《植物生理学》05-06 handout.pptVIP

Respiration呼吸作用 Chapter 4 Life on Earth depends on flow of energy from sun Respiration Definition: 有机物质通过一系列的生物化学反应被氧化成CO2和H2O，并释放能量的过程 无烟火的燃烧 Roles: 代谢的中心 提供生命活动所需的大部分能量 将有机物中贮藏的能量转变为ATP  为其他有机物质的合成提供原料 Chap 4-1 底物分解途径的多样性 多样性：P109 １．糖酵解（EMP） ２．无氧呼吸（酒精和乳酸发酵） ３．三羧酸循环（TCA） ４．戊糖磷酸途径（PPP）p115 ５．乙醛酸循环　p116 油料种子萌发 ６．乙醇酸氧化途径　p118 水稻根系 1. EMP pathway (Embden-Meyerhoff-Parnass) Location： cytosol 细胞质 Pyruvate 丙酮酸： 无氧和有氧呼吸的分水岭 P111 Fig. Key points of EMP Location： cytosol 细胞质 对于高等植物，不论有氧还是无氧，糖的分解都必须通过糖酵解，然后在分道扬镳； 释放了有机物质中贮存的能量（生成了NADH和ATP） 仅一步氧化还原反应，无O2参与，也不生成CO2 2、 Anaerobic respiration 无氧呼吸 （ Fermentation 发酵） 无氧呼吸为植物提供暂时的能量来源（产生少量的ATP），使植物适应短期缺氧条件（淹水、土壤板结等）；产生乙醇或乳酸，植物不能长期生存在缺氧的条件中 Roles of anaerobic respiration 3、三羧酸循环（TCA cycle）P113 有氧时，丙酮酸进入线粒体，被彻底氧化成CO2和H2O的过程； Krebs cycle (Hans A. Krebs, 1937, 1953 Nobel Prize) TCA cycle 因其循环中所含的3个羧基的中间产物而得名 Key points of TCA cycle: 丙酮酸彻底被氧化为CO2(×3)，即为呼吸中释放CO2的来源。 NOTE：C的氧化不是利用大气中的O2 ，而是利用被氧化底物中的O和水分子中的O。 O2作用(P114) 5次脱H过程，形成高能物质： 4 NADH + 1 FADH2 形成ATP (×1) 部分中间产物与其他物质(脂肪、蛋白等)建立联系，为植物细胞内各种物质相互转变的枢纽 Overall: 底物分解途径的多样性 多样性： １．糖酵解（EMP） ２．无氧呼吸（酒精和乳酸发酵） ３．三羧酸循环（TCA） ４．戊糖磷酸途径（PPP） ５．乙醇酸氧化途径　（GAOP） ６．乙醛酸循环　（GAC） ROLE: P118 Chap 4-2 Electron Transport Chain and Oxidative Phosphorylation 呼吸链和氧化磷酸化 1、 Electron Transport Chain  NADH和FADH2脱下H+和e，其e由线粒体内膜上按顺序排列的e 传递体传递到分子O的总轨迹 4个大的多分子复合体: Complexes I – IV Ｐ119 2个移动的载体: 泛醌(辅酶Q，ubiquinone, UQ)，细胞色素C (Cytochrome C, Cyt C) Ｐ120　抑制物 氧化磷酸化: EMP和TCA途径中形成的NADH和FADH2，在线粒体中进一步被氧化，并伴随着ATP形成的过程 化学渗透学说：利用总的pmf,通过ATPase,把e传递和磷酸化偶联起来；排除了e传递链中具体的放能部位和ATP合成相偶联；根据过去观点，P/O=3;实际测定结果显示，P/O=2.4 --- 2.7 ATP合酶 偶联因子 F0－F1 - ATPase 3、破坏呼吸链和氧化磷酸化的物质(a.b.c) a.电子传递抑制剂：通过对e传递的抑制来抑制磷酸化 将e传递的放能过程与ATP形成的贮能过程 分离开来，即解除e传递与磷酸化的偶联；对电子传递没有抑制作用，但能抑制由ADP合成ATP的过程。  破坏跨膜的pmf,但对e传