最新呼吸作用讲稿课件

呼吸作用讲稿呼吸作用讲稿1细胞呼吸是生物细胞消耗氧气来分解食物分子并获得能量的过程，是生物体获得能量的主要代谢途径，同时也为其它化合物的合成提供原料。细胞呼吸是一种典型的氧化反应，所以又称为生物氧化(biologicaloxidation)。一、细胞呼吸基本概念有机化合物+O2→CO2+能量C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量（ATP+热量）细胞呼吸是生物细胞消耗氧气来分解食物分子并获得能量的过程，是2最新呼吸作用讲稿课件3最新呼吸作用讲稿课件4最新呼吸作用讲稿课件5最新呼吸作用讲稿课件6最新呼吸作用讲稿课件7最新呼吸作用讲稿课件8最新呼吸作用讲稿课件9在磷酸化过程中，相关的酶将底物分子上的磷酸基团直接转移到ADP分子上。底物水平的磷酸化整个糖酵解中ATP的形成都是底物水平的磷酸化反应；Krebs循环也有底物水平的磷酸化。在磷酸化过程中，相关的酶将底物分子上的磷酸基团直接转移到AD10三羧酸循环发生在线粒体中，但丙酮酸需先转变成乙酰辅酶A后才进入三羧酸循环。三羧酸循环包括8个步骤；该过程中的关键化合物为柠檬酸；循环的最后产物是草酰乙酸。NADH和FADH2再经过一系列呼吸链的传递释放能量。（2）Krebs循环(1937,Hans.Krebs,1953诺贝尔奖)(三羧酸循环，Tricarboxylicacidcycle,TCA)LinkedbySlide35三羧酸循环发生在线粒体中，但丙酮酸需先转变成乙酰辅酶A后才进11最新呼吸作用讲稿课件12最新呼吸作用讲稿课件13三羧酸循环总反应方程式乙酰CoA+3NAD++FAD+ADP+Pi2CO2+3NADH+FADH2+ATP+3H++CoA-SH三羧酸循环总反应方程式乙酰CoA+3NAD++FAD+ADP14脂肪葡萄糖、其它单糖三羧酸循环电子传递（氧化）蛋白质脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰CoA等）共同中间物进入三羧酸循环,氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O，释放出大量能量，其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。大分子降解成基本结构单位

生物体内能量产生的三个阶段脂肪葡萄糖、其它单糖三羧酸循环电子传递（氧化）蛋白质脂肪酸、15意义三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过程意义三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过161、电子传递链电子传递链就是通过一系列的氧化还原反应，将高能电子从NADH和FADH2最终传递给分子氧，生成水。（三）电子传递链和氧化磷酸化1、电子传递链（三）电子传递链和氧化磷酸化17电子传递链又称呼吸链，主要成分是线粒体内膜上的蛋白复合物，这些复合物包含了一系列的电子传递体。(FMNFe-S)(FMNFe-S)(CytcCytbFe-S)(CytaCyta3222电子传递链又称呼吸链，主要成分是线粒体内膜上的蛋白复合物，这18呼吸链的组成和顺序呼吸链的组成和顺序19电子传递链中各中间体的顺序NADHFMNCoQFe-SCytc1O2CytbCytcCytaa3Fe-S复合物IV复合物I复合物IIINADH-Q还原酶细胞色素还原酶细胞色素氧化酶FADH2Fe-S琥珀酸等复合物II琥珀酸-Q还原酶-0.2-0.400.20.40.60.8E0/V1．NADH氧化呼吸链

2.琥珀酸氧化呼吸链

电子传递链中各中间体的顺序NADHFMNCoQFe-SCyt20电子传递链自由能变化

ATPATPATP氧化磷酸化偶联部位---电子传递链自由能变化ATPATPATP氧化212、氧化磷酸化的概念呼吸链中电子的传递过程偶联ADP磷酸化，生成ATP的方式，称为氧化磷酸化；是体内产生ATP的主要方式。2、氧化磷酸化的概念221961年，英国科学家Mitchell提出化学渗透学说，由此荣获1978年的诺贝尔奖。当线粒体内膜上的呼吸链进行电子传递时，电子能量逐步降低，脱下的H+质子便穿过膜从线粒体的基质进入到内膜外的腔中，造成跨膜的质子梯度（浓度差），导致化学渗透发生，即质子顺梯度从外腔经内膜通道（ATP合成酶）而返回到线粒体的基质中，所释放的能使ADP与磷酸结合生成ATP。

化学渗透学说

1961年，英国科学家Mitchell提出化学渗透学说，由此23

P/O比值（P/Oratio）是指每消耗1mol氧原子所消耗无机磷酸的摩尔数。因为2mol氢原子经呼吸链氧化后与1mol氧原子结合为水，该过程偶联ADP磷酸化生成ATP的反应，磷酸化反应要消耗无机磷酸，即每生成1molATP，消耗1mol的无机磷酸，所以P/O比值反映了每消耗1mol氧原子，产生ATP的摩尔数。经实际测量得知，NADH呼吸链P/O比值是3，而FADH2呼吸链P/O比值是2。P/O比值（P/Oratio）是指24在呼吸链电子传递过程中，按每分子NADH产生3分子ATP，每分子FADH2产生2分子ATP计算，1分子葡萄糖通过有氧呼吸共形成36或38个ATP。整个有氧呼吸过程净产生36还是38个ATP取决于糖酵解阶段产生于细胞质中的NADH穿过线粒体膜进入呼吸链时按甘油磷酸环路得到2分子ATP，按苹果酸-天冬氨酸环路得到3分子ATP。在呼吸链电子传递过程中，按每分子NADH产生3分子A25线粒体外NADH的氧化胞浆中NADH必须经一定转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。

酵解（细胞质）氧化磷酸化（线粒体）转运机制主要有：1.α-磷酸甘油穿梭系统

（主要存在于骨骼肌、神经细胞）2.苹果酸-天冬氨酸穿梭系统

（主要存在于肝、心肌组织）线粒体外NADH的氧化胞浆中NADH必须经一定转运机制进入线261.α-磷酸甘油穿梭系统

胞液中的NADH在α-磷酸甘油脱氢酶的催化下，使磷酸二羟丙酮还原为α-磷酸甘油，后者通过线粒体内膜，并被内膜上的α-磷酸甘油脱氢酶（以FAD为辅基）催化重新生成磷酸二羟丙酮和FADH2，后者进入琥珀酸氧化呼吸链。

1.α-磷酸甘油穿梭系统胞液中的NAD27

NADH+H+FADH2NAD+FAD线粒体内膜线粒体外膜膜间隙线粒体基质α-磷酸甘油脱氢酶呼吸链磷酸二羟丙酮α-磷酸甘油α-磷酸甘油脱氢酶1.

α-磷酸甘油穿梭机制

细胞液NADH+H+FADH2NAD+FAD282.苹果酸-天冬氨酸穿梭系统胞液中的NADH在苹果酸脱氢酶催化下，使草酰乙酸还原成苹果酸，后者借助内膜上的α-酮戊二酸载体进入线粒体，又在线粒体内苹果酸脱氢酶的催化下重新生成草酰乙酸和NADH。NADH进入NADH氧化呼吸链，生成3分子ATP。草酰乙酸经谷草转氨酶催化生成天冬氨酸，后者再经酸性氨基酸载体转运出线粒体转变成草酰乙酸。

2.苹果酸-天冬氨酸穿梭系统胞液中的NA29NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+谷氨酸-天冬氨酸转运体苹果酸-α-酮戊二酸转运体苹果酸草酰乙酸α-酮戊二酸谷氨酸苹果酸脱氢酶谷草转氨酶胞液线粒体内膜基质呼吸链天冬氨酸2.苹果酸-天冬氨酸穿梭机制NADHNAD+NADHNAD+谷氨酸-苹果30各种分子的分解和合成各种分子的分解和合成31最新呼吸作用讲稿课件32四、呼吸代谢多样性（一）化学途径的多样性（二）电子传递途径的多样性（三）末端氧化酶的多样性四、呼吸代谢多样性33

（一）化学途径的多样性1、EMP2、无氧呼吸3、TCA循环4、乙醇酸氧化途径（一）化学途径的多样性1、EMP34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AOAA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淀粉35（二）电子传递途径的多样性FP2FP3FP4Cytb5FP–交替氧化E12345

鱼藤酮

抗霉素ANADHFMN-Fe-SUQCytb-Fe-S-Cytc1

CytcCyta

CN-

Cyta3

O2（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（二）电子传递途径的多样性FP2FP3FP436呼吸链：指按一定顺序排列互相衔接传递氢或电子到分子氧的一系列呼吸传递体的总轨道。1、电子传递主路：P/O=32、电子传递支路1：P/O=23、电子传递支路2：P/O=24、电子传递支路3：P/O=15、交替途径（AP）：P/O=1，因对氰化物不敏感，又称抗氰支路。呼吸链：指按一定顺序排列互相衔接传递氢或电子到分子氧的一系列37（三）末端氧化酶的多样性

末端氧化E：指能将底物脱下的电子最终传给O2，使其活化，并形成H2O或H2O2的E类。

有的存在于线粒体内，本身就是电子传递给。有的存在于细胞质基质和其它细胞器中。1、细胞色素氧化E（线粒体）植物体内最主要的末端氧化E，与O2的亲和力极高，承担细胞内约80%的耗氧量。该E含铁和铜，其作用是将Cyta3电子传给O2，生成H2O。（三）末端氧化酶的多样性末端氧化E：指能将底物382、交替氧化E（线粒体）该E含Fe2+,其功能是将UQH2的电子经FP传给O2生成H2O。对O2的亲和力高，对氰化物不敏感。交替氧化E位于线粒体内膜。2、交替氧化E（线粒体）该E含Fe2+,其功能39抗氰呼吸在高等植物中广泛存在。最典型的例子是天南星科植物的佛焰花序，其呼吸速率比一般植物高100倍以上，呼吸放热很多（形成的ATP少，大部分自由能以热能丧失），使组织温度比环境温度高出10-20oC。抗氰呼吸在高等植物中广泛存在。最典型的401、放热反应抗氰呼吸释放的热量对产热植物早春开花有保护作用，有利于种子萌发。2、促进果实成熟在果实成熟过程中出现的呼吸跃变现象，主要表现为抗氰呼吸速率增强。3、增强抗病能力4、代谢协同调控（1）当底物和NADH过剩时，分流电子；（2）cyt途径受阻时，保证EMP-TCA途径、PPP正常运转。抗氰呼吸的生理意义：1、放热反应抗氰呼吸释放的热量对产热植41该E含铜，包括单酚氧化E（酪氨酸E）和多酚氧化E（儿茶酚氧化E）。其功能是催化O2将酚氧化成醌并生成H2O。对O2的亲和力中等，易受氰化物抑制。在正常情况下，酚氧化E与其底物是分开的，植物组织受伤时，E与底物接触发生反应，如苹果、土豆等削皮后出现的褐色。醌对微生物有毒，从而对植物组织起保护作用。3、酚氧化E（质体和微体）该E含铜，包括单酚氧化E（酪氨酸E）和多酚氧化E42

4、抗坏血酸氧化E（细胞质）含铜的氧化E，催化O2将抗坏血酸氧化并生成H2O。对O2的亲和力低，受氰化物抑制。对CO不敏感。伤呼吸：植物组织受伤后呼吸增强，这部分呼吸称伤呼吸，它直接与酚氧化E活性加强有关4、抗坏血酸氧化E（细胞质）伤呼43是一种黄素蛋白酶（含FMN),不含金属。催化乙醇酸氧化为乙醛酸并生成H2O2。对O2的亲和力极低，不受氰化物抑制。5、乙醇酸氧化E（过氧化物体）6、黄素氧化酶(黄酶，乙醛酸体)辅基中不含金属（含FAD），把脂肪分解，最后形成H2O2，对O2的亲和力极低，不受氰化物抑制。是一种黄素蛋白酶（含FMN),不含金属。催化乙醇酸氧44植物体内的末端氧化酶的多样性能使植物在一定范围内适应各种外界环境。

细胞色氧化酶对O2的亲和力大，所以在低氧浓度时仍能发挥作用。酚氧化酶、黄酶对氧的亲和力较低，故只能在高O2时顺利起作用。在苹果果肉外以酚氧化酶和黄酶为主，而内部以细胞色素氧化酶为主。细胞色素氧化酶对温度最敏感，黄酶对温度不敏感，故低温、成熟时苹果以黄酶为主，未成熟、气温高时以细胞色素氧化酶为主。植物体内的末端氧化酶的多样性能使植物在一定范45

结束语谢谢大家聆听！！！46

结束语谢谢大家聆听！！！46呼吸作用讲稿呼吸作用讲稿47细胞呼吸是生物细胞消耗氧气来分解食物分子并获得能量的过程，是生物体获得能量的主要代谢途径，同时也为其它化合物的合成提供原料。细胞呼吸是一种典型的氧化反应，所以又称为生物氧化(biologicaloxidation)。一、细胞呼吸基本概念有机化合物+O2→CO2+能量C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量（ATP+热量）细胞呼吸是生物细胞消耗氧气来分解食物分子并获得能量的过程，是48最新呼吸作用讲稿课件49最新呼吸作用讲稿课件50最新呼吸作用讲稿课件51最新呼吸作用讲稿课件52最新呼吸作用讲稿课件53最新呼吸作用讲稿课件54最新呼吸作用讲稿课件55在磷酸化过程中，相关的酶将底物分子上的磷酸基团直接转移到ADP分子上。底物水平的磷酸化整个糖酵解中ATP的形成都是底物水平的磷酸化反应；Krebs循环也有底物水平的磷酸化。在磷酸化过程中，相关的酶将底物分子上的磷酸基团直接转移到AD56三羧酸循环发生在线粒体中，但丙酮酸需先转变成乙酰辅酶A后才进入三羧酸循环。三羧酸循环包括8个步骤；该过程中的关键化合物为柠檬酸；循环的最后产物是草酰乙酸。NADH和FADH2再经过一系列呼吸链的传递释放能量。（2）Krebs循环(1937,Hans.Krebs,1953诺贝尔奖)(三羧酸循环，Tricarboxylicacidcycle,TCA)LinkedbySlide35三羧酸循环发生在线粒体中，但丙酮酸需先转变成乙酰辅酶A后才进57最新呼吸作用讲稿课件58最新呼吸作用讲稿课件59三羧酸循环总反应方程式乙酰CoA+3NAD++FAD+ADP+Pi2CO2+3NADH+FADH2+ATP+3H++CoA-SH三羧酸循环总反应方程式乙酰CoA+3NAD++FAD+ADP60脂肪葡萄糖、其它单糖三羧酸循环电子传递（氧化）蛋白质脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰CoA等）共同中间物进入三羧酸循环,氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O，释放出大量能量，其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。大分子降解成基本结构单位

生物体内能量产生的三个阶段脂肪葡萄糖、其它单糖三羧酸循环电子传递（氧化）蛋白质脂肪酸、61意义三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过程意义三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过621、电子传递链电子传递链就是通过一系列的氧化还原反应，将高能电子从NADH和FADH2最终传递给分子氧，生成水。（三）电子传递链和氧化磷酸化1、电子传递链（三）电子传递链和氧化磷酸化63电子传递链又称呼吸链，主要成分是线粒体内膜上的蛋白复合物，这些复合物包含了一系列的电子传递体。(FMNFe-S)(FMNFe-S)(CytcCytbFe-S)(CytaCyta3222电子传递链又称呼吸链，主要成分是线粒体内膜上的蛋白复合物，这64呼吸链的组成和顺序呼吸链的组成和顺序65电子传递链中各中间体的顺序NADHFMNCoQFe-SCytc1O2CytbCytcCytaa3Fe-S复合物IV复合物I复合物IIINADH-Q还原酶细胞色素还原酶细胞色素氧化酶FADH2Fe-S琥珀酸等复合物II琥珀酸-Q还原酶-0.2-0.400.20.40.60.8E0/V1．NADH氧化呼吸链

2.琥珀酸氧化呼吸链

电子传递链中各中间体的顺序NADHFMNCoQFe-SCyt66电子传递链自由能变化

ATPATPATP氧化磷酸化偶联部位---电子传递链自由能变化ATPATPATP氧化672、氧化磷酸化的概念呼吸链中电子的传递过程偶联ADP磷酸化，生成ATP的方式，称为氧化磷酸化；是体内产生ATP的主要方式。2、氧化磷酸化的概念681961年，英国科学家Mitchell提出化学渗透学说，由此荣获1978年的诺贝尔奖。当线粒体内膜上的呼吸链进行电子传递时，电子能量逐步降低，脱下的H+质子便穿过膜从线粒体的基质进入到内膜外的腔中，造成跨膜的质子梯度（浓度差），导致化学渗透发生，即质子顺梯度从外腔经内膜通道（ATP合成酶）而返回到线粒体的基质中，所释放的能使ADP与磷酸结合生成ATP。

化学渗透学说

1961年，英国科学家Mitchell提出化学渗透学说，由此69

P/O比值（P/Oratio）是指每消耗1mol氧原子所消耗无机磷酸的摩尔数。因为2mol氢原子经呼吸链氧化后与1mol氧原子结合为水，该过程偶联ADP磷酸化生成ATP的反应，磷酸化反应要消耗无机磷酸，即每生成1molATP，消耗1mol的无机磷酸，所以P/O比值反映了每消耗1mol氧原子，产生ATP的摩尔数。经实际测量得知，NADH呼吸链P/O比值是3，而FADH2呼吸链P/O比值是2。P/O比值（P/Oratio）是指70在呼吸链电子传递过程中，按每分子NADH产生3分子ATP，每分子FADH2产生2分子ATP计算，1分子葡萄糖通过有氧呼吸共形成36或38个ATP。整个有氧呼吸过程净产生36还是38个ATP取决于糖酵解阶段产生于细胞质中的NADH穿过线粒体膜进入呼吸链时按甘油磷酸环路得到2分子ATP，按苹果酸-天冬氨酸环路得到3分子ATP。在呼吸链电子传递过程中，按每分子NADH产生3分子A71线粒体外NADH的氧化胞浆中NADH必须经一定转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。

酵解（细胞质）氧化磷酸化（线粒体）转运机制主要有：1.α-磷酸甘油穿梭系统

（主要存在于骨骼肌、神经细胞）2.苹果酸-天冬氨酸穿梭系统

（主要存在于肝、心肌组织）线粒体外NADH的氧化胞浆中NADH必须经一定转运机制进入线721.α-磷酸甘油穿梭系统

胞液中的NADH在α-磷酸甘油脱氢酶的催化下，使磷酸二羟丙酮还原为α-磷酸甘油，后者通过线粒体内膜，并被内膜上的α-磷酸甘油脱氢酶（以FAD为辅基）催化重新生成磷酸二羟丙酮和FADH2，后者进入琥珀酸氧化呼吸链。

1.α-磷酸甘油穿梭系统胞液中的NAD73

NADH+H+FADH2NAD+FAD线粒体内膜线粒体外膜膜间隙线粒体基质α-磷酸甘油脱氢酶呼吸链磷酸二羟丙酮α-磷酸甘油α-磷酸甘油脱氢酶1.

α-磷酸甘油穿梭机制

细胞液NADH+H+FADH2NAD+FAD742.苹果酸-天冬氨酸穿梭系统胞液中的NADH在苹果酸脱氢酶催化下，使草酰乙酸还原成苹果酸，后者借助内膜上的α-酮戊二酸载体进入线粒体，又在线粒体内苹果酸脱氢酶的催化下重新生成草酰乙酸和NADH。NADH进入NADH氧化呼吸链，生成3分子ATP。草酰乙酸经谷草转氨酶催化生成天冬氨酸，后者再经酸性氨基酸载体转运出线粒体转变成草酰乙酸。

2.苹果酸-天冬氨酸穿梭系统胞液中的NA75NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+谷氨酸-天冬氨酸转运体苹果酸-α-酮戊二酸转运体苹果酸草酰乙酸α-酮戊二酸谷氨酸苹果酸脱氢酶谷草转氨酶胞液线粒体内膜基质呼吸链天冬氨酸2.苹果酸-天冬氨酸穿梭机制NADHNAD+NADHNAD+谷氨酸-苹果76各种分子的分解和合成各种分子的分解和合成77最新呼吸作用讲稿课件78四、呼吸代谢多样性（一）化学途径的多样性（二）电子传递途径的多样性（三）末端氧化酶的多样性四、呼吸代谢多样性79

（一）化学途径的多样性1、EMP2、无氧呼吸3、TCA循环4、乙醇酸氧化途径（一）化学途径的多样性1、EMP80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AOAA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淀粉81（二）电子传递途径的多样性FP2FP3FP4Cytb5FP–交替氧化E12345

鱼藤酮

抗霉素ANADHFMN-Fe-SUQCytb-Fe-S-Cytc1

CytcCyta

CN-

Cyta3

O2（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（二）电子传递途径的多样性FP2FP3FP482呼吸链：指按一定顺序排列互相衔接传递氢或电子到分子氧的一系列呼吸传递体的总轨道。1、电子传递主路：P/O=32、电子传递支路1：P/O=23、电子传递支路2：P/O=24、电子传递支路3：P/O=15、交替途径（AP）：P/O=1，因对氰化物不敏感，又称抗氰支路。呼吸链：指按一定顺序排列互相衔接传递氢或电子到分子氧的一系列83（三）末端氧化酶的多样性

末端氧化E：指能将底物脱下的电子最终传给O2，使其活化，并形成H2O或H2O2的E类。

有的存在于线粒体内，本身就是电子传递给。有的存在于细胞质基质和其它细胞器中。1、细胞色素氧化E（线粒体）植物体内最主要的末端氧化E，与O2的亲和力极高，承担细胞内约80%的耗氧量。该E含铁和铜，其作用是将Cyta3电子传给O2，生成H2O。（三）末端氧化酶的多样性末端氧化E：指能将底物842、交替氧化E（线粒体）该E含Fe2+,其功能是将UQH2的电子经FP传给O2生成H2O。对O2的亲和力高，对氰化物不敏感。交替氧化E位于线粒体内膜。2、交替氧化E（线