呼吸作用是什么?
1、定义 (Definition) 生物体内的酶促反应,使有机物氧化分解,释放能量,同时合成ATP。 2、生理意义 (Physiological significance) 呼吸作用是生命体的最基本活动之一;为细胞生命活动提供了几乎全部的所需的能量; 有氧呼吸产生的CO2用于碳素循环,无氧呼吸产生的CO2进入体液中,最后通过汗液或尿液以二氧化碳形态排出体外。
3、类型 (Type ) 根据反应进行的方式,有氧呼吸和无氧呼吸可分为三个阶段,每一个阶段各有特征性物质产生和特定的酶系参与并形成高效的代谢途径。 在有氧条件下,细胞中大部分生物氧化都通过三阶段的流程而完成;在无氧条件下,细胞中的糖酵解与三羧酸循环部分或全部停止,但会产生乳酸等中间产物。
4、场所(Site of occurrence) 所有组织器官细胞都能进行呼吸作用,但其主要场所是细胞的线粒体。
5、原料(Substrate) 最主要的直接原料是有机物,如水溶性物质如糖类或小分子有机化合物如氨基酸、脂肪酸等;其次还有无机离子如Na+、K+等。
6、产物(Product) 最主要的代谢终产物是CO2和水,其他还有NADH、FADH2等还原型辅酶,ATPa-酮戊二酸、琥珀酰CoA等中间产物的积累。 注意:在动物体内,脂肪酸的β-氧化不是生成ATP的直接供能方式。
7、反应式 CO2+H2O=[CH2O]n+NADPH nCH2OB-丙酮酸+NADP++H+ n乙酰CoA+NADPH nCO2+H2O+[CH2O]m mGTP+H+ mAMP+H+ ATP C02+H2O==光化学反应 CH2O 糖的有氧、无氧消化过程
8、条件(Condition) 呼吸作用需要氧气、水的存在,有丝分裂需要细胞膜的完整性,核苷酸、核蛋白及膜蛋白的生物合成需要细胞器的完备。 无氧呼吸不能进行光合作用,在黑暗处也不能进行。 细胞质基质中存在的酶具有全酶和单体酶的性质,所以各种酶均有其特殊的催化能力,一旦条件不具备,即不能发挥作用。 对于处于正常生理状态下的活细胞来说,各生理机能彼此协调,呼吸作用正常进行。
9、控制呼吸作用的分子机制——酶 PEP羧化酶和柠檬酸合酶是细胞色素C氧化酶复合体的重要组成部分,是控制呼吸链中的关键性酶。 苹果碱脱氢酶是乙醛酸循环的关键限速酶,对有氧呼吸的作用至关重要。 NADH脱氢酶和琥珀酸脱氢酶是无氧酵解和三羧酸循环中重要的电子传递酶。 FAD依赖的黄嘌呤氧化酶和细胞色素氧化酶是影响细胞呼吸的其他重要酶。