 2）为重要有机物质提供合成原料。 呼吸过程中产生一系列
中间产物，其中有一些中间产物化学性质十分活跃，如丙酮酸、
α-酮戊二酸、苹果酸等，它们是进一步合成植物体内各种重要化
琥珀酰COA 琥珀酸脱氢 酶 琥珀酸 琥珀酸合成酶 -酮戍二酸 -酮戊二酸脱氢 酶
呼吸代谢的生化途径
三羧酸循环的反应场所
《植物生理学》第四章
酒精发酵酶:
C6H12O6
2C2H5OH+2CO2
+能量 （△G°′= -226 kJ·mol-1）
精品课件
乳酸发酵： 酶
C6H12O6
2CH3CHOHCOOH +能
量 △G°′= -197 kJ·mol-1
在高等植物中称为无氧呼吸，在微生物 中称为发酵。高等植物通常是以有氧呼吸为主， 但在特定的条件下，如暂时缺氧也可进行无氧呼 吸。
质子传递体包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有NAD+、FMN、 FAD、泛醌（UQ或Q）等，它们既传递质子又传递电子。
除了UQ和细胞色素c（Cytc）外，组成呼吸链的有4种酶复合体， 另外还有一种ATP合酶复合体，它们嵌在线粒体内膜上。
精品课件
复合体Ⅰ：含有NADH脱氢酶，FMN,4个Fe-S蛋白 复合体Ⅱ：琥珀酸脱氢酶（FAD, Fe-S蛋白) 复合体Ⅲ：含有2个Cytb(b560和b565)，Cytc 和Fe-S。 复合体Ⅳ：含有细胞色素氧化酶复合物， Cyta,Cyta3。把Cytc的 电子传给O2，形成水。 复合体ⅴ：又称 ATP合成酶或称H+- ATP酶复合体
精品课件
（三）抗氰呼吸
1. 抗氰呼吸的概念
在氰化物存在下，某些植物呼吸不受抑制，这 种呼吸途径称为抗氰呼吸。抗氰呼吸可以在某些条件下与
电子传递主路交替运行，因此，抗氰呼吸又称交替途径。
精品课件
2. 植物抗氰呼吸的生理意义
➢放热增温，促进植物开花、种子萌发 。 ➢增加乙烯生成，促进果实成熟，促进衰老。 ➢代谢的协同调控。 ➢增强抗逆性。
交替氧化酶又称抗氰氧化酶，它将UQH2的电子交给O2 生成H2O。它与氧的亲和力高，不受CN-、CO、N3-的抑制。
植物生理学第4-1章章呼吸作用
➢ 可以用呼吸抑制剂抑制，如碘乙酸
二、乙醇发酵和乳酸发酵
• 在无氧条件下，糖酵解形成的丙酮酸在细胞质中即进行乙醇发酵或乳酸发酵。
• 乙醇发酵：
丙酮酸
乙醛
乙醇
• 丙发乳酮酵酸酸中发消酵耗：了乳NA酸DH丙，酮没酸有脱A羧TP酶的生成CO，2能量利用乙N效A醇D率H脱低+氢H，+酶有机物损耗大。乙
醇积累会破坏细胞结构，乳酸积累会引起酸中毒。
3.酚氧化酶 （质体和微体中）
种类：单酚氧化酶（如酪氨酸酶）、 多酚氧化酶（PPO；如儿茶酚氧化酶）
功能：将酚氧化成棕褐色的醌，醌对 微生物有毒，防止植物感染。
此酶含铜，正常情况下，酚氧化酶与 底物是分开的。
生活中对多酚氧化酶的利用和抑制
将土豆丝泡在水中防止变褐。 制红茶时，揉捻茶叶，利用多酚氧化酶 的作用将茶叶中的儿茶酚和单宁氧化并 聚合为红褐色的物质。 制绿茶时，采的茶叶立即焙炒杀青，破 坏多酚氧化酶，保持绿色。 在烤烟时，烟叶达到变黄末期迅速脱水， 抑制PPO活性，保持烟叶鲜明的黄色。
在植物体中普遍存在，幼嫩组织中比较活跃。
NADH 外源NADH
ATP
ATP
ATP
FMN→FeS→UQ→Cytb→Cytc→Cyta→Cyta3→O2
FeS
FAD
呼吸链电子传递过程和ATP形成部位
-- ⒉ 交替氧化酶 抗氰呼吸链末端的氧化酶
在氰化物存在下，某些植物呼吸不受抑制---抗氰呼吸※。 通过离体线粒体研究发现，在一些植物组织中含有交替氧化酶，它可以绕过复合体 Ⅲ和Ⅳ把电子传递给氧形成水，所以它对氰化物不敏感，但被鱼藤酮和水杨酸氧肟 酸抑制。 交替途径P/O低。
无氧 →无氧呼吸→酒精或乳酸
葡萄糖→→丙酮酸 有氧 → TCA循环→CO2
二、乙醇发酵和乳酸发酵
• 在无氧条件下，糖酵解形成的丙酮酸在细胞质中即进行乙醇发酵或乳酸发酵。
• 乙醇发酵：
丙酮酸
乙醛
乙醇
• 丙发乳酮酵酸酸中发消酵耗：了乳NA酸DH丙，酮没酸有脱A羧TP酶的生成CO，2能量利用乙N效A醇D率H脱低+氢H，+酶有机物损耗大。乙
醇积累会破坏细胞结构，乳酸积累会引起酸中毒。
3.酚氧化酶 （质体和微体中）
种类：单酚氧化酶（如酪氨酸酶）、 多酚氧化酶（PPO；如儿茶酚氧化酶）
功能：将酚氧化成棕褐色的醌，醌对 微生物有毒，防止植物感染。
此酶含铜，正常情况下，酚氧化酶与 底物是分开的。
生活中对多酚氧化酶的利用和抑制
将土豆丝泡在水中防止变褐。 制红茶时，揉捻茶叶，利用多酚氧化酶 的作用将茶叶中的儿茶酚和单宁氧化并 聚合为红褐色的物质。 制绿茶时，采的茶叶立即焙炒杀青，破 坏多酚氧化酶，保持绿色。 在烤烟时，烟叶达到变黄末期迅速脱水， 抑制PPO活性，保持烟叶鲜明的黄色。
在植物体中普遍存在，幼嫩组织中比较活跃。
NADH 外源NADH
ATP
ATP
ATP
FMN→FeS→UQ→Cytb→Cytc→Cyta→Cyta3→O2
FeS
FAD
呼吸链电子传递过程和ATP形成部位
-- ⒉ 交替氧化酶 抗氰呼吸链末端的氧化酶
在氰化物存在下，某些植物呼吸不受抑制---抗氰呼吸※。 通过离体线粒体研究发现，在一些植物组织中含有交替氧化酶，它可以绕过复合体 Ⅲ和Ⅳ把电子传递给氧形成水，所以它对氰化物不敏感，但被鱼藤酮和水杨酸氧肟 酸抑制。 交替途径P/O低。
无氧 →无氧呼吸→酒精或乳酸
葡萄糖→→丙酮酸 有氧 → TCA循环→CO2
初中生物《呼吸作用》教学课件
呼吸作用是生物体获取能量的主要途径，为生物程
01 有机物氧化分解
生物体利用氧气将有机物氧化分解成二氧化碳和 水。
02 能量释放
有机物氧化分解过程中释放的能量，一部分以热 能形式散失，另一部分用于合成ATP。
03 ATP合成
呼吸作用过程中释放的能量，部分用于合成ATP ，为生物体的生命活动提供直接能量。
02 5. 开始计时，并观察实验材料的呼吸作用情况。
实验步骤与操作方法
6. 记录实验数据，包括实 验材料的质量变化、二氧 化碳的生成量等。
操作方法
7. 分析实验结果，得出结 论。
实验步骤与操作方法
1. 在实验前，需要对实验 材料进行称量，并记录初 始质量。
2. 在实验过程中，需要保 持恒温环境，以避免温度 变化对实验结果的影响。
3. 呼吸作用和光合作用都是生物体进行能量转换的过程，但它们发生在不同的细胞器和时间段 。光合作用是在叶绿体中利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程，而呼吸作 用是在细胞质基质和线粒体中进行的。
4. 呼吸作用在日常生活中的应用有很多，例如人们通过跑步、骑车等运动来消耗能量，这些能 量来自于呼吸作用中释放的能量；另外，呼吸作用产生的二氧化碳也是植物光合作用的原料之 一。
日常生活中的应用。
角色扮演
让学生扮演不同的细胞器或细胞结 构，模拟呼吸作用的过程，加深对 呼吸作用的理解。
互动问答
教师提出问题，学生通过举手或其 他方式回答，或者学生向教师提出 问题，教师解答。
思考题及答案解析
思考题 1. 呼吸作用是什么？其意义是什么？
2. 呼吸作用的主要过程是什么？请简述。
思考题及答案解析
03
呼吸作用实验设计与操作
01 有机物氧化分解
生物体利用氧气将有机物氧化分解成二氧化碳和 水。
02 能量释放
有机物氧化分解过程中释放的能量，一部分以热 能形式散失，另一部分用于合成ATP。
03 ATP合成
呼吸作用过程中释放的能量，部分用于合成ATP ，为生物体的生命活动提供直接能量。
02 5. 开始计时，并观察实验材料的呼吸作用情况。
实验步骤与操作方法
6. 记录实验数据，包括实 验材料的质量变化、二氧 化碳的生成量等。
操作方法
7. 分析实验结果，得出结 论。
实验步骤与操作方法
1. 在实验前，需要对实验 材料进行称量，并记录初 始质量。
2. 在实验过程中，需要保 持恒温环境，以避免温度 变化对实验结果的影响。
3. 呼吸作用和光合作用都是生物体进行能量转换的过程，但它们发生在不同的细胞器和时间段 。光合作用是在叶绿体中利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程，而呼吸作 用是在细胞质基质和线粒体中进行的。
4. 呼吸作用在日常生活中的应用有很多，例如人们通过跑步、骑车等运动来消耗能量，这些能 量来自于呼吸作用中释放的能量；另外，呼吸作用产生的二氧化碳也是植物光合作用的原料之 一。
日常生活中的应用。
角色扮演
让学生扮演不同的细胞器或细胞结 构，模拟呼吸作用的过程，加深对 呼吸作用的理解。
互动问答
教师提出问题，学生通过举手或其 他方式回答，或者学生向教师提出 问题，教师解答。
思考题及答案解析
思考题 1. 呼吸作用是什么？其意义是什么？
2. 呼吸作用的主要过程是什么？请简述。
思考题及答案解析
03
呼吸作用实验设计与操作
植物生理学植物的呼吸作用
2、无氧呼吸利用葡萄糖产生的能量很少， 植物要维持正常的生理需要就要消耗更多的有 机物；
3、没有丙酮酸氧化过程，缺乏新物质合成 的原料。
（3） CO2 CO2浓度增高, 呼吸受抑,
＞5％时，明显抑制, 土壤积累CO2可达4％～10％
（4）水分
➢种 子 含 水 量 是制约种子呼 吸强弱的重要 因素。
＜10％
呼吸开始 有氧呼吸 下降
无氧呼吸出现并 逐步增强，有氧 呼吸迅速下降。
过高? O2 过低?
无氧呼吸的消失点
氧饱和点 oxygen saturation point
氧 饱 和 点 与 温 度 有 关
长时间的无氧呼吸为什么会使植物受到伤害？
1、无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋 白质变性；
电子传递体包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白 呼吸链传递体传递电子的顺序是： 代谢物→NAD+→FAD→CoQ→细胞色素系统→O2。
氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子， 主要有NAD＋、FMN、FAD、CoQ等。 它们既传递电子，也传递质子；
2.呼吸链上的传递体
H+
图示五种酶复合体
呼吸链的组成 呼吸链中五种酶复合体 (1)复合体Ⅰ(NADH:泛醌氧化还原酶) (2)复合体Ⅱ(琥珀酸:泛醌氧化还原酶) (3)复合体Ⅲ(UQH2 :细胞色素C氧化还原酶) (4)复合体Ⅳ(Cytc:细胞色素氧化酶) (5)复合体Ⅴ(ATP合成酶)
呼吸底物的含量 机械损伤
4.乙醛酸循环(glyoxylic acid cycle) GAC
脂肪
5.乙醇酸氧化途径 (glycolic acid oxidation pathway) GAP
水稻根系 H2O2
（二）电子传递途径的多样性
3、没有丙酮酸氧化过程，缺乏新物质合成 的原料。
（3） CO2 CO2浓度增高, 呼吸受抑,
＞5％时，明显抑制, 土壤积累CO2可达4％～10％
（4）水分
➢种 子 含 水 量 是制约种子呼 吸强弱的重要 因素。
＜10％
呼吸开始 有氧呼吸 下降
无氧呼吸出现并 逐步增强，有氧 呼吸迅速下降。
过高? O2 过低?
无氧呼吸的消失点
氧饱和点 oxygen saturation point
氧 饱 和 点 与 温 度 有 关
长时间的无氧呼吸为什么会使植物受到伤害？
1、无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋 白质变性；
电子传递体包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白 呼吸链传递体传递电子的顺序是： 代谢物→NAD+→FAD→CoQ→细胞色素系统→O2。
氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子， 主要有NAD＋、FMN、FAD、CoQ等。 它们既传递电子，也传递质子；
2.呼吸链上的传递体
H+
图示五种酶复合体
呼吸链的组成 呼吸链中五种酶复合体 (1)复合体Ⅰ(NADH:泛醌氧化还原酶) (2)复合体Ⅱ(琥珀酸:泛醌氧化还原酶) (3)复合体Ⅲ(UQH2 :细胞色素C氧化还原酶) (4)复合体Ⅳ(Cytc:细胞色素氧化酶) (5)复合体Ⅴ(ATP合成酶)
呼吸底物的含量 机械损伤
4.乙醛酸循环(glyoxylic acid cycle) GAC
脂肪
5.乙醇酸氧化途径 (glycolic acid oxidation pathway) GAP
水稻根系 H2O2
（二）电子传递途径的多样性
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五、乙醛酸循环 (脂肪呼吸，GAC )
脂肪酸经β-氧化分解为乙酰CoA， 在乙醛酸循环体内生成琥珀酸、乙醛酸、
苹果酸和草酰乙酸的酶促反应过程。
油料种子萌发时特有的呼吸底物氧 化途径，贮藏的脂肪通过乙醛酸循环转 化为糖，运输至幼苗供生长需要。
六、乙醇酸氧化途径
水稻根系特有的糖降解途径
关键酶：乙醇酸氧化酶 水稻根中部分乙酰CoA不进入TCA环，而是形成 乙酸，再在乙醇酸氧化酶及多种酶类催化下依 次形成乙醇酸、乙醛酸、草酸、甲酸及CO2、 H2O2 ，H2O2又在CAT催化下分解放氧，氧化根系 周围各种还原物质，抑制还原物质对根的毒害。
第四章 植物的呼吸作用
呼吸作用(Respiration)是将植物 体内的物质不断分解的过程，是新陈 代谢的异化作用方面。它既是植物能 量代谢的核心，也是植物体内有机物 转换的枢纽。
本章主要内容
呼吸作用概念意义 呼吸代谢途径 电子传递与氧化磷酸化 呼吸代谢能量的贮存和利用 呼吸代谢与其它物质代谢 呼吸作用的调控 呼吸作用的指标及影响因素 呼吸作用与农业生产
3.为代谢活动提供还原力 呼吸底物降解过程中形成的NADH+H+、 NADPH+H+ 、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.增强植物的抗病免疫能力
病原菌侵染时呼吸急剧上升，通过生物氧化 分解有毒物质；受伤时旺盛呼吸促进伤口愈合； 呼吸加强还可促进具杀菌作用的绿原酸、咖啡酸 等的合成。
三、末端氧化酶系统 末端氧化酶是把底物的电子传递到分子氧并形 成水或过氧化氢的酶。多种多样的与植物呼吸有关 的氧化酶系统，适应不同底物及不断变幻的外界环 境，保证植物正常的生命活动。 ⒈ 细胞色素氧化酶 ⒉ 交替氧化酶 ⒊ 酚氧化酶 ⒋ 抗坏血酸氧化酶 ⒌ 乙醇酸氧化酶
线粒体内※ 线粒体外※
⒈ 细胞色素氧化酶
第二节 植物的呼吸代谢途径
呼吸代谢途径※
1、糖酵解途径(EMP)---在细胞质进行
2、乙醇发酵和乳酸发酵---在细胞质进行
3、三羧酸循环 (TCA)---在线粒体进行 4、磷酸戊糖途径(PPP)---在细胞质进行 5、乙醛酸循环---在乙醛酸体、线粒体进行 6、乙醇酸氧化途径---在细胞质进行
一、糖酵解(EMP) Embden,Meyerhof,Parnas 淀粉、葡萄糖或果糖在细胞质内，在一系列酶的 参与下分解成丙酮酸的过程。 C6H12O6+2ADP+2NAD++2Pi 2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+ +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→酒精或乳酸
海竽 佛焰苞包围的肉穗花序
天南星科植物的佛焰花序
NADH 外源NADH ATP ATP ATP FMN→FeS→UQ→Cytb→Cytc→Cyta→Cyta3→O2
FeS FAD
交替氧化酶（抗氰呼吸）
P/O比为1或0
呼吸链电子传递过程和ATP形成部位
抗氰呼吸的生理意义※
放热效应：有利于早春时节植物的开花 传粉或种子萌发
第一节 呼吸作用的概念和生理意义
一、呼吸作用(Respiration) ※ 植物的呼吸作用是在生活细胞内所 进行的氧化有机物质、并释放出能量的 一个生理过程，包括有氧呼吸和无氧呼 吸两大类型。
1、有氧呼吸 指生活细胞在氧气的参与下，把淀粉、葡萄糖 等有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成水，同 时释放能量的过程。 如：以葡萄糖作为呼吸底物，有氧呼吸作用 可简扩如下： C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O +ΔG ΔG=-2870kj
P/O是线粒体氧化磷酸化活力功能的一个重要指标。 是每吸收一个氧原子所酯化无机磷酸分子数的比， 或每消耗一个氧原子由几个ADP变成了ATP。
氧化磷酸化机理——化学渗透假说
P.Mitchell，诺贝尔医学和生理学奖（1978）
（1）呼吸传递体不对称地分布在线粒体内膜上。 （2）递氢体有质子泵的作用。可将电子（2e）传给 其后的电子传递体，而将H+泵出内膜。使内膜外侧的 H+ 浓度高于内侧，造成跨膜的质子浓度梯度和外正 内负的膜电势差，二者构成跨膜的电化学梯度，即形 成跨膜的质子动力。 （3）由质子动力推动ATP的合成。使H+ 流沿着ATP 合酶的H+通道进入线粒体基质时，释放的自由能推动 ADP 和Pi 合成ATP。
呼吸链电子传递过程和ATP形成部位
⒉ 交替氧化酶--抗氰呼吸链末端的氧化酶
在氰化物存在下，某些植物呼吸不受抑制--抗氰呼吸※。
通过离体线粒体研究发现，在一些植物组织 中含有交替氧化酶，它可以绕过复合体Ⅲ和Ⅳ 把电子传递给氧形成水，所以它对氰化物不敏 感，但被鱼藤酮和水杨酸氧肟酸抑制。
交替途径P/O低。
生活中对多酚氧化酶的利用和抑制 将土豆丝泡在水中防止变褐。 制红茶时，揉捻茶叶，利用多酚氧化酶 的作用将茶叶中的儿茶酚和单宁氧化并 聚合为红褐色的物质。 制绿茶时，采的茶叶立即焙炒杀青，破 坏多酚氧化酶，保持绿色。 在烤烟时，烟叶达到变黄末期迅速脱水， 抑制PPO活性，保持烟叶鲜明的黄色。
丙酮酸
CO2 NADH
连接糖酵解和三羧酸循 环
乙酰CoA
柠檬酸
草酰乙酸
NADH
异柠檬酸
NADH
苹果酸
FADH2
草酰琥珀酸
CO2
CO2 NADH
琥珀酸
ATP
琥珀酰CoA
α-酮戊二酸
脂肪酸β氧化 糖酵解 乙酰CoA
乙酰CoA 三羧酸循环 脂肪酸 次级代谢物质（如赤霉素）
三羧酸循环的作用：
一、呼吸链 二、氧化磷酸化 三、末端氧化酶
汤佩松：多条 电子传递途径
一、呼吸链(Respiratory chain)
就是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。
氢传递体： 传递氢（包括电子和质子）， 如：NAD,NADP,FMN,FAD. 组成呼吸链 的传递体 电子传递体：只传递电子，如细胞色素体系 和铁硫蛋白（Fe3+→Fe2+）。 植物线粒体的电子传递链位于线粒体的内膜上， 由5种蛋白复合体组成。
6G6P+12NADP++7H2O
6CO2 +12NADPH + 12H+ +5G6P+Pi
发生在细胞质中
在成熟和老年组织中及逆境时发生较多
葡萄糖
ATP
氧化阶段
非氧化阶段
磷酸葡萄糖
NADPH
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮
ATP
磷酸葡萄糖酸 5-磷酸核酮糖
CO2 NADPH
4-磷酸赤藓糖 7-磷酸景天庚酮糖
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 柠檬酸 乙酸 乙醇酸 草酸 OAA 柠檬酸 GAC 乙醛酸 异柠檬酸
TCA循环 琥珀酸
甲酸GAOP
第三节
电子传递与氧化磷酸化
有机物质在生物体内进行氧化，包括消耗氧， 生成CO2、水和放出能量的过程，称为“生物氧化”。 生物氧化所释放的能量一部分以热能形式散失， 另一部分可被耦联的磷酸化反应所利用，储存在 ATP中，以满足植物生命活动的需要。
注意：
二、乙醇发酵和乳酸发酵
在无氧条件下，糖酵解形成的丙酮酸在细 胞质中即进行乙醇发酵或乳酸发酵。 CO2 乙醇脱氢酶 乙醇发酵： 丙酮酸脱羧酶 NADH+H+ 丙酮酸 乙醛 乙醇 乳酸发酵：乳酸脱氢酶 + NADH+H 丙酮酸 乳酸 发酵中消耗了NADH，没有ATP的生成，能 量利用效率低，有机物损耗大。乙醇积累 会破坏细胞结构，乳酸积累会引起酸中毒。
⒈提供生命活动所需能量的主要来源
⒉是物质代谢的枢纽
注意：
循环中没有氧的直接参与，脱下的NADH 和FADH2通过呼吸链电子传递将氢交给分 子氧生成水。因此，高等植物的有氧呼吸 应该是糖酵解、三羧酸循环和呼吸链三段 的总和。
四、戊糖磷酸途径 (PPP) pentose phosphate pathway 在高等植物中，还发现可以不经过EMP生成丙 酮酸而进行有氧呼吸的途径，就是PPP途径。即葡 萄糖被胞质溶胶和质粒中的可溶性酶直接氧化，产 生NADPH和一些磷酸糖的酶促过程。
三、三羧酸循环 (TCA) tricarboxylic acid cycle 糖酵解进行到丙酮酸后，在有氧的条件下，丙 酮酸进入线粒体，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CO2为止，这个过 程称为~（Krebs循环）。
1953诺贝尔生理学或医学奖
2丙酮酸+2ADP+2Pi+8NAD++2FAD+4H2O 6CO2+2ATP+8NADH+8H++2FADH2
NADH-泛醌 氧化还原酶
泛醌-细胞色素c 氧化还原酶
ATP合酶
琥珀酸-泛醌
氧化还原酶
Cyt c -细胞 色素氧化酶
氧化（电子传递）和磷酸化相偶联。 2,4-二硝基苯酚可阻碍磷酸化而不影响氧 化，称这种物质为解偶联剂。 徒劳呼吸 干旱、寒害、缺钾等都会破坏磷酸化而不 影响氧化，导致徒劳呼吸。 安密妥，鱼藤酮，丙二酸，氰化物，叠氮 化物，CO等抑制电子传递。 细胞死亡