一、授課計劃（第十一講） 第1頁授課章節名稱植物的呼吸的化學歷程授課時數2教學目的1. 了解呼吸作用的概念和生理意義；2. 理解植物的呼吸代謝的途徑。 教學要求1. 了解呼吸作用的概念和生理意義；2. 理解植物的呼吸代謝的途徑。 教學重點重點講授呼吸作用的概念和生理意義和植物的呼吸代謝途徑（糖酵解、 三羧酸循環、戊糖磷酸途徑）。教學難點植物的呼吸代謝途徑教學方法與手段利用課件、動畫結合板書介紹植物呼吸作用的概念和生理意義和植物的呼吸代謝途徑（糖酵解、 三羧酸循環、戊糖磷酸途徑）。作業與思考題1. 糖酵解、三羧酸循環、磷酸已糖途徑和氧化磷酸化過程發生在細胞的哪些位置？2. 這些過程相互之間有什么聯系？植物呼吸作用有哪些途徑？閱讀書目或參考資料1. 王忠主編，植物生理學，北京：中國農業出版社，20002. 李合生主編，植物生理學，北京：高等教育出版社，3. 2002武維華主編，植物生理學，北京：科學出版社，2003教學后記二、課時教學內容 第2頁教 學 內 容小結植物的呼吸作用的化學歷程（respiration of plant）11-1 呼吸作用的概念和生理意義(Concept and significances)一、呼吸作用的概念(Concept of respiration )呼吸作用（respiration）包括有氧呼吸和無氧呼吸兩大類型。1、有氧呼吸 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +能量 G0= -2 870 kJmol-1C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 G0= -2 870 kJmol-1有氧呼吸是高等植物進行呼吸的主要形式。2. 無氧呼吸 無氧呼吸（anaerobic respiration）C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 能量 G0= -226 kJmol-1 C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 能量 G0= -197 kJmol-1二、呼吸作用的生理意義(Significances)12-2 植物的呼吸代謝途徑（Metabolism pathway of respiration）呼吸作用糖的分解代謝途徑有3種：糖酵解、戊糖磷酸途徑和三羧酸循環，它們分別在胞質溶膠和線粒體內進行，它們相互聯系。一、糖酵解（glycolysis）己糖在無氧狀態下分解成丙酮酸的過程，通稱為糖酵解（glycolysis）。糖酵解亦稱為EMP途徑（EMP pathway），以紀念對這方面工作貢獻較大的三位德國生物化學家：G. Embden，O. Meyerhof和J.K. Parnas。（一）糖酵解的化學反應（Chemical reaction of glycolysis ）1己糖的磷酸化 這一階段是淀粉或己糖活化，將果糖活化為果糖-1，6-二磷酸，為裂解成2分子丙糖磷酸做準備。2己糖磷酸的裂解 這個階段反應包括己糖磷酸裂解為2分子丙糖磷酸，以及丙糖磷酸之間的相互轉化,它的己糖磷酸和丙糖磷酸也可能來自質體。3ATP和丙酮酸的生成 這個階段葡萄糖氧化釋放能量，并形成ATP和NADH + H+，最終生成丙酮酸，因此這個階段也稱為氧化產能階段。由于底物的分子磷酸直接轉到ADP而形成ATP，所以一般稱之為底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）。根據上列反應，糖酵解的反應可歸納為：葡萄糖 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi2丙酮酸 +2NADH+2H+ +2ATP + 2H2O（二）糖酵解的生理意義二、發酵作用(fermentation)三、三羧酸循環（tricarboxylic acid cycle）糖酵解進行到丙酮酸后，在有氧的條件下，通過一個包括三羧酸和二羧酸的循環而逐步氧化分解，直到形成水和二氧化碳為止，故稱這個過程為三羧酸循環（tricarboxylic acid cycle，簡寫為TCA環），這個循環是英國生物化學家HKrebs首先發現的，所以又名Krebs環（Krebs cycle）。三羧酸循環是在細胞中的線粒體高等植物的糖分解代謝途徑是多種的，既走糖酵解-三羧酸循環途徑，也可走戊糖磷酸途徑。呼吸鏈除了標準圖式外，還有抗氰呼吸等多條的電子傳遞途徑。植物體內的氧化酶也是多種多樣的，各有特點。呼吸作用產生的電子和質子沿著電子傳遞途徑傳到氧，結合形成水。與此同時也進行氧化磷酸化，形成ATP，即電子傳遞給氧的過程中，消耗氧和無機磷酸，把能量積存于ATP中。呼吸作用是一個放能的過程，它逐步放出的能量，一部分以熱的形式第3頁教 學 內 容小結內進行的。線粒體具有三羧酸循環各反應的全部酶。（一）線粒體的結構和功能(Strcture and function of mitochondrial)（二）丙酮酸的氧化脫羧CH3COCOOH + CoA-SH + NAD+ CH3COSCoA + CO2 + NADH + H+（三）三羧酸循環的化學歷程（The processes of tricarboxylic acid cycle）三羧酸循環可分為3個階段：檸檬酸的生成、氧化脫羧和草酰乙酸的再生。各階段反應的內容如下： 2CH3COCOOH + 8NAD+ + 2FAD + 2ADP + 2Pi + 4H2O 6CO2 + 2ATP + 8NADH + 8H+ + 2FADH2（四）三羧酸循環的生理意義四、戊糖磷酸途徑（pentose phosphate pathway，PPP）在高等植物中，還發現可以不經過無氧呼吸生成丙酮酸而進行有氧呼吸的途徑，就是戊糖磷酸途徑（pentose phosphate pathway，PPP），又稱已糖磷酸途徑（hexose monophosphate pathway，HMP）。（一）戊糖磷酸途徑的化學歷程戊糖磷酸途徑總的反應是：6G6P+12NADP+7H2O 5G6P+6CO2+ Pi +12NADPH+12H+（二）戊糖磷酸途徑的生理意義（三）戊糖磷酸途徑的調控散失于環境中，其余則貯存在某些含有高能鍵（如特殊的