(16)--[4.2]呼吸代谢多样性.pptVIP

二、植物呼吸代谢的多样性;呼吸代谢途径的多样性

1、糖酵解(EMP)

2、酒精发酵或乳酸发酵

3、三羧酸循环(TCA)

4、磷酸戊糖途径（PPP）

5、乙醛酸循环

6、乙醇酸氧化途径;1、糖酵解(EMP)

概念：

糖酵解(glycolysis)是指在细胞质内所发生的、将葡萄糖降解为丙酮酸并释放能量的过程。

发生部位：细胞质中进行。

总反应式为：

C6H12O6+2NAD++2ADP+2H3PO4→2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP

;生理意义：

(1)糖酵解普遍存在于生物体中,是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径。

(2)糖酵解过程中产生的一系列中间产物,在不同外界条件和生理状态下,可以通过各种代谢途径,产生不同的生理反应,在植物体内呼吸代谢和有机物质转化中起着枢纽作用。

(3)对于厌氧生物来说,糖酵解是糖分解和获取能量的主要方式。

(4)糖酵解为糖异生作用提供了基本途径。

;2、酒精发酵或乳酸发酵（无氧呼吸）

无氧条件下丙酮酸进一步产生乙醇或乳酸的全过程。植物无氧呼吸的产物通常是乙醇。

在细胞质中进行

C6H12O6+2Pi+2ADP2C2H5OH+2CO2+2ATP+2H2O

C6H12O6+2Pi+2ADP2CH3COCOOH+2ATP+2H2O

;无氧呼吸的特点（长时间的无氧呼吸为什么会使植物受到伤害？）

1、酒精的毒害作用。无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋白质变性；

2、能量不足。无氧呼吸产生的能量少，ATP供应不足，限制了许多耗能反应；

3、糖类过分消耗。植物为了维持正常的生理需要，就要消耗更多的有机物；

4、中间产物很少。缺乏合成新物质的原料。

;3、三羧酸循环（TCA）

在有氧条件下，糖酵解产生的丙酮酸，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环逐步氧化分解，形成水和二氧化碳的过程（tricarboxylicacidcycle，简称为TCA环)。

TCA环是在线粒体基质中进行的。

总反应式为：

2CH3COCOOH+4NAD+＋2FAD＋2ADP＋2Pi＋4H2O→6CO2+8NADH＋8H+＋2FADH2＋2ATP

;三羧酸循环（TCA环）的意义和特点：

呼吸产生CO2的主要来源。脱羧反应。EMP过程不产生CO2。一分子丙酮酸可产生3CO2；

形成还原物质NADH+H+，（5次脱氢过程），氢经过一系列呼吸传递体的传递，偶联ATP的生成；

提供中间产物。从EMP和TCA环两个过程来看，呼吸作用是植物体内各种有机物质相互转变的枢纽。是糖、脂肪、??白质、核酸及其它物质的共同代谢过程。

植物的有氧呼吸主要通过EMP+TCA途径进行;4、磷酸戊糖途径（PPP）：

磷酸戊糖途径(pentosephosphatepathwayPPP）：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(hexosemonophosphatepathwayHMP)。也称为葡萄糖直接氧化途径。?

总反应方程式：

葡萄糖-6-磷酸+12NADP+6CO2+12NADPH+12H++H3PO4

NADPH可以进入呼吸链生成ATP。所贮存的能量与EMP-TCA途径相比，相差不多，但产生能量的速度要快得多。

;PPP途径的特点和生理意义

1.该途径产生大量的NADPH，为细胞各种合成反应（如脂肪酸等的合成、硝酸盐的还原和氨的同化等）提供主要还原力。

2.该途径的一些中间产物为许多重要化合物的合成提供了原料。

例如Ru5P等戊糖是合成核酸的原料；赤鲜糖-4-磷酸（E4P）和磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）可以合成莽草酸，进而合成与植物生长、抗病性有关的生长素、木质素、绿原酸、咖啡酸等。

3.该途径已糖重组阶段的一系列中间产物，如丙糖、丁糖、戊糖、已糖及庚糖的磷酸酯也是卡尔文循环的中间产物，把呼吸作用和光合作用联系起来了。

;PPP在植物中所占的比例与生理过程有关：

1.感病、受旱、受伤的组织中，PPP加强；

2.植物组织衰老时，PPP所占比例上升；

3.水稻、油菜等种子形成过程中，PPP所占比例上升。;

5、乙醛酸循环（glyoxylicacidcycle.GAC）：

富含脂肪的油料种子萌发时所特有的一种呼吸代谢途径。当油料种子萌发时，通过乙醛酸循环将脂肪转化为糖。

从脂肪酸的β-氧化产物乙酰CoA开始，反应结果为：由2分子乙酰CoA生成1分子琥珀酸和1分子NADH+H+。

;6、乙醇酸氧化途径（glycolicacidoxidatepathway,GAOP）是水稻根系淹水时所特有的糖降解途径。

乙酰CoA→乙酸→乙醇酸→草酸→甲酸→CO2

每一步反应均产生H2O2,在过氧化氢酶催化下产生新鲜的氧，可