第4章呼吸作用54学案.ppt

第五章　植物的呼吸作用 生物的新陈代谢可概括为两类反应： 1.同化作用(assimilation)-把非生活物质转化为生活物质。 2.异化作用（disassimilation）-把生活物质分解成非生活物质。 光合作用属于同化作用；呼吸作用属于异化作用。 呼吸作用是所有生物的基本生理功能，是一切生活细胞的共同特征，呼吸停止，也就意味着生命的终止。 3.1 线粒体的结构与功能? 一、呼吸的概念 呼吸作用的多条途径: 二、发酵作用 1.酒精发酵 在无氧条件下, 丙酮酸脱羧生成CO2和乙醛，乙醛再被还原为乙醇的过程。 2.乳酸发酵 在无氧条件下, 丙酮酸被NADH+H+直接还原为乳酸的过程 。 三、三羧酸循环 1.概念： 三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle，简称TCA循环) 指丙酮酸在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解生成CO2的过程。又称为柠檬酸环或Krebs环，。 是生化领域中一项经典性成就。 2.三羧酸循环的化学历程 由于糖酵解中1分子葡萄糖产生2分子丙酮酸所以三羧酸循环总反应式为： 2CH3COCOOH+8NAD+＋2FAD＋2ADP＋2Pi＋4H2O → 6CO2+8NADH＋8H+＋2FADH2＋ 2ATP 三羧酸循环是在细胞中的线粒体内进行的，线粒体含有三羧酸循环各反应的全部酶。 四、戊糖磷酸途径 1.概念 戊糖磷酸途径(pentose phosphate pathway） ：是指在细胞质内进行的一种将葡萄糖直接氧化降解的酶促反应过程。或称为已糖磷酸支路(hexose monophosphate pathway)。此途径不经过无氧呼吸生成丙酮酸而进行有氧呼吸。简称PPP或HMP。也称为葡萄糖直接氧化途径。 ? 第三节 电子传递与氧化磷酸化 一、呼吸链 糖酵解和三羧酸循环中所产生的NADH+H+不能直接与游离的氧分子结合，需要经过电子传递链传递后，才能与氧结合。电子传递链，亦称呼吸链，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。 组成电子传递链的传递体可分为氢传递体和电子传递体。 氢传递体传递氢（包括质子和电子，以2H+ +2e-表示），它们作为脱氢酶的辅助因子，有下列几种：NAD（即辅酶Ⅰ）、NADP（即辅酶Ⅱ）、黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），它们都能进行氧化还原反应。 电子传递体是指细胞色素体系和铁硫蛋白（Fe-S），它们只传递电子。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 3类，每类又再分为若干种。细胞色素传递电子的机理，主要是通过铁卟啉辅基中的铁离子完成的，Fe3+在接受电子后还原为Fe2+，Fe2+传出电子后又氧化为Fe3+。 呼吸链的组成和定位 二、氧化磷酸化 在生物氧化中，电子经过线粒体的电子传递链传递到氧，伴随ATP合酶催化，使ADP和磷酸合成ATP的过程，称为氧化磷酸化作用。 关于氧化和磷酸化的耦联的机理，和前面谈过的光合磷酸化类似，目前被人们普遍接受的是P. Mitchell 提出的化学渗透假说（chemiosmotic hypothesis）。线粒体基质的NADH传递电子给O2的同时，也3次把基质的H+释放到膜间间隙。由于内膜不让泵出的H+自由地返回基质。因此膜外侧[H+]高于膜内侧而形成跨膜pH梯度（ΔpH），同时也产生跨膜电位梯度（ΔE），这两种梯度便建立起跨膜质子的电化学势梯度（Δ μ H+），于是使膜间间隙的H+通过并激活F0F1—ATP合酶（即复合体Ⅴ），驱动ADP和Pi结合形成ATP（图4-6）。 氧化磷酸化机理：Mitchell化学渗透学说: (1)呼吸传递体不对称地分布在线粒体内膜上。 (2)呼吸链的复合体中递氢体有质子泵作用,它可以将H+从线粒体内膜的内侧泵至外侧, 在内膜两侧建立起质子浓度梯度和电位梯度。? (3)由质子动力势梯度推动ADP和Pi合成ATP。 P/O指每消耗1个氧原子所形成的ATP个数。 呼吸：NADH2……→O为3（2）FADH2……→O为2。 三、线粒体上的末端氧化酶及线粒体外的末端氧化酶 末端氧化酶：是把底物所脱下的氢中的电子通过电子传递系统最后传递给分子O2，并形成H2O或H2O2（过氧化氢）的酶类。 由于这类酶所起的作用是在生物氧化的末端，故称为末端氧化酶。 抗氰呼吸（交替途径） 在高等植物中抗氰呼吸是广泛存在的,例如天南星科、睡莲科和白星海芋科的花器官与花粉，