第四章 有机物的运输与分配

第四章有机物的运输与分配第1页，共41页，2023年，2月20日，星期四前面讲的光合作用是植物把外界物质改造为自身物质的过程，是新陈代谢的同化作用方面。本章讨论的呼吸作(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。第2页，共41页，2023年，2月20日，星期四一.呼吸作用的概念、特点与意义呼吸作用:植物体一切生活细胞经过某些代谢途径使有机物氧化分解,释放能量的过程。

第一节呼吸作用的概念、途径与度量有氧呼吸呼吸作用无氧呼吸第3页，共41页，2023年，2月20日，星期四1、有氧呼吸:

利用O2，将有机物彻底氧化成无机物,释放全部能量的过程。

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+2881.2kJ

2、无氧呼吸（发酵）:

缺O2条件下,不彻底氧化分解,释放部分能量。酒精发酵：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+100.8kJ乳酸发酵：C6H12O6→2CH3CHOHCOOH+75.6kJ？☆既不吸收氧气也不释放CO2的呼吸作用是存在的，如产物为乳酸的无氧呼吸。第4页，共41页，2023年，2月20日，星期四二.呼吸作用(生物氧化)的特点:

体内氧化体外氧化（1）物质氧化方式：加氧、脱氢、失电子（2）物质氧化时消耗的氧量、得到的产物和能量相同。1）相同点第5页，共41页，2023年，2月20日，星期四2）不同点

体内氧化体外氧化（1）反应条件：温和剧烈（2）反应过程：分步反应一步反应

能量逐步释放能量突然释放（3）产物生成：间接生成直接生成（4）能量形式：热能、ATP热能、光能第6页，共41页，2023年，2月20日，星期四三.呼吸作用的意义:

1.呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量。慢，逐步释放，ATP等形式储存2.呼吸作用为其它化合物合成提供原料。3.为脂肪、蛋白质的合成以及硝酸盐的还原提供还原型的NAD+或还原型NADP+。

4.增强植物的抗性

健壮，中间产物第7页，共41页，2023年，2月20日，星期四四.呼吸作用的度量1.呼吸速率:单位时间单位重量的植物组织（或原生质毫克氮)所放出的CO2的量（QCO2)或吸收的O2气的量（QO2）。2.呼吸商（RQ）:植物组织在一定时间内放出的CO2量与吸收O2气量的体积比或摩尔比。

放出的CO2(体积或摩尔)RQ=——————————

吸收的O2(体积或摩尔)第8页，共41页，2023年，2月20日，星期四

第二节呼吸代谢途径一、糖酵解

EmbdenMeyerhofParnas–EMPpathway获得诺贝尔奖1、定义：葡萄糖经1，6-二磷酸果糖和3-磷酸甘油酸降解，生成丙酮酸并产生ATP的代谢过程，又叫EMP途径。有氧和无氧条件下都能进行。定位：细胞质中。起始物：葡萄糖。产物：丙酮酸第9页，共41页，2023年，2月20日，星期四己糖激酶ADPATP葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸果糖激酶ADPATP1,6-二磷酸果糖磷酸葡萄糖异构酶6-磷酸果糖变位酶2-磷酸甘油酸2ATP丙酮酸激酶2ADP丙酮酸2ATP2ADP3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶磷酸甘油醛脱氢酶1,3-二磷酸甘油酸2NAD+NADH+H+醛缩酶3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮糖原1-磷酸葡萄糖己糖激酶丙酮酸激酶磷酸果糖激酶ATPATP2ATP2ATP2NADH+H+2、生化历程第10页，共41页，2023年，2月20日，星期四1）总反应方程式：G+2NAD++2ADP+2Pi2丙酮酸+2（NADH+H+）+2ATP+2H2O2）只有一次脱氢3）具有3步不可逆反应，这3步的酶是限速酶，防止糖分解的逆转。4）对于原核生物，1分子G经糖酵解生成2丙酮酸，共净剩8ATP。3、总结第11页，共41页，2023年，2月20日，星期四二、三羧酸循环（TCA循环）-有氧氧化的途径1、定义：在有氧条件下，EMP途径生成的丙酮酸进入线粒体，生成乙酰COA后者被彻底氧化分解的过程。由于形成的第一个产物为柠檬酸所以又叫柠檬酸循环、三羧酸循环、（Tricarboxylicacidcycle）TCA循环，Krebs循环。定位：线粒体基质第12页，共41页，2023年，2月20日，星期四2、TCA循环的准备阶段：丙酮酸形成乙酰CoAG2丙酮酸（细胞质）（线粒体内）EMP丙酮酸脱氢酶系Mg2++H+丙酮酸乙酰CoA第13页，共41页，2023年，2月20日，星期四柠檬酸草酰乙酸乙酰CoACoAH2O柠檬酸合成酶顺乌头酸琥珀酰CoA异柠檬酸H2OH2O异柠檬酸脱氢酶NAD+NADH+H+CO2α-酮戊二酸脱氢酶复合体柠檬酸合成酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体延胡索酸苹果酸FADFADH2H2O草酰琥珀酸CO2NAD+NADH+H+三羧酸循环琥珀酸GDPGTPATPNADH+H+NAD+α-酮戊二酸CO2CO2HHHHH2HHNAD+NAD+NAD+FADATP3生化历程第14页，共41页，2023年，2月20日，星期四AMP烟酰胺核苷酸RNAD+:

R=HNADP+:R=PO3H2烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）又叫辅酶Ⅰ（CoⅠ）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）又叫辅酶Ⅱ（CoⅡ）维生素B5体内活性形式：作为脱氢酶的辅酶，参与新陈代谢第15页，共41页，2023年，2月20日，星期四核黄素VB2FMN和FAD是脱氢酶的辅基。黄素单核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸第16页，共41页，2023年，2月20日，星期四4、总结：1）总方程式：乙酰COA+3NAD++FAD+ADP（GDP）+Pi+2H2O—2CO2+COA+3（NADH+H+）+FADH2+ATP（GTP）（1）需氧（2）两次脱羧、四次脱氢（三次受体是NAD+，一次是FAD）、一次底物水平磷酸化（3）共产生12molATP2）三羧酸循环的反应特点：第17页，共41页，2023年，2月20日，星期四三、磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathway简称PPP）----磷酸己糖支路hexosemonophosphatepathway，简称HMP）1、定义：G在细胞浆中逐步降解氧化的酶促过程。定位：细胞质特点：氧化、脱羧、非氧化重组。起始物：G-6-P第18页，共41页，2023年，2月20日，星期四①：6-P葡萄糖脱氢酶；缺乏易得溶血性贫血症,又叫蚕豆病.②：6-P葡萄糖酸内酯水解酶（内酯酶）③：6-P葡萄糖酸脱氢酶2、生化历程：蚕豆病1）氧化脱羧阶段第19页，共41页，2023年，2月20日，星期四5-P木桐糖5-P核糖7-P景天糖3-P甘油醛6-P果糖4-P赤鲜糖5-P木桐糖2）非氧化重组阶段第20页，共41页，2023年，2月20日，星期四一.生物氧化（biologicaloxidation）：在生物体内糖类、脂肪、蛋白质等有机物质彻底氧化分解为CO2、H2O并释放能量的过程,

称为生物氧化。实质是需氧细胞呼吸作用中的一系列氧化还原反应，又叫细胞氧化或细胞呼吸。第三节生物氧化第21页，共41页，2023年，2月20日，星期四脂肪葡萄糖、其它单糖三羧酸循环呼吸链蛋白质脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAH、e-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二、生物氧化的过程H2O第22页，共41页，2023年，2月20日，星期四三、电子传递链（呼吸链）-----Electiontransportchain(ETC)

1、概念：电子传递链又叫呼吸链，是指代谢物上脱下的氢（H＋＋e），经一系列递氢体和递电子体(酶或辅酶)的传递，最终传递给被激活的氧，而生成水的全部体系。第23页，共41页，2023年，2月20日，星期四2、定位:原核生物：细胞膜真核生物：线粒体内膜上原核生物细胞细胞质中脱氢、产生CO2细胞膜产H2O产能真核细胞第24页，共41页，2023年，2月20日，星期四线粒体的结构呼吸链第25页，共41页，2023年，2月20日，星期四3、

呼吸链中的组成以及主要的呼吸链复合体Ⅰ、复合体Ⅱ、复合体Ⅲ、复合体Ⅳ、泛醌、CytcNADH呼吸链FADH2呼吸链第26页，共41页，2023年，2月20日，星期四四、氧化磷酸化的机理化学渗透偶联学说：1961年英国PeterMichell化学偶联假说:1953构象偶联假说：1964PeterMitchellNobelPrize1978第27页，共41页，2023年，2月20日，星期四ⅠⅢⅣ化学渗透偶联学说的要点：

1、呼吸链中递氢体和递电子体间隔交替排列在线粒体内膜的特定位置上，反应是定向的。第28页，共41页，2023年，2月20日，星期四2、线粒体内膜的内侧的质子（基质侧）泵到线粒体内膜的外侧（膜间隙侧）内膜内侧内膜外侧第29页，共41页，2023年，2月20日，星期四ⅠⅢⅣCQe¯e¯1/2O2H+H+H+H+H+Pi+ADPNAD

H+H+H+H+H+H+

H+ATP11H+H+3、线粒体的内膜是封闭的膜系统，膜上有ATP合成酶，利用质子电化学梯度（Pmf），推动ATP的生成。第30页，共41页，2023年，2月20日，星期四第四节影响呼吸速率的因素(一)内部因素的影响种间差异.器官差异幼嫩器官＞衰老器官，生殖器官＞营养器官,雌蕊＞雄蕊第31页，共41页，2023年，2月20日，星期四

1.

水分⑴干燥种子：随着水分上升，呼吸速率上升。

所以要安全储藏，种子含水量应在16%以下。安全含水量：种子能安全储藏时的最高含水量.(二)外因的影响第32页，共41页，2023年，2月20日，星期四⑵叶片或其他器官，由于失水过多处于萎蔫状，呼吸反而上升。

因为此时细胞质中淀粉转变为糖，增加了呼吸底物。⑶长期处于萎蔫状态，呼吸速率下降。

气孔关闭，不利于气体交换。第33页，共41页，2023年，2月20日，星期四2.温度的影响:正常情况下影响最大的因素。呼吸作用的温度三基点:最低温:呼吸作用能够进行的温度下限。最高温:呼吸作用能够进行的温度上限。最适温:持续维持高水平呼吸的温度。第34页，共41页，2023年，2月20日，星期四3.O2含量的影响O2:影响呼吸速率和呼吸类型对呼吸速率影响:氧饱和点,与温度有关。对呼吸类型影响:O2<3%,以无氧呼吸为主;4%~8%,两种呼吸共存;达9%时无氧呼吸停止,9%的含氧量被称为发酵消失点。巴斯德效应:氧气对无氧呼吸的抑制作用。

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