呼吸作用ppt课件

1,第四章 植物的呼吸作用,2,主要讲述以下内容:,1.1 呼吸作用概述,1.2 植物呼吸代谢的主要途径,1.3 影响呼吸作用的因素,1.4 呼吸作用与农业生产,3,1 呼吸作用的概念及特点,（1）呼吸作用的概念,呼吸作用是指生活细胞氧化分解有机物，并释放能量的过程。,根据是否需要氧气,有氧呼吸,无氧呼吸,指生活细胞吸收O2，把有机物进行彻底的氧化分解，放出CO2，同时释放能量的过程。,指生活细胞在无氧条件下，把有机物进行不彻底的氧化分解，同时释放出部分能量的过程。,无氧呼吸又称发酵。有酒精发酵和乳酸发酵。,1.1 呼吸作用概述,4,与有氧呼吸相比，无氧呼吸的特点：,A）不吸收O2；,B）底物分解不彻底；,C）释放能量少。,5,（2）呼吸作用的特点,一个氧化还原过程。,C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量,还原剂,氧化剂,2 呼吸作用的生理意义,（1）呼吸作用为生命活动提供直接能源ATP；,（2）呼吸作用为生物合成提供还原力；,（3）呼吸作用为其它生物合成提供原料；,（4）在植物抗病免疫方面有重要作用。,6,7,3 呼吸作用的指标,（1）呼吸速率 (又称呼吸强度),指单位植物材料（鲜重、干重、原生质），在单位时间内，呼吸释放的CO2或吸收O2的量。,常用单位有：,O2微升（L）克鲜重（干重）小时,CO2微升（L）克鲜重（干重）小时,O2微升（L）mg N小时,（2）呼吸商（RQ）,又称呼吸系数.是呼吸作用释放的CO2摩尔数或体积与吸收O2的摩尔数或体积之比。,RQQCO2/QO2,8,影响呼吸商大小的因素,（1）呼吸底物的性质,（2）氧气的供应情况。,A）当呼吸底物是碳水化合物，又被完全氧化时，RQ1。,B）当呼吸底物是富氢物质，氧化分解需较多的O2，则呼吸商小于1。,C）当呼吸底物是富氧物质，氧化分解需氧较少，呼吸商大于1。,D）在缺氧状态下，RQ会异常地升高。相反，若呼吸过程中形成了不完全氧化的中间产物，释放CO2少，氧较多地保留在中间产物中，RQ就会小于1。,返回总目录,9,主要途径有三条:,糖酵解（EMP）酒精或乳酸发酵；,糖酵解三羧酸循环（TCA）；,磷酸戊糖途径（PPP）。,各途径之间的关系见下图,1 呼吸途径,1.2 植物呼吸代谢的主要途径,10,11,2 光合作用与呼吸作用的关系,相互依存关系，主要有以下几个方面：,A）互为原料和产物。光合释放的O2可供呼吸作用利用；呼吸释放的CO2为光合作用的原料。,B）能量代谢。光合与呼吸过程中都有ATP和NADPH产生，所需ADP和NADP+在光合与呼吸中共用。,C）光合卡尔文循环与呼吸的PPP途径基本上是逆过程，许多中间产物，如三碳糖（磷酸甘油醛）、四碳糖（磷酸赤藓糖）、五碳糖（磷酸核糖、核酮糖、木酮糖）、六碳糖（磷酸葡萄糖和果糖）、七碳糖（磷酸景天庚糖）等可以交替使用。,12,NADPH2,呼吸作用与光合作用之间的关系,返回总目录,NADP+,13,内部因素：代谢类型、结构差异,外部因素：水分、O2与CO2浓度、温度、底物供应等,1 内部因素对呼吸作用的影响,生长快的植物呼吸也快。,1.3 影响呼吸作用的因素,14,是指温度每升高10时呼吸速率相当于原温度的倍数。,能够持续地维持较快的呼吸速率的温度称呼吸最适温度。,最高与最低温度都是呼吸的极限温度。,呼吸的最低、最适和最高温度称温度三基点。,（1）温度,2 外部因素对呼吸作用的影响,呼吸作用的温度系数Q10：,15,（2）氧气和二氧化碳,O2供应不足, 长时间无氧呼吸致使植物死亡。,A）无氧呼吸产生酒精，引起原生质蛋白质变性；,B）无氧呼吸产生能量少，物质消耗多；,C）没有丙酮酸氧化过程，许多中间产物不能合成。,其原因有三：,16,过高的O2浓度对植物反而有毒。与形成氧自由基有关。,在O2浓度较低的情况下，呼吸速率随着O2浓度的增大而提高，但当O2浓度增至一定值时，对呼吸作用就没有促进作用了，这一O2浓度称为氧饱和点（oxygen saturation point）。,在缺氧条件下，提高氧浓度，无氧呼吸随之减弱，直至消失。一般把无氧呼吸停止进行的最低氧浓度（10%左右）称为无氧呼吸的熄灭点（anaerobic respiration extinction point）。,无氧呼吸的熄灭点：,氧饱和点：,17,O2浓度对小麦、水稻幼苗呼吸作用的影响,氧饱和点,无氧呼吸的熄灭点,18,（3）机械损伤,机械损伤会加快呼吸速率：,A）正常情况下，末端氧化酶与底物是隔开的，机械损伤破坏了这种分隔，底物迅速被氧化；,B）机械损伤使某些细胞转变为分生组织状态，形成愈伤组织去修补伤，这些生长旺盛的细胞呼吸提高。,返回总目录,19,1 呼吸效率的概念与意义,所谓呼吸效率（respiratory ratio）是指每消耗1克葡萄糖所合成生物大分子物质的克数。,呼吸效率（合成生物大分子的克数/1克葡萄糖氧化）100,生长旺盛和生理活性高的部位，呼吸效率高； 生长活动已经停止的成熟组织或者器官，呼吸效率低。,1.4 呼吸作用与农业生产,20,根据呼吸效率高低，将呼吸分成两种类型：,维持呼吸和生长呼吸,维持呼吸（maintenance respiratoin）是指为了维持细胞活性所进行的呼