細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

在光學(xué)顯微鏡下觀察植物的細(xì)胞，可以看到它的結(jié)構(gòu)分為下列四個部分

1.細(xì)胞壁

位于植物細(xì)胞的最外層，是一層透明的薄壁。它主要是由纖維素和果膠組成的，孔隙較大，物質(zhì)分子可以自由透過。細(xì)胞壁對細(xì)胞起著支持和保護(hù)的作用。

2.細(xì)胞膜

細(xì)胞壁的內(nèi)側(cè)緊貼著一層極薄的膜，叫做細(xì)胞膜。這層由蛋白質(zhì)分子和磷脂雙層分子組成的薄膜，水和氧氣等小分子物質(zhì)能夠自由通過，而某些離子和大分子物質(zhì)則不能自由通過，因此，它除了起著保護(hù)細(xì)胞內(nèi)部的作用以外，還具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的作用：既不讓有用物質(zhì)任意地滲出細(xì)胞，也不讓有害物質(zhì)輕易地進(jìn)入細(xì)胞。

細(xì)胞膜在光學(xué)顯微鏡下不易分辨。用電子顯微鏡觀察，可以知道細(xì)胞膜主要由蛋白質(zhì)分子和脂類分子構(gòu)成。在細(xì)胞膜的中間，是磷脂雙分子層，這是細(xì)胞膜的基本骨架。在磷脂雙分子層的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，有許多球形的蛋白質(zhì)分子，它們以不同深度鑲嵌在磷脂分子層中，或者覆蓋在磷脂分子層的表面。這些磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都是可以流動的，可以說，細(xì)胞膜具有一定的流動性。細(xì)胞膜的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對于它完成各種生理功能是非常重要的。

3.細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞膜包著的黏稠透明的物質(zhì)，叫做細(xì)胞質(zhì)。在細(xì)胞質(zhì)中還可看到一些帶折光性的顆粒，這些顆粒多數(shù)具有一定的結(jié)構(gòu)和功能，類似生物體的各種器官，因此叫做細(xì)胞器。例如，在綠色植物的葉肉細(xì)胞中，能看到許多綠色的顆粒，這就是一種細(xì)胞器，叫做葉綠體。綠色植物的光合作用就是在葉綠體中進(jìn)行的。在細(xì)胞質(zhì)中，往往還能看到一個或幾個液泡，其中充滿著液體，叫做細(xì)胞液。在成熟的植物細(xì)胞中，液泡合并為一個中央液泡，其體積占去整個細(xì)胞的大半。

細(xì)胞質(zhì)不是凝固靜止的，而是緩緩地運(yùn)動著的。在只具有一個中央液泡的細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞質(zhì)往往圍繞液泡循環(huán)流動，這樣便促進(jìn)了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，也加強(qiáng)了細(xì)胞器之間的相互聯(lián)系。細(xì)胞質(zhì)運(yùn)動是一種消耗能量的生命現(xiàn)象。細(xì)胞的生命活動越旺盛，細(xì)胞質(zhì)流動越快，反之，則越慢。細(xì)胞死亡后，其細(xì)胞質(zhì)的流動也就停止了。

除葉綠體外，植物細(xì)胞中還有一些細(xì)胞器，它們具有不同的結(jié)構(gòu)，執(zhí)行著不同的功能，共同完成細(xì)胞的生命活動。這些細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)需用電子顯微鏡觀察。在電鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)稱為亞顯微結(jié)構(gòu)。

①線粒體

呈線狀、粒狀，故名。在線粒體上，有很多種與呼吸作用有關(guān)的顆粒，即多種呼吸酶。它是細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用的場所，通過呼吸作用，將有機(jī)物氧化分解，并釋放能量，供細(xì)胞的生命活動所需，所以有人稱線粒體為細(xì)胞的“發(fā)電站”或“動力工廠”。

②葉綠體

葉綠體是綠色植物細(xì)胞中重要的細(xì)胞器，其主要功能是進(jìn)行光合作用。葉綠體由雙層膜、類囊體和基質(zhì)三部分構(gòu)成。類囊體是一種扁平的小囊狀結(jié)構(gòu)，在類囊體薄膜上，有進(jìn)行光合作用必需的色素和酶。許多類囊體疊合而成基粒?；Ｖg充滿著基質(zhì)，其中含有與光合作用有關(guān)的酶。基質(zhì)中還含有DNA。

③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞質(zhì)中由膜構(gòu)成的網(wǎng)狀管道系統(tǒng)廣泛的分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)。它與細(xì)胞膜相通連，對細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)等物質(zhì)的合成和運(yùn)輸起著重要作用。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有兩種：一種是表面光滑的；另一種是上面附著許多小顆粒狀的。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增大了細(xì)胞內(nèi)的膜面積，膜上附著這許多酶，為細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的正常進(jìn)行提供了有利條件。

④高爾基體

高爾基體普遍存在于植物細(xì)胞和動物細(xì)胞中。一般認(rèn)為，細(xì)胞中的高爾基體與細(xì)胞分泌物的形成有關(guān)，高爾基體本身沒有合成蛋白質(zhì)的功能，但可以對蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和轉(zhuǎn)運(yùn)。植物細(xì)胞分裂時，高爾基體與細(xì)胞壁的形成有關(guān)。

⑤核糖體

核糖體是橢球形的粒狀小體，有些附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的外表面，有些游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，是合成蛋白質(zhì)的重要基地。

⑥中心體

中心體存在于動物細(xì)胞和某些低等植物細(xì)胞中，因?yàn)樗奈恢每拷?xì)胞核，所以叫中心體。每個中心體由兩個互相垂直排列的中心粒及其周圍的物質(zhì)組成。 動物細(xì)胞的中心體與絲分裂有密切關(guān)系。

⑦液泡

液泡是植物細(xì)胞中的泡狀結(jié)構(gòu)。成熟的植物細(xì)胞中的液泡很大，可占整個細(xì)胞體積的90%。液泡的表面有液泡膜。液泡內(nèi)有細(xì)胞液，其中含有糖類、無機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，可以達(dá)到很高的濃度。因此，它對細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境起著調(diào)節(jié)作用，可以使細(xì)胞保持一定的滲透壓，保持膨脹的狀態(tài)。

⑧溶酶體

溶酶體是細(xì)胞內(nèi)具有單層膜囊狀結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器。其內(nèi)含有很多種水解酶類，能夠分解很多物質(zhì)。

4.細(xì)胞核

細(xì)胞質(zhì)里含有一個近似球形的細(xì)胞核，是由更加黏稠的物質(zhì)構(gòu)成的。細(xì)胞核通常位于細(xì)胞的中央，成熟的植物細(xì)胞的細(xì)胞核，往往被中央液泡推擠到細(xì)胞的邊緣。細(xì)胞核中有一種物質(zhì)，易被洋紅、蘇木精等堿性染料染成深色，叫做染色質(zhì)。生物體用于傳種接代的物質(zhì)即遺傳物質(zhì)，就在染色質(zhì)上。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時，染色質(zhì)就變化成染色體。

由膜包圍著含有細(xì)胞核(或擬核)的原生質(zhì)所組成, 是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位, 也是生命活動的基本單位。細(xì)胞能夠通過分裂而增殖，是生物體個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育的基礎(chǔ)。細(xì)胞或是獨(dú)立的作為生命單位, 或是多個細(xì)胞組成細(xì)胞群體或組織、或器官和機(jī)體；細(xì)胞還能夠進(jìn)行分裂和繁殖；細(xì)胞是遺傳的基本單位，并具有遺傳的全能性(植物)，動物細(xì)胞核也有全能性。

多數(shù)細(xì)胞只有一個細(xì)胞核，有些細(xì)胞含有兩個或多個細(xì)胞核，如肌細(xì)胞、肝細(xì)胞等。細(xì)胞核可分為核膜、染色質(zhì)、核液和核仁四部分。核膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相通連，染色質(zhì)位于核膜與核仁之間。染色質(zhì)主要由蛋白質(zhì)和DNA組成。DNA是一種有機(jī)物大分子，又叫脫氧核糖核酸，是生物的遺傳物質(zhì)。在有絲分裂時，染色體復(fù)制，DNA也隨之復(fù)制為兩份，平均分配到兩個子細(xì)胞中，使得后代細(xì)胞染色體數(shù)目恒定，從而保證了后代遺傳特性的穩(wěn)定。還有RNA，RNA是DNA在復(fù)制時的單鏈，它傳遞蛋白質(zhì)，被稱為DNA的信使。

顯微鏡的使用

1．右手握住鏡臂，左手托住鏡座。

2．把顯微鏡放在實(shí)驗(yàn)臺上，略偏左（顯微鏡放在距實(shí)驗(yàn)臺邊緣7厘米左右

處）。安裝好目鏡和物鏡。

二、對光

3．轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器，使低倍物鏡對準(zhǔn)通光孔(物鏡的前端與載物臺要保持2厘

米的距離)。

4．把一個較大的光圈對準(zhǔn)通光孔。左眼注視目鏡內(nèi)(右眼睜開，便于以后

同時畫圖)。轉(zhuǎn)動反光鏡，使光線通過通光孔反射到鏡筒內(nèi)。通過目鏡，可以

看到白亮的視野。

三、觀察

5．把所要觀察的玻片標(biāo)本（也可以用印有“6”字的薄紙片制成）放在

載物臺上，用壓片夾壓住，標(biāo)本要正對通光孔的中心。

6．轉(zhuǎn)動粗準(zhǔn)焦螺旋，使鏡筒緩緩下降，直到物鏡接近玻片標(biāo)本為止（眼

睛看著物鏡，以免物鏡碰到玻片標(biāo)本）。

7．左眼向目鏡內(nèi)看，同時反方向轉(zhuǎn)動粗準(zhǔn)焦螺旋，使鏡筒緩緩上升，直

到看清物像為止。再略微轉(zhuǎn)動細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，使看到的物像更加清晰。

植物和藻類利用自身的葉綠素將可見光轉(zhuǎn)化為能量（包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)）驅(qū)動二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物并釋放氧氣的過程。它是生物界賴以生存的生化反應(yīng)過程，也是地球碳氧循環(huán)的重要媒介。

[編輯本段]【基本概念】

光合作用公式

二氧化碳＋水―光/葉綠體→有機(jī)物（主要是淀粉）＋氧氣

6CO2+6H2O―光/葉綠體→C6H12O6+6O2

中文解釋

光合作用(Photosynthesis)是植物、藻類利用葉綠素和某些細(xì)菌利用其細(xì)胞本身，在可見光的照射下，將二氧化碳和水（細(xì)菌為硫化氫和水）轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并釋放出氧氣（細(xì)菌釋放氫氣）的生化過程。植物之所以被稱為食物鏈的生產(chǎn)者，是因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^光合作用利用無機(jī)物生產(chǎn)有機(jī)物并且貯存能量。通過食用，食物鏈的消費(fèi)者可以吸收到植物及細(xì)菌所貯存的能量，效率為10～20%左右。對于生物界的幾乎所有生物來說，這個過程是它們賴以生存的關(guān)鍵。而地球上的碳氧循環(huán)，光合作用是必不可少的。

英文描述

Photosynthesis is the conversion of energy from the Sun to chemical energy (sugars) by green plants. The fuel for ecosystems is energy from the Sun. Sunlight is captured by green plants during photosynthesis and stored as chemical energy in carbohydrate molecules. The energy then passes through the ecosystem from species to species when herbivores eat plants and carnivores eat the herbivores. And these interactions form food chains．

詳細(xì)機(jī)制

植物利用陽光的能量，將二氧化碳轉(zhuǎn)換成淀粉，以供植物及動物作為食物的來源。葉綠體由于是植物進(jìn)行光合作用的地方，因此葉綠體可以說是陽光傳遞生命的媒介。

（1）原理

植物與動物不同，它們沒有消化系統(tǒng)，因此它們必須依靠其他的方式來進(jìn)行對營養(yǎng)的攝取。就是所謂的自養(yǎng)生物。對于綠色植物來說，在陽光充足的白天，它們將利用陽光的能量來進(jìn)行光合作用，以獲得生長發(fā)育必需的養(yǎng)分。

這個過程的關(guān)鍵參與者是內(nèi)部的葉綠體。葉綠體在陽光的作用下，把經(jīng)有氣孔進(jìn)入葉子內(nèi)部的二氧化碳和由根部吸收的水轉(zhuǎn)變成為淀粉，同時釋放氧氣：

（2）注意事項(xiàng)

上式中等號兩邊的水不能抵消，雖然在化學(xué)上式子顯得很特別。原因是左邊的水，是植物吸收所得，而且用于制造氧氣和提供電子和氫離子。而右邊的水分子的氧原子則是來自二氧化碳。為了更清楚地表達(dá)這一原料產(chǎn)物起始過程，人們更習(xí)慣在等號左右兩邊都寫上水分子，或者在右邊的水分子右上角打上星號。

（3）光反應(yīng)和暗反應(yīng)（高中生物課本中稱之為暗反應(yīng)，也有些地方稱之為碳反應(yīng)）

光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個步驟。

（4）光反應(yīng)

條件：光，色素，光反應(yīng)酶

場所：囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上

影響因素：光強(qiáng)度，水分供給植物光合作用的兩個吸收峰

葉綠素a,b的吸收峰過程：葉綠體膜上的兩套光合作用系統(tǒng)：光合作用系統(tǒng)一和光合作用系統(tǒng)二，（光合作用系統(tǒng)一比光合作用系統(tǒng)二要原始，但電子傳遞先在光合系統(tǒng)二開始）在光照的情況下，分別吸收680nm和700nm波長的光子，作為能量，將從水分子光解光程中得到電子不斷傳遞，（能傳遞電子得僅有少數(shù)特殊狀態(tài)下的葉綠素a) 最后傳遞給輔酶NADP。而水光解所得的氫離子則因?yàn)轫槤舛炔钔ㄟ^類囊體膜上的蛋白質(zhì)復(fù)合體從類囊體內(nèi)向外移動到基質(zhì)，勢能降低，其間的勢能用于合成ATP，以供暗反應(yīng)所用。而此時勢能已降低的氫離子則被氫載體NADP帶走。一分子NADP可攜帶兩個氫離子。這個NADPH+H離子則在暗反應(yīng)里面充當(dāng)還原劑的作用。

意義：1：光解水（又稱水的光解），產(chǎn)生氧氣。2：將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，產(chǎn)生ATP，為暗反應(yīng)提供能量。3：利用水光解的產(chǎn)物氫離子，合成NADPH+H離子，為暗反應(yīng)提供還原劑【H】（還原氫）。

（5）暗反應(yīng)(碳反應(yīng)）

實(shí)質(zhì)是一系列的酶促反應(yīng)

條件：無光也可，暗反應(yīng)酶（但因?yàn)橹挥邪l(fā)生了光反應(yīng)才能持續(xù)發(fā)生，所以不再稱為暗反應(yīng)）

場所：葉綠體基質(zhì)

影響因素：溫度，二氧化碳濃度

過程：不同的植物，暗反應(yīng)的過程不一樣，而且葉片的解剖結(jié)構(gòu)也不相同。這是植物對環(huán)境的適應(yīng)的結(jié)果。暗反應(yīng)可分為C3,C4和CAM三種類型。三種類型是因二氧化碳的固定這一過程的不同而劃分的。

C3反應(yīng)類型：植物通過氣孔將CO2由外界吸入細(xì)胞內(nèi)，通過自由擴(kuò)散進(jìn)入葉綠體。葉綠體中含有C5。起到將CO2固定成為C3的作用。C3再與【H】及ATP提供的能量反應(yīng)，生成糖類（CH2O）并還原出C5。被還原出的C5繼續(xù)參與暗反應(yīng)。

（6 ）光暗反映的有關(guān)化學(xué)方程式

H20→2H+ 1/2O2（水的光解）

NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（遞氫）

ADP+Pi→ATP （遞能）

CO2+C5化合物→C3化合物（二氧化碳的固定）

C3化合物→（CH2O）+ C5化合物（有機(jī)物的生成或稱為C3的還原）

ATP→ADP+PI（耗能）

能量轉(zhuǎn)化過程：光能→不穩(wěn)定的化學(xué)能（能量儲存在ATP的高能磷酸鍵）→穩(wěn)定的化學(xué)能（糖類即淀粉的合成）

注意：光反應(yīng)只有在光照條件下進(jìn)行, 而只要在滿足暗反應(yīng)條件的情況下暗反應(yīng)都可以進(jìn)行。也就是說暗反應(yīng)不一定要在黑暗條件下進(jìn)行.

[編輯本段]【光合作用的要點(diǎn)解析】

（一）光合色素和電子傳遞鏈組分

1．光合色素

類囊體中含兩類色素：葉綠素和橙黃色的類胡蘿卜素，通常葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3:1，chla與chlb也約為3:l， 在許多藻類中除葉綠素a，b外，還有葉綠素c，d和藻膽素，如藻紅素和藻藍(lán)素；在光合細(xì)菌中是細(xì)菌葉綠素等。

葉綠素a，b和細(xì)菌葉綠素都由一個與鎂絡(luò)合的卟啉環(huán)和一個長鏈醇組成，它們之間僅有很小的差別。類胡蘿卜素是由異戊烯單元組成的四萜，藻膽素是一類色素蛋白，其生色團(tuán)是由吡咯環(huán)組成的鏈，不含金屬，而類色素都具有較多的共軛雙鍵。全部葉綠素和幾乎所有的類胡蘿卜素都包埋在類囊體膜中，與蛋白質(zhì)以非共價鍵結(jié)合，一條肽鏈上可以結(jié)合若干色素分子，各色素分子間的距離和取向固定，有利于能量傳遞。類胡羅卜素與葉黃素能對葉綠素a,b啟一定的保護(hù)作用。幾類色素的吸收光譜不同，葉綠素a.b吸收紅，橙，藍(lán)，紫光，類胡羅卜素吸收藍(lán)紫光，吸收率最低的為綠光。特別是藻紅素和藻藍(lán)素的吸收光譜與葉綠素的相差很大，這對于在海洋里生活的藻類適應(yīng)不同的光質(zhì)條件，有生態(tài)意義。

2．集光復(fù)合體（light harvesting complex）

由大約200個葉綠素分子和一些肽鏈構(gòu)成。大部分色素分子起捕獲光能的作用，并將光能以誘導(dǎo)共振方式傳遞到反應(yīng)中心色素。因此這些色素被稱為天線色素。葉綠體中全部葉綠素b和大部分葉綠素a都是天線色素。另外類胡蘿卜素和葉黃素分子也起捕獲光能的作用，叫做輔助色素。

3．光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）

吸收高峰為波長680nm處，又稱P680。至少包括12條多肽鏈。位于基粒于基質(zhì)非接觸區(qū)域的類囊體膜上。包括一個集光復(fù)合體（light-hawesting comnplex Ⅱ，LHC Ⅱ）、一個反應(yīng)中心和一個含錳原子的放氧的復(fù)合體（oxygen evolving complex）。D1和D2為兩條核心肽鏈，結(jié)合中心色素P680、去鎂葉綠素(pheophytin)及質(zhì)體醌(plastoquinone)。

4．細(xì)胞色素b6/f復(fù)合體(cyt b6/f complex)

可能以二聚體形成存在，每個單體含有四個不同的亞基。細(xì)胞色素b6（b563）、細(xì)胞色素f、鐵硫蛋白、以及亞基Ⅳ（被認(rèn)為是質(zhì)體醌的結(jié)合蛋白）。

5．光系統(tǒng)Ⅰ（PSI）

能被波長700nm的光激發(fā)，又稱P700。包含多條肽鏈，位于基粒與基質(zhì)接觸區(qū)和基質(zhì)類囊體膜中。由集光復(fù)合體Ⅰ和作用中心構(gòu)成。結(jié)合100個左右葉綠素分子、除了幾個特殊的葉綠素為中心色素外外，其它葉綠素都是天線色素。三種電子載體分別為A0（一個chla分子)、A1(為維生素K1)及3個不同的4Fe-4S。

（二）光反應(yīng)與電子傳遞

P680接受能量后，由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)（P680*），然后將電子傳遞給去鎂葉綠素（原初電子受體），P680*帶正電荷，從原初電子供體Z（反應(yīng)中心D1蛋白上的一個酪氨酸側(cè)鏈）得到電子而還原；Z+再從放氧復(fù)合體上獲取電子；氧化態(tài)的放氧復(fù)合體從水中獲取電子，使水光解。

2H 2O→O2 + 2【2H】+ 4e-

在另一個方向上去鎂葉綠素將電子傳給D2上結(jié)合的QA，QA又迅速將電子傳給D1上的QB，還原型的質(zhì)體醌從光系統(tǒng)Ⅱ復(fù)合體上游離下來，另一個氧化態(tài)的質(zhì)體醌占據(jù)其位置形成新的QB。質(zhì)體醌將電子傳給細(xì)胞色素b6/f復(fù)合體，同時將質(zhì)子由基質(zhì)轉(zhuǎn)移到類囊體腔。電子接著傳遞給位于類囊體腔一側(cè)的含銅蛋白質(zhì)體藍(lán)素(plastocyanin， PC)中的Cu2+，再將電子傳遞到光系統(tǒng)Ⅱ。

P700被光能激發(fā)后釋放出來的高能電子沿著A0→ A1 →4Fe-4S的方向依次傳遞，由類囊體腔一側(cè)傳向類囊體基質(zhì)一側(cè)的鐵氧還蛋白（ferredoxin，F(xiàn)D）。最后在鐵氧還蛋白-NADP還原酶的作用下，將電子傳給NADP+，形成NADPH。失去電子的P700從PC處獲取電子而還原

以上電子呈Z形傳遞的過程稱為非循環(huán)式光合磷酸化，當(dāng)植物在缺乏NADP+時，電子在光系統(tǒng)內(nèi)Ⅰ流動，只合成ATP，不產(chǎn)生NADPH，稱為循環(huán)式光合磷酸化。

（三）光合磷酸化

一對電子從P680經(jīng)P700傳至NADP+，在類囊體腔中增加4個H+，2個來源于H2O光解，2個由PQ從基質(zhì)轉(zhuǎn)移而來，在基質(zhì)外一個H+又被用于還原NADP+，所以類囊體腔內(nèi)有較高的H+（pH≈5，基質(zhì)pH≈8），形成質(zhì)子動力勢，H+經(jīng)ATP合酶，滲入基質(zhì)、推動ADP和Pi結(jié)合形成ATP。

ATP合酶，即CF1-F0偶聯(lián)因子，結(jié)構(gòu)類似于線粒體ATP合酶。CF1同樣由5種亞基組成α3β3γδε的結(jié)構(gòu)。CF0嵌在膜中，由4種亞基構(gòu)成，是質(zhì)子通過類囊體膜的通道。

（四）暗反應(yīng)

C3途徑(C3 pathway)：亦稱卡爾文 (Calvin)循環(huán)。CO2受體為RuBP，最初產(chǎn)物為3-磷酸甘油酸(PGA)。

C4途徑(C4 pathway) ：亦稱哈奇-斯萊克(Hatch-Slack)途徑，CO2受體為PEP，最初產(chǎn)物為草酰乙酸(OAA)。

景天科酸代謝途徑（Crassulacean acid metabolism pathway，CAM途徑）：夜間固定CO2產(chǎn)生有機(jī)酸，白天有機(jī)酸脫羧釋放CO2，進(jìn)行CO2固定。

細(xì)胞呼吸 指物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的氧化分解，具體表現(xiàn)為氧的消耗和二氧化碳、水及三磷酸腺苷（ATP）的生成，又稱細(xì)胞呼吸。其根本意義在于給機(jī)體提供可利用的能量。細(xì)胞呼吸可分為3個階段，在第1階段中，各種能源物質(zhì)循不同的分解代謝途徑轉(zhuǎn)變成乙酰輔酶A。在第2階段中，乙酰輔酶A（乙酰CoA）的二碳乙酰基，通過三羧酸循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和氫原子。在第3階段中，氫原子進(jìn)入電子傳遞鏈（呼吸鏈），最后傳遞給氧，與之生成水；同時通過電子傳遞過程伴隨發(fā)生的氧化磷酸化作用產(chǎn)生ATP分子。生物體主要通過脫羧反應(yīng)產(chǎn)生CO2，即代謝物先轉(zhuǎn)變成含有羧基（-COOH）的羧酸，然后在專一的脫羧酶催化下，從羧基中脫去CO2。細(xì)胞中的氧化反應(yīng)可以“脫氫”、“加氧”或“失電子”等多種方式進(jìn)行，而以脫氫方式最為普遍，也最重要。在細(xì)胞呼吸的第1階段中包括一些脫羧和氧化反應(yīng)，但在三羧酸循環(huán)中更為集中。三羧酸循環(huán)是在需氧生物中普遍存在的環(huán)狀反應(yīng)序列。循環(huán)由連續(xù)的酶促反應(yīng)組成，反應(yīng)中間物質(zhì)都是含有3個羧基的三羧酸或含有2個羧基的二羧酸，故稱三羧酸循環(huán)。因檸檬酸是環(huán)上物質(zhì)，又稱檸檬酸循環(huán)。也可用發(fā)現(xiàn)者的名字命名為克雷布斯循環(huán)。在循環(huán)開始時，一個乙酰基以乙酰-CoA的形式，與一分子四碳化合物草酰乙酸縮合成六碳三羧基化合物檸檬酸。檸檬酸然后轉(zhuǎn)變成另一個六碳三羧酸異檸檬酸。異檸檬酸脫氫并失去CO2，生成五碳二羧酸α-酮戊二酸。后者再脫去1個CO2，產(chǎn)生四碳二羧酸琥珀酸。最后琥珀酸經(jīng)過三步反應(yīng)，脫去2對氫又轉(zhuǎn)變成草酰乙酸。再生的草酰乙酸可與另一分子的乙酰CoA反應(yīng)，開始另一次循環(huán)。循環(huán)每運(yùn)行一周，消耗一分子乙?；ǘ迹a(chǎn)生2分子CO2和4對氫。草酰乙酸參加了循環(huán)反應(yīng)，但沒有凈消耗。如果沒有其他反應(yīng)消除草酰乙酸，理論上一分子草酰乙酸可以引起無限的乙?；M(jìn)行氧化。環(huán)上的羧酸化合物都有催化作用，只要小量即可推動循環(huán)。凡能轉(zhuǎn)變成乙酰CoA或三羧酸循環(huán)上任何一種催化劑的物質(zhì)，都能參加這循環(huán)而被氧化。所以此循環(huán)是各種物質(zhì)氧化的共同機(jī)制，也是各種物質(zhì)代謝相互聯(lián)系的機(jī)制。三羧酸循環(huán)必須在有氧的情況下進(jìn)行。環(huán)上脫下的氫進(jìn)入呼吸鏈，最后與氧結(jié)合成水并產(chǎn)生ATP，這個過程是生物體內(nèi)能量的主要來源。呼吸鏈由一系列按特定順序排列的結(jié)合蛋白質(zhì)組成。鏈中每個成員，從前面的成員接受氫或電子，又傳遞給下一個成員，最后傳遞給氧。在電子傳遞的過程中，逐步釋放自由能，同時將其中大部分能量，通過氧化磷酸化作用貯存在ATP分子中。不同生物，甚至同一生物的不同組織的呼吸鏈都可能不同。有的呼吸鏈只含有一種酶，也有的呼吸鏈含有多種酶。但大多數(shù)呼吸鏈由下列成分組成，即：煙酰胺脫氫酶類、黃素蛋白類、鐵硫蛋白類、輔酶Q和細(xì)胞色素類。這些結(jié)合蛋白質(zhì)的輔基（或輔酶）部分，在呼吸鏈上不斷地被氧化和還原，起著傳遞氫（遞氫體）或電子（遞電子體）的作用。其蛋白質(zhì)部分，則決定酶的專一性。為簡化起見，書寫呼吸鏈時常略去其蛋白質(zhì)部分。上圖即是存在最廣泛的NADH呼吸鏈和另一種FADH2呼吸鏈。圖中用MH2代表任一還原型代謝物，如蘋果酸。可在專一的煙酰胺脫氫酶（蘋果酸脫氫酶）的催化下，脫去一對氫成為氧化產(chǎn)物M（草酰乙酸）。這類脫氫酶，以NAD+（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）或NADP+（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）為輔酶。這兩種輔酶都含有煙酰胺（維生素PP）。在脫氫反應(yīng)中，輔酶可接受1個氫和1個電子成為還原型輔酶，剩余的1個H+留在液體介質(zhì)中。

NAD++2H(2H++2e)NADH+H+

NADP++2H(2H++2e)NADPH+H+

黃素蛋白類是以黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）或黃素單核苷酸（FMN）為輔基的脫氫酶，其輔基中含核黃素（維生素B2）。NADH脫氫酶就是一種黃素蛋白，可以將NADH的氫原子加到輔基FMN上，在NADH呼吸鏈中起遞氫體作用。琥珀酸脫氫酶也是一種黃素蛋白，可以將底物琥珀酸的1對氫原子直接加到輔基FAD上，使其氧化生成延胡索酸。FADH2繼續(xù)將H傳遞給FADH2呼吸鏈中的下一個成員，所以FADH2呼吸鏈比NADH呼吸鏈短，伴隨著呼吸鏈產(chǎn)生的ATP也略少。鐵硫蛋白類的活性部位含硫及非卟啉鐵，故稱鐵硫中心。其作用是通過鐵的變價傳遞電子：Fe3++eFe2+。這類蛋白質(zhì)在線粒體內(nèi)膜上，常和黃素脫氫酶或細(xì)胞色素結(jié)合成復(fù)合物。在從NADH到氧的呼吸鏈中，有多個不同的鐵硫中心，有的在NADH脫氫酶中，有的和細(xì)胞色素b及c1有關(guān)。輔酶Q是一種脂溶性醌類化合物，因廣泛存在于生物界故又名泛醌。其分子中的苯醌結(jié)構(gòu)能可逆地加氫還原成對苯二酚衍生物，在呼吸鏈中起中間傳遞體的作用。細(xì)胞色素是一類以鐵卟啉（與血紅素的結(jié)構(gòu)類似）為輔基的紅色或棕色蛋白質(zhì)，在呼吸鏈中依靠鐵的化合價變化而傳遞電子：Fe3++eFe2+。目前，發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞色素有 b、c、c1、aa3等多種。這些細(xì)胞色素的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、輔基結(jié)構(gòu)及輔基與蛋白質(zhì)部分的連接方式均有差異。在典型的呼吸鏈中，其順序是b→c1→c→aa3→O2?，F(xiàn)在還不能把a(bǔ)和a3分開，而且只有aa3能直接被分子氧氧化，故將a和a3寫在一起并稱之為細(xì)胞色素氧化酶。生物界各種呼吸鏈的差異主要在于組分不同，或缺少某些中間傳遞體，或中間傳遞體的成分不同。如在分枝桿菌中用維生素K代替輔酶Q；又如許多細(xì)菌沒有完整的細(xì)胞色素系統(tǒng)。呼吸鏈的組成雖然有許多差異，但其傳遞電子的順序卻基本一致。生物進(jìn)化越高級，呼吸鏈就越完善。與呼吸鏈偶聯(lián)的ATP生成作用叫做氧化磷酸化。NADH呼吸鏈每傳遞1對氫原子到氧，產(chǎn)生3個ATP分子。FADH2呼吸鏈則只生成2個ATP分子。

總結(jié)：

1.細(xì)胞呼吸的概念：

細(xì)胞呼吸（cellular respiration）是指細(xì)胞在有氧條件下從食物分子（主要指葡萄糖）中區(qū)的能量的過程。

糖類，脂質(zhì)和蛋白質(zhì)有機(jī)物在活細(xì)胞內(nèi)氧化分解為CO2和水或分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，且伴隨著能量的釋放。

2.細(xì)胞呼吸的特點(diǎn)：

有機(jī)物在酶的催化下，在溫和的條件下氧化分解，能量逐步釋放出來，沒有出現(xiàn)劇烈的發(fā)光，發(fā)熱現(xiàn)象。

3.細(xì)胞呼吸的本質(zhì)：

氧化分解有機(jī)物釋放能量。

4.細(xì)胞呼吸的意義

為生物體的生命活動提供能量;為體內(nèi)的其他化合物的合成提供原料。

5.有氧呼吸：

1）概念：指細(xì)胞在有氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等的有機(jī)物徹底的分解產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，產(chǎn)生許多的ATP的過程。

2）過程：第一階段：1個分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，同時脫下4個(H)，放出少量的能量，合成2個ATP，其余以熱能散失，場所在細(xì)胞的基質(zhì)中。

第二階段：2個分子的丙酮酸和6個分子的水中的氫全部脫下20個（H），生成6分子的二氧化碳，釋放少量的能量，合成2個ATP，其余散熱消失，場所線粒體機(jī)基質(zhì)。

第三階段：在前兩個階段脫下的24個(H)與6個氧氣分子結(jié)合成水，并釋放大量的能量合成34個ATP，場所在線粒體的基質(zhì).(在線粒體內(nèi)膜上!)

細(xì)胞呼吸的分類

細(xì)胞分為發(fā)酵、有氧呼吸、無氧呼吸三種（根據(jù)最終電子受體不同的分類方式），酵母釀酒、同型乳酸發(fā)酵、異型乳酸發(fā)酵等都是屬于發(fā)酵的范疇，而不是無氧呼吸。無氧呼吸指的是，依然進(jìn)行三羧酸循環(huán)，還原輔酶依然經(jīng)過氧化呼吸鏈，只不過最終的電子受體不是氧氣，而是硝酸根之類的罷了,其它過程幾乎和有氧呼吸一樣，并且最后產(chǎn)能較有氧呼吸少。簡單的說，并不是沒有利用分子氧的氧化就是無氧呼吸。