第五章植物的呼吸作用

一.呼吸作用的概念

概念:

呼吸作用（Respiration):是指生活細胞內(nèi)的有機物，在一系列酶的參與下，逐步氧化分解成CO2和H2O，并釋放能量的過程。

當前1頁，總共37頁。二.植物呼吸作用的意義1.作為生命活動的重要指標

4.可提高植物的抗病及抗害能力2.提供生命活動所需的能量

3.為其他有機物合成提供原料當前2頁，總共37頁。三、呼吸作用的指標

1、呼吸速率（respiratoryrate）又稱呼吸強度（

respiratoryintensity）

單位時間內(nèi)單位鮮重或干重植物組織釋放的CO2或吸收O2的量。單位有：mg·g-1·h-1

；

μmolg-1·h-1；

μlg-1·h-1等。當前3頁，總共37頁。

2、呼吸商（respiratoryquotient,R.Q）

又稱呼吸系數(shù)

指植物組織在一定時間內(nèi)，釋放CO2與吸收O2的數(shù)量比值。

釋放CO2的量R·Q=

吸收O2的量

R·Q是表示呼吸底物的性質(zhì)和氧氣供應狀態(tài)的一種指標。當前4頁，總共37頁。

依據(jù)呼吸過程中是否有氧氣的參與，可將呼吸作用分為有氧呼吸和無氧呼吸兩大類型。1.呼吸作用的類型:第二節(jié)

呼吸作用的類型及生化過程當前5頁，總共37頁。

有氧呼吸是指生活細胞利用O2，將某些有機物質(zhì)徹底氧化分解，形成CO2和H2O，同時釋放能量的過程。

1.有氧呼吸

（aerobicRespiration)+6H2O+6H2O當前6頁，總共37頁。有氧呼吸的特點：

1.底物分解完全（逐步被分解）。2.能量釋放多。

在正常條件下，有氧呼吸是高等植物進行呼吸的主要途徑。當前7頁，總共37頁。2.無氧呼吸

（anaerobicrespiration)

無氧呼吸是指生活細胞在無氧條件下，把某些有機物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放能量的過程。

當前8頁，總共37頁。無氧呼吸的特點：

1底物分解不完全。2能量釋放少。當前9頁，總共37頁。2呼吸作用的生化生化

呼吸代謝過程包括:

底物的降解（底物氧化）

能量產(chǎn)生（末端氧化）當前10頁，總共37頁。當前11頁，總共37頁?；瘜W途徑的多樣性：

1、糖酵解2、三羧酸循環(huán)3、戊糖磷酸途徑4、無氧呼吸

5、乙醛酸循環(huán)當前12頁，總共37頁。一、糖酵解

是在無氧條件下，酶將葡萄糖降解成丙酮酸，并釋放能量的過程，亦稱EMP途徑。在細胞質(zhì)內(nèi)進行。當前13頁，總共37頁。1.糖酵解的化學歷程當前14頁，總共37頁。2.糖酵解的生理意義（1）糖酵解生成的ATP、NADP可使生物體獲得生命活動所需的部分能量和還原力。（2）糖酵解的一些中間產(chǎn)物（如甘油醛-3-磷酸）是合成其它有機物的重要原料。（3）最終產(chǎn)物丙酮酸在生化上十分活躍，可進行不同的生化反應：當前15頁，總共37頁。

二、三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）

是指糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸在有氧條件下，進入線粒體，經(jīng)氧化脫羧形成乙酰輔酶A。乙酰輔酶A再進入三羧酸循環(huán)徹底氧化成CO2

和H2O，并釋放能量。在線粒體基質(zhì)中進行。當前16頁，總共37頁。1.TCA循環(huán)的化學歷程當前17頁，總共37頁。2.TCA循環(huán)的意義:

（1）植物進行呼吸的主要途徑

（2）糖,脂肪,蛋白質(zhì)和核酸代謝的樞紐（3）中間產(chǎn)物的作用（4）丙酮酸經(jīng)過TCA循環(huán)有5次脫氫，其中形成4NADH+H+，1個FADH2,它們的氫經(jīng)呼吸鏈傳遞給分子氧結合成水，同時發(fā)

生氧化磷酸化生成ATP，是植物體獲得能量的主要形式。（5）TCA循環(huán)中一系列脫羧反應是呼吸作用釋放CO2的來源,CO2是有機體合成的原料當前18頁，總共37頁。1、呼吸鏈的概念：

呼吸鏈（respiratorychain），是指按一定順序排列互相銜接傳遞氫（H+）或電子到分子氧的一系列呼吸傳遞體的總軌道。也叫電子傳遞鏈(ElectronTransportChain,ETC）.

一、呼吸鏈的概念和組成呼吸鏈位于線粒體內(nèi)膜上。當前19頁，總共37頁。2、呼吸鏈的組成—以細胞色素呼吸鏈為例：琥珀酸-泛醌氧化還原酶（NADH-泛醌氧化還原酶）（泛醌-細胞色素氧化還原酶）Cytc-細胞色素氧化還原酶ATP合酶當前20頁，總共37頁。二、呼吸代謝能量的利用EMP

凈生成2ATP22個NADH2·1.53

TCA1個底物水平磷酸化*21*2=21個FADH2*2

1*1.5*2

1.5*2=34NADH*2

4*2.5*210*2=20總計30反應部位

形成ATP胞質(zhì)中的葡萄糖經(jīng)過EMP和TCA循環(huán)完全氧化產(chǎn)ATP當前21頁，總共37頁。

三、磷酸戊糖途徑（PPP）

是指不經(jīng)過糖酵解，葡萄糖-6-磷酸直接被氧化的途徑，又稱磷酸戊糖支路。在細胞質(zhì)中進行。1.磷酸戊糖途徑的化學歷程當前22頁，總共37頁。2.PPP途徑的意義：⑶.該途徑中的一些中間產(chǎn)物丙糖、戊糖、己糖等的磷酸酯也是光合作用卡爾文循環(huán)的中間產(chǎn)物，因而呼吸作用和光合作用可以聯(lián)系起來。⑵.該途徑的一些中間產(chǎn)物在生理活動中十分活躍，它們是許多重要有機物質(zhì)生物合成的原料。⑴.NADPH為其他合成反應提供還原力.當前23頁，總共37頁。四、乙醛酸循環(huán)當前24頁，總共37頁。乙醛酸循環(huán)當前25頁，總共37頁。乙醛酸循環(huán)的意義1.對三羧酸循環(huán)起協(xié)助作用。乙醛酸循環(huán)和TCA循環(huán)交錯進行，乙醛酸循環(huán)中產(chǎn)生C4化合物，可以彌補TCA循環(huán)中C4的不足2.循環(huán)中產(chǎn)生乙酰CoA可以已生為葡萄糖或淀粉，為植物幼苗提供營養(yǎng)。當前26頁，總共37頁。第三節(jié)呼吸作用的調(diào)節(jié)1、巴斯德效應——指氧抑制乙醇發(fā)酵現(xiàn)象2、能荷調(diào)節(jié)3、NADH/NAD比值的調(diào)節(jié)當前27頁，總共37頁。第四節(jié)、抗氰呼吸與植物氧化酶當前28頁，總共37頁。當前29頁，總共37頁。當前30頁，總共37頁。酚氧化酶在生活中的應用：1、馬鈴薯、蘋果、梨等受傷？

2、制茶業(yè)應用：紅茶，綠茶植物組織受傷后因酚氧化酶的活性加強而使呼吸增強的現(xiàn)象稱為傷呼吸.它與酚氧化酶活性增加有關。

當前31頁，總共37頁。當前32頁，總共37頁?？偨Y：

植物中雖然存在多條電子傳遞途徑，但是細胞色素氧化酶途和抗氰呼吸徑為兩條主要途徑。植物對這兩條途徑有協(xié)調(diào)控制現(xiàn)象：當細胞色素氧化酶途徑受阻時，抗氰呼吸產(chǎn)生或加強，可以保證EMP-TCA循環(huán)和PPP能正常進行，保證底物繼續(xù)氧化，維持生命活動各方面的需要。

當前33頁，總共37頁。

氧濃度在10-20%之間全部是有氧呼吸，當植物根系氧濃度低于5%時有氧呼吸減弱。

低氧易發(fā)生無氧呼吸，高氧產(chǎn)生氧傷害。1、氧氣第五節(jié)外界環(huán)境對呼吸作用的影響當前34頁，總共37頁。

長時間的無氧呼吸為什么會使植物受到傷害？

1、無氧呼吸產(chǎn)生酒精，酒精使細胞質(zhì)的蛋白質(zhì)變性；

2、無氧呼吸利用葡萄糖產(chǎn)生的能量很少，植物要維持正常的生理需要就要消耗更多的有機物；3、沒有丙酮酸氧化過程，缺乏新物質(zhì)合成的原料。