植物的呼吸作用

有氧呼吸

有氧呼吸作用发生在线粒体内。以下是有氧呼吸的主要步骤:

逐步去除所有氢原子导致丙酮酸的完全氧化。剩下3个CO分子₂．这一步发生在线粒体基质中。
氢原子上的电子被转移到O分子上₂．这与ATP的同时合成有关。这一步发生在线粒体的内膜中。
丙酮酸进入线粒体基质，进行氧化脱羧。这涉及到一系列由丙酮脱氢酶催化的复杂反应。

丙酮酸+ CoA + NAD⁺(丙酮脱氢酶存在时)→乙酰辅酶a + NADH + H⁺

在这个过程中，两个分子的NADH是由两个分子的丙酮酸代谢产生的(在糖酵解过程中由一个葡萄糖分子产生)。

在此之后，乙酰辅酶a进入循环途径。这种途径被称为三羧酸循环或柠檬酸循环或克雷布斯循环。这是由汉斯·克雷布斯首先解释的。

三羧酸循环

TCA循环开始于乙酰基与草酰乙酸(OAA)和水缩合生成柠檬酸。这个反应是由柠檬酸合成酶催化的，CoA分子被释放出来。然后柠檬酸异构化为异柠檬酸。
接下来是两个连续的脱羧步骤。这些脱羧步骤导致α-酮戊二酸和琥珀酰辅酶a的形成。
在此之后，琥珀酰辅酶a被氧化为OAA，允许循环继续。在这一步中，一个GTP分子被合成。这是一个底物水平的磷酸化。
在耦合反应中，GTP与ADP同时合成ATP转化为GDP。此外，在循环中有三个点是NAD+还原为NADH+H+，一个点是FAD⁺还原为FADH₂．
乙酸通过TCA循环的持续氧化需要草酰乙酸的持续补充。它还需要NAD的再生⁺和时尚⁺来自NADH和FADH₂分别。

电子传递系统(ETS)与氧化磷酸化

接下来的步骤是释放和利用储存在NADH中的能量₊H⁺和FADH₂．当它们通过电子传递系统被氧化并将电子传递给O时，这一过程就完成了₂从而形成H₂O。

电子从一个载体传递到另一个载体的代谢途径被称为电子传递系统(ETS)。该途径存在于线粒体内膜中。

来自NADH的电子(在线粒体基质中产生)被一种NADH脱氢酶(复合物I)氧化，之后，电子被转移到位于内膜内的泛醌上。
泛醌也通过FADH获得还原性等价物₂(复合体II). FADH₂是在柠檬酸循环中琥珀酸氧化时产生的。
还原的泛素酮(泛醇)然后通过细胞色素bc1复合体(复合体III)与电子转移到细胞色素c一起氧化。
细胞色素c是一种附着在细胞膜外表面的小蛋白质，作为复合物III和IV之间电子转移的移动载体。
配合物IV是指含有细胞色素a、a3和两个铜中心的细胞色素c氧化酶配合物。
当电子在电子传递链中通过复合物I到IV从一个载体传递到另一个载体时，它们与ATP合酶(复合物V)耦合。这种耦合是由ADP和无机磷酸盐产生ATP所必需的。电子给体的性质决定了合成ATP分子的数量。
1分子NADH氧化生成3分子ATP, 1分子FADH2氧化生成2分子ATP。

虽然呼吸的有氧过程只在氧气存在的情况下发生，但氧气的作用仅限于该过程的最后阶段。但是由于氧气通过从系统中除去氢气来驱动整个过程，所以氧气的存在是至关重要的。

然而，氧气的存在是至关重要的，因为它通过从系统中去除氢气来驱动整个过程。氧是最后的氢受体。

在光磷酸化过程中，光能被用来产生质子梯度。但是在呼吸作用中，氧化还原的能量被用来产生质子梯度。因此，这个过程被称为氧化磷酸化。

电子传递系统释放的能量在ATP合成酶(复合物V)的帮助下被用于合成ATP。该复合物由F1和F0两个主要成分组成。F1头套是外周膜蛋白复合物。它包含ATP合成的位点。F0是一个完整的膜蛋白复合物，形成质子穿过内膜的通道。质子通过通道的过程伴随着F1组分的催化位点，用于ATP的产生。每产生一个ATP, 2H⁺沿电化学质子梯度通过F0。

呼吸平衡表

呼吸平衡表给出了每一个葡萄糖分子被氧化时ATP的净增益的理论值。呼吸系统资产负债表的计算是基于以下一些假设:

存在一个连续有序的途径，其中一个衬底制造下一个衬底。糖酵解、TCA循环和ETS通路依次进行。
NADH在糖酵解过程中合成，并转移到线粒体中。NADH在线粒体内经历氧化磷酸化。
该途径中的任何中间产物都不能用于合成任何其他化合物。
葡萄糖是唯一进行呼吸作用的底物。在任何阶段都没有其他替代底物进入通路。
但这些假设在生命系统中可能并不成立，因为所有通路都是同时工作的。在一个葡萄糖分子的有氧呼吸过程中，可以获得36个ATP分子。

两用代谢途径

葡萄糖是呼吸作用最有利的底物。其他底物也可以被呼吸，但它们在第一步就没有进入呼吸途径。呼吸过程包括分解代谢和合成代谢;因为涉及到底物的分解和合成。因此，呼吸途径被认为是一种角闪性途径，而不是分解代谢途径。

呼吸商

CO的体积比₂演化到O的体积₂呼吸过程中所消耗的能量称为呼吸商(RQ)或呼吸比。碳水化合物的RQ是1。脂肪和蛋白质的RQ小于1。

呼吸商= CO的体积₂÷ O体积₂消耗

脂肪呼吸反应:

2 (C₅₁H₉₈O₆+ 145度₂→102有限公司₂+ 98 h₂O

脂肪的RQ = 102CO₂÷145度₂= 0.7