呼吸作用

这是一篇关于呼吸作用的思维导图，主要内容有：糖酵解(EMP pathway)、发酵作用、三羧酸循环、磷酸戊糖途径。

呼吸作用

• 糖酵解（EMP pathway）
  • 细胞质基质中的己糖经过一系列酶促反应步骤分解成丙酮酸的过程
  • 糖酵解的化学反应
    • （1）己糖的磷酸化
      • 是淀粉或己糖活化，消耗ATP，将葡萄糖活化为1，6-二磷酸果糖，为裂解成2分子磷酸丙糖做准备。
    • （2）磷酸己糖的裂解
      • 裂解成2分子磷酸丙糖，即3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮以及两者之间的相互转化。
    • （3）ATP和丙酮酸的生成
      • 3-磷酸甘油醛氧化释放能量，经过3-磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸，形成ATP和NADPH+H离子，最终生成丙酮酸。
      • 氧化产能阶段。这种由底物分子的磷酸基团直接转到ADP而形成ATP，称之为底物水平磷酸化。
  • 葡糖糖+2NAD离子+2ADP+2Pi------>2丙酮酸+2NADH+2H离子+2ATP+2H2O
  • 糖酵解的生理意义
    • 1.普遍存在动物、植物和微生物中，是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径。
    • 2.糖酵解的一些中间产物（如磷酸丙糖）和最终产物丙酮酸，化学性质十分活跃，课产生不同的物质。
    • 3.大部分反应可逆，为糖的合成提供基本途径。
    • 4.释放一些能量，供生物体需要，尤其对厌氧生物。
• 发酵作用
  • 酒精发酵
    • CH3COCOOH————>CO2+CH3CHO CH3CHO+NADH+H离子————>CH3CH2OH+NAD离子 缺氧条件及丙酮酸脱氢酶作用下，脱羧生产乙醛，进一步在乙醛脱氢酶的作用下，被NADH还原为乙醇。
  • 乳酸发酵
    • 缺少丙酮酸脱羧酶而含有乳酸脱氢酶
• 三羧酸循环
  • 在有氧的条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解，直到形成水和二氧化碳为止。在线粒体基质内进行。tricarboxylic acid cycle （TAC环）
    • 线粒体的结构和功能
      • 线粒体有两层膜，外膜平滑，内膜向线粒体里面褶皱伸出，形成许多形式不同的（crista）
      • 嵴的生理意义：增加内膜的表面，有效地增大酶分子附着的表面积嵴的数目增多，呼吸作用加强。需能多的cell不仅线粒体多，而且嵴的数量也多。
      • 嵴内膜里面的腔充满着透明的的胶体状态的基质(matrix），化学性质主要是可溶性蛋白质，它是呼吸底物氧化的场所。
    • 丙酮酸的氧化脱羧
      • 在有氧条件下，丙酮酸进入线粒体，通过氧化脱羧生成乙酰CoA，然后再进入三羧酸循环彻底分解。
      • 该氧化脱羧是连接糖酵解和三羧酸循环的桥梁。
      • 乙酰CoA在细胞代谢中是降解和合成的枢纽物质，也可参入到各种代谢中去
      • 在细胞质糖酵解途径产生的丙酮酸，经过线粒体内膜上的丙酮酸转移酶将其转移到线粒体基质后，才参与氧化脱羧。
    • 三羧酸循环的化学历程
      • 柠檬酸的生成
      • 氧化脱羧
      • 草酰乙酸的再生
    • 三羧酸循环的生理意义
      • 三羧酸循环是提供生命活动所需能量的主要来源
      • 三羧酸循环是物质代谢的枢纽
• 磷酸戊糖途径
  • 细胞内糖类的氧化可以不经过糖酵解的途径，即由6-磷酸葡萄转变为5-磷酸核酮糖和二氧化碳，即磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway，PPP），又称磷酸己糖支路。
    • 是指葡萄糖在细胞质基质和质体中的可溶性酶直接氧化，产生NADPH和一些磷酸糖的酶促过程。
      • 氧化阶段——不可逆
      • 非氧化阶段——可逆
    • 与EMP的异同
      • 相同点：也在细胞质中进行
      • 不同点：氧化还原酶不同，EMP途径是NAD离子，PPP途径是NADP离子
    • 磷酸戊糖途径的生理意义
      • （1）该途径产生大量NADPH，为细胞各种合成反应提供主要的还原力，NADPH为脂肪酸、固醇等的生物合成、非光合细胞中的硝酸盐、亚硝酸盐的还原、以及氨的同化、丙酮酸羧化还原成苹果酸等过程中所必须。
      • （2）该途径的中间产物为许多重要化合物合成提供原料
      • （3）增强植物抗病、抗旱和抗损伤的能力
      • （4）该途径己糖重组阶段的一系列中间产物及酶，与光合作用中卡尔文循环的大多数中间产物和酶相同，所以磷酸戊糖途径可与光合作用联系起来。