第四章 植物呼吸作用

一、英译中(Translate)

1．respiratioin 2．aerobic respiration 3．anaerobic respiration 4．fermentation

5．pentose phosphate pathway 6．biological oxidation 7．respiratory chain 8．glycolysis

9．oxidative phosphorylation 10．Pasteur effect

11．respiratory rate 12．respiratory quotient 13．cytochrome

14．intramolecular respiration 15．protein complex 16．alternate oxidase 17．ubiquinone 18．uncoupling agent 19．temperature coefficient

二、中译英(Translate)

1．巴斯德效应 2．有氧呼吸 3．无氧呼吸 4．呼吸速率 5．呼吸商 6．已糖磷酸途径 7．生物氧化 8．电子传递链 9．细胞色素 10．化学渗透假说

11．抗氰呼吸

12．底物水平磷酸化作用 13．呼吸链 14．氧化磷酸化 15．发酵 16．分子内呼吸 17．蛋白复合体 18．交替氧化酶 19．温度系数

三、名词解释(Explain the glossary)

1．呼吸作用 2．有氧呼吸 3．糖酵解 4．三羧酸循环

5．生物氧化 6．呼吸链 7．P/O比 8．氧化磷酸化

1

9．巴斯德效应 10．细胞色素 11．呼吸速率 12．呼吸商 13．抗氰呼吸 14．无氧呼吸

15. ADP/O ratio 16.electron (mitochonrion)

17. oxidative phosphorylation 18. glycolysis

transport

chain

四、是非题(True or false)

( )1．所有生物的生存都需要O2。 ( )2．糖酵解途径是在线粒体内发生的。

( )3．在种子吸水后种皮未破裂之前，种子主要进行无氧呼吸。 ( )4．戊糖磷酸途径在幼嫩组织中所占比例较大，在老年组织中所占

比例较小。

( )5．戊糖磷酸途径是在线粒体膜上进行的。

( )6．高等植物细胞将1mol葡萄糖完全氧化时，净生成38mol。 ( )7．细胞色素氧化酶普遍存在于植物组织中。 ( )8．线粒体为单层膜的细胞器。

( )9．如果降低环境中的O2的含量，则糖酵解速度会减慢。 ( )10．呼吸作用不一定都有氧的消耗和CO2的释放。 ( )11．糖酵解过程不能直接产生ATP。 ( )12．巴斯德效应描述的是三羧酸循环的问题。

( )13．氧化磷酸化是氧化作用和磷酸化作用相偶联进行的过程。 ( )14．当植物细胞内的NADPH过多时，不会对戊糖磷酸途径起反

馈抑制作用。

( )15．呼吸底物如果是蛋白质，呼吸商则等于1。

( )16．一般来说，随着温度的升高，植物的呼吸作用随之升高。 ( )17．呼吸作用的电子传递链位于线粒体的基质中。 ( )18．由淀粉转变为G—1—P时，需要ATP作用。

( )19．对于植物来说，没有呼吸作用，光合作用也就进行不了。 ( )20．涝害淹死植株是因为无氧呼吸进行过久，累积了酒精，而引

起中毒。

（ ）21．细胞质中1molNADH的电子传给呼吸链中的O2过程中，可

２

产生3mol ATP。

（ ）22. The final electron acceptor in glycolysis is oxygen.

（ ）23. The carrier molecules of electron transport system are located in the cytosol.

（ ）24. Glycolysis is linked to the krebs cycle when oxygen is not available.

（ ）25. Fermentation follows glycolysis in some cells when oxygen is not available.

（ ）26. The highest concentration of hydrogen ions in the mitochondria is in the intermitochondrial space.

（ ）27. Each molecule of NADH produced in the mitochondria provides the enegy for 2.5 ATP molecules.

（ ）28. The breakdown of glucose in cellular respiration is not a catabolic reaction

五、选择题(Choose the best answer for each question)

1．水果藏久了，会发生酒味，这很可能是组织发生( )。

A抗氰呼吸 A细胞质 A有氧呼吸 A G·Embden A线粒体 A 3 ATP( )。

A 3

B 2

C 1

8．在呼吸链中的电子传递体是( )。

B糖酵解 B线粒体基质 B无氧呼吸 B J·K·Parnas B溶酶体 B 1

C酒精发酵 C叶绿体 C光呼吸 C Krebs C微体 C 2

2．在呼吸作用中，三羧酸循环的场所是 ( )。

3．种子萌发时，种皮未破裂之前主要进行哪种呼吸( )。 4．三羧酸循环是哪一位科学家首先发现的( )。 5．三羧酸循环的各个反应的酶存在于( )。

6．三羧酸循环中，1分子的丙酮酸可以释放几个分子的CO2( ) 7．糖酵解中，每摩尔葡萄糖酵解能产生2mol的丙酮酸以及几摩尔的

３

A细胞色素系统 比为( )。

A 2

A NAD+、FAD A 30mol A细胞色素氧化酶 A强

A有机物和O2 A NADH ( )。

A小于1 A加快

B PQ C PC

9．在呼吸链中从NADH开始，经细胞色素系统至氧，生成H2O，其P/O

B 3

B NADP+、NAD+ B 38mol B酚氧化酶 B中等 B CO2和H2O B NADPH

C 4

C NAD+、NADP+ C 12.5mol C黄素氧化酶 C弱

C有机物和CO2 C FADH2

10．EMP和PPP的氧化还原辅酶分别为( )。

11．细胞中1mol丙酮酸完全氧化，能产生多少ATP( )。 12．在下列的植物体氧化酶当中，有哪种是不含金属的( )。 13．细胞色素氧化酶对氧的亲和能力( )。 14．呼吸作用的底物为( )。

15．戊糖磷酸途径主要受什么调节( )。

16．如果呼吸底物为一些富含氢的物质，如脂肪和蛋白质，则呼吸商

B等于1 B不变

C大于1 C减慢

17．如果把植物从空气中转移到真空装置内，则呼吸速率将( )。 18.The transition reaction in the cellular respiration

A connects glycolysis to the krebs cycle. B gives off CO2 C All of these are correct.

19. Substrate-level phosporylation takes place in

A glycolysis and the krebs cycle B only glyolysis C only the Krebs cycle D the respiratory chain 20. How many ATP molecules that are produced during the complete breadown of glucose

A 30 B 36 C. 38 D 60

21、The greatest contributor of electrons of electrons to the electron transport system is

４

A oxygen B glycolysis

C the Krebs cycle D all of these are correct 22、which of these is not true of fermentation?

A net gain of only two ATP B occurs in cytosol C NADH donates electrons to electron transport system D begins with glucose

23、Carbon dioxide co2 given off in respiration procegses.

A glycolysis B Krebs cycle

C electron transport system D both A and C are correct. 24、Fatty acids are broken down to

A、pyruvate molecules, which take electrons to the electron transport system

B、acetyl groups, which enter the Krebs cycle C、amino acids which excrete ammonia D、All of these are correct

25、Oxidative phosphorylation takes place in

A、glycolysis B、Krebs cycle C、electron transport system

26、Which process produces both NADH and FADH2 ?

A the Krebs cycle B glycolysis C the electron transport system D fementation 27、Which process reduces molecular oxygen to water?

A、the krebs cycle B、glycolysis C、the electron transport system D、fermentation 28、One turn of the Krebs cycle produces

A、2 NADH, 2FADH2 , 2ATP B、3 NADH, 1FADH2 , 1ATP C、1NADH, 2FADH2 , 2ATP D、3NADH, 3FADH2 , 1ATP 29、About of the energy in the sucrose molecule is captured in ATP through the reaction of cellular respiration

A、52% B、84% C、36% D、26% 30、Which of these pairs of processes are anaerobic？

A、fermentation and glycolysis B、fermentation and the Krebs cycle

５

C、glycolysis and the krebs cycle

D、glycolysis and the electron transport system.

31、The process of splitting larger molecules into smaller ones is an aspect of metabolism called

A、fermentation B、chemiosmosis C、anabolism D、catabolism

32、The pathway through which glucose is degraded to pyruvate is referred to as

A、the citric acid cycle B、the oxidation of pyruvate C、glycolysis D、aerobic respiration

33、The reaction of take place within the cytosol of eukaryotic cells.

A. the electron transport chain B. chemiosmosis C. the citric acid cycle D. glycolysis

34、In the first step of the citric acid cycle, acetyl CoA reacts with oxaloacetate to form

A、NADH B、citrate C、pyruvate D、CO2

35、Which of the following is a major source of electrons for the electron transport chain in respiration？

A、ATP B、NADH C、H2O D、coenzyme

36、In the process of electron transport and ATP synthesis are coupled by a proton gradient across the inner mitochondrial membrane.

A、glycolysis B、anaerobic respiration C、decarboxylation D、chemiosmosis

37、Which of the following is a common energy stored in glucose？

A、glucose→oxygen→NADH→water

B、glucose→NADH→ATP→electron transport chain C、glucose→NADH→electron transport chain→ATP D、glucose→electron transport chain→ATP→NADH

38、Which multiprotein complex in the respiratory electron transport chain is responsible for reducing molecular oxygen？

A.complexⅠ（NADH dehydrogenase）B.complex Ⅱ(succinate dehydrogenase) C.complex Ⅲ（cytochrome bc1 complex） D.complex Ⅳ(cytochrome oxidase)

６

E.complex Ⅴ（ATP synthase）

六、填空题(put the best word in the blanks)

1．呼吸作用可分 和 两大类，有氧呼吸的反应式是 。

2．三羧酸循环和生物氧化是在 进行的。

3．呼吸作用的糖的分解途径有3种，分别是 、 和 。 4．高等植物从 呼吸为主，在特定条件下也可进行 和 。

5．三羧酸循环是英国生物化学家 首先发现的。

6．EMP途径发生于 ，PPP途径发生于 ，酒精发酵发生于 ，TCA循环发生于 中。

7．三羧酸循环中的各种酶是存在于线粒体的 中。 8．EMP和PPP的氧化还原辅酶分别为 和 。 9．生成H2O时，会产生 个ATP。 10．戊糖磷酸途径主要受 调节。

11．线粒体电子传递链中电势跨度最大的一步是在 之间。 12．在一定时间内，植物在呼吸作用中释放的CO2和吸收的O2的物质的量的比称为 。

13．真核细胞中，1mol葡萄糖完全氧可产生 mol ATP。 14．组成呼吸链的传递体可分为 和 。 15．呼吸抑制剂主要有 。

16．如果呼吸底物为糖类，同时又完全氧化，呼吸商为 。 17．影响呼吸作用的外界因素有 、 、 和 等。 18．植物呼吸作用的最适温度一般在 之间。

19．早稻浸种催芽时，用温水淋种和时常翻种，其目的就是使 。 20．当植物组织受伤时，其呼吸速率 。 21．呼吸作用生成ATP的方式有 和 。

七、问答题(Answer the following question)

1．试述呼吸作用的生理意义。

2．在呼吸作用中，糖的分解代谢有几条途径？分别发生于哪个部位？

７

3．呼吸作用与光合作用有何联系？ 4．试述线粒体内膜上电子传递链的组成。 5．陆生高等植物无氧呼吸过久就会死亡，为什么？

6．粮食贮藏时要降低呼吸速率还是要提高呼吸速率？为什么？ 7．果实成熟时产生呼吸骤变的原因是什么？

8．春天如果温度过低，就会导致秧苗发烂，这是什么原因？ 9．三羧酸循环的要点和生理意义是什么？ 10．试述氧化磷酸化作用的机理。

11．植物细胞内1mol蔗糖彻底氧化成CO2和H2O时，净得多少mol的ATP？ 12．Describe how the processes of photosynthesis and cellular respiration are linked, and what aspects they have in common.

８

第四章参考答案(Answer key)

一、英译中 1．呼吸作用 2．有氧呼吸 3．无氧呼吸 4．发酵 5．戊糖磷酸途径 6．生物氧化 7．呼吸链 8．糖酵解 9．氧化磷酸化作用

二、中译英1．Pasteur effect 2．aerobic respiration 3．anaerobic respiration 4．respiratory rate 5．respiraton quotient 6．hexose monophosphate pathway 7．biological oxidation 8．electron transport chain 9．cytochrome

10．chemiosmotic hypothesis

三、名词解释

1．呼吸作用：指生活细胞内的有机物质，在一系列酶的参与下，逐步氧化

分解，同时释放能量的过程。

2．有氧呼吸：指生活细胞在氧气的参与 下，把某些有机物质彻底氧化分

解，放出CO2并形成水，同时释放能量的过程。

3．糖酵解：指在细胞质内所发生的，由葡萄糖分解为丙酮酸的过程。

11．cyanide resistant oxidase 12．substrate-level phosporylation 13．respiratory chain 14．oxidative phosphorylation 15．fermentation

16．intramolecular respiration 17．protein complex 18. alternate oxidase 19.temperature coefficient 10．巴斯德效应 11．呼吸速率 12．呼吸商 13．细胞色素 14．分子内呼吸 15．蛋白复合体 16．交替氧化酶 17．泛醌 18．解偶联剂 19．温度系数

９

4．三羧酸循环：丙酮酸在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循

环而逐步氧化分解CO2的过程。

5．生物氧化：指有机物质在生物体内进行氧化，包括消耗氧，生成CO2和

H2O，放出能量的过程。

6．呼吸链：呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传

递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总轨道。

7．P/O比：指呼吸链中每消耗1个氧原子与用去Pi或产生ATP的分子数。 8．氧化磷酸化：是指呼吸链上的氧化过程，伴随着ADP被磷酸化为ATP的作用。

9．巴斯德效应：指氧对发酵作用的抑制现象。

10．细胞色素：为一类含有铁卟啉的复合蛋白。细胞色素辅基所含的铁能

够通过原子价的变化逆向传递电子，在生物氧化中，它是一种重要的电子传递体。

11．呼吸速率：又称呼吸强度。以单位鲜重千重或单位面积在单位时间内

所放出的CO2的重量(或体积)或所吸收O2的重量(或体积)来表示。 12．呼吸商：又称呼吸系数。是指在一定时间内，植物组织释放CO2的摩

尔数与吸收氧的摩尔数之比。

13．抗氰呼吸：某些植物组织对氰化物不敏感的那部分呼吸。即在有氰化

物存在的情况下仍能够进行其它的呼吸途径。

14．无氧呼吸：指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解为不彻底的氧化产物。

15. ADP/O ratio The ratio of consumed ADP to 1/2 O2 in oxidative phosphorylation. Provides the number of ATP synthesized per two electrons transferred to oxygen.

16. Electron transport chain (in the mitochondrion) A series of protein complexes in the inner mitochondrial membrane linked by the mobile electron carriers ubiquinone and cytochrome c, that catalyze the transfer of electrons from NADH to O2. In the process a large amount of free energy is released. Some of that energy is conserved as an electrochemical proton gradient.

17. Oxidative phosphorylation Transfer of electrons to oxygen in the mitochondrial electron transport chain that is coupled to ATP synthesis from ADP and phosphate by the ATP synthase.

18. Glycolysis A series of reactions in which glucose is partly oxidized to produce two molecules of pyruvate. A small amount of ATP and NADH is produced.

１０

四、是非题

1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.× 7.√ 8.× 9.× 10.

√

11.× 21.×

五、选择题 1.C 10.C 19.A 28.B 37.C

六、填空题

1．有氧呼吸，无氧呼吸， C6H12O6+6H2O+6O2 → 6CO2+12H2O+2870KJ 2．线粒体。

3．糖酵解，三羧酸循环和戊糖磷酸循环。

4．有氧，酒精发酵，乳酸发酵。 5．Krebs

6．细胞质、细胞质、细胞质、线粒体基质 7．基质 8．NAD、NADP9．2.5 10．NADPH

11．细胞色素12．呼吸商

a3和

O2

+

+

12.× 22.×

13.√ 23. ×

14.× 24. ×

15.× 25. √

16.√ 26. √

17.× 27. √

18.× 28. ×

19.√

20.√

2.B 11.C 20.A 29.A 38.D

3.B 12.C 21.C 30.A

4.C 13.A 22.C 31.D

5.A 14.A 23.B 32.C

6.A 15.B 24.B 33.D

7.B 16.A 25.C 34.B

8.A 17.C 26.A 35.B

9.B 18.D 27.C 36.D

13．30

14．氢传递体，电子传递体 15．鱼藤酮、安米妥、抗霉素A、氰化物。 16．1

17．温度、氧、二氧化碳、机械损伤 18．25℃-35℃ 19．呼吸作用正常进行 20．加快

21．电子传递磷酸化和底物水平磷酸化

１１

七、问答题

1．答：(1)呼吸作用提供植物生命活动所需的大部分能量。植物对矿质营养的吸收和运输、

有机物的合成和运输、细胞的分裂和伸长，植株的生长和发育等，都是靠呼吸作用提供能量。

(2)呼吸过程中间产物为其他化合物合成提供原料。即呼吸作用在植物体内有机物转变方面起着枢纽作用。

2．答：有三种条途径：糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸途径。

糖酵解和戊糖磷酸途径是在细胞质中进行的；三羧酸循环在线粒体中进行。 3．答：(1)光合作用所需的ADP(供光合磷酸化产生ATP之用)和辅酶NADP(供产NADPH+H

+

+

+

之用)与呼吸作用所需的ADP和NADP是相同的。这两种物质在光合和呼吸作用中可共用。

(2)光合作用的碳循环与呼吸作用的戊糖磷酸途径基本上是正反反应的关系。它们的中间产物同样是三碳糖(磷酸甘油醛)、四碳糖(磷酸赤藓糖)、五碳糖(磷酸核酮糖、磷酸木酮糖)、六碳糖(磷酸果糖、磷酸葡萄糖)及七碳糖等。光合作用和呼吸作用之间有许多糖类是可以交替使用的。

（3）呼吸作用产生的CO2给光合作用所利用，而光合作用产生的O2和有机物则供呼吸作用利用。

复合体I含有NADH脱氢酶、FMN和3个Fe-S蛋白。NADH将电子传到泛醌（UQ）； 复合体II的琥珀酸脱氢酶有FAD和Fe-S蛋白等，把FADH2的电子传 给UQ；

复合体III合2个Cytb（b560和b565）、Cytc和Fe-S，把还原泛醌(UQH2)的电子经Cytb传到Cytc；

复合体IV包含细胞色素氧化酶复合物（其铜原子的CuA和CuB）、Cyta和Cyta3，把Cytc的电子传给O2，激发O2并与基质中的H结合，形成H2O。

此外，膜外面有外源NAD（P）H脱氢酶，氧化NAD（P）H，与UQ还原相联系。 5．答：（1）无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋白质变性。

（2）氧化1mol葡萄糖产生的能量少，要维持正常的生理需要就要消耗更多的有机物，这样体内养分耗损过多。

（3）没有丙酮酸的有氧分解过程，缺少合成其他物质的原料。 6、答：降低呼吸速率。

因为呼吸速率高会大量消耗有机物；呼吸放出的水分会使粮堆湿度增大，粮食“出汗”，呼吸加强；呼吸放出的热量又使粮温增高，反过来又促使呼吸增强，同时高温高湿使微生物迅速繁殖，最后导致粮食变质。 7、答：产生呼吸骤变的原因：

（1）随着果实发育，细胞内线粒体增多，呼吸酶活性增高。

+

4．答：植物线粒体内膜上的电子传递链由4种蛋白复合体组成。

12

（2）产生了天然的氧化磷酸化解偶联，刺激了呼吸酶活性的提高。 （3）乙烯释放量增加，诱导抗氰呼吸。 （4）糖酵解关键酶被活化，呼吸酶活性增强。

8．答：是因为低温破坏了线粒体的结构，呼吸“空转”，缺乏能量，引起代谢紊乱的缘故。 9、答：（1）三羧酸循环是植物的有氧呼吸的重要途径。

（2）三羧酸循环一系列的脱羧反应是呼吸作用释放CO2的来源。一个丙酮酸分子可以产生三个CO2分子；当外界的CO2浓度增高时，脱氢反应减慢，呼吸作用受到抑制。三羧酸循环中释放的CO2是来自于水和被氧化的底物。

（3）在三羧酸循环中有5次脱氢，再经过一系列呼吸传递体的传递，释放出能量，最后与氧结合成水。因此，氢的氧化过程，实际是放能过程。

（4）三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过程，相互紧密相连。

10．答：目前广泛被人们接受解释氧化磷酸机理的是P·Mitchell提出的化学渗透假说。它

认为线粒体基质的NADH传递电子给O2的同时，也3次把基质的H释放到线粒体膜间间隙。由于内膜不让泵出的H自由地返回基质。因此膜外侧[H]高于膜内侧而形成跨膜pH梯度（△P），同时也产生跨膜电位梯度（△E）。这两种梯度便建立起跨膜的电化学势梯度（△μH），于是使膜间隙的H通过并激活内膜上FOF1-ATP合成酶（即复合体V），驱动ADP和Pi结合形成ATP。

11．答：植物细胞中1mol蔗糖彻底氧化成CO2和H2O 可产生60molATP。即糖酵解过程通过底物水平磷酸化产生4molATP；产生的4mol NADH,按1.5ATP/NADH计算，则形6molATP。糖酵解共产生10molATP。三羧酸循环通过底物水平磷酸化产生4molATP；产生4molFADH2，以1.5ATP/FADH2 计算，形成6molATP；产生16NADH，按2.5ATP/NADH计算，则形成40molATP。 三羧酸循环可合成50molATP。将上述两途径产生的ATP数目相加，即60molATP。

华南师范大学

+

+

H

+

+

+

13