植物的呼吸代谢及能量转换

1、现在学习的是第一页，共76页现在学习的是第二页，共76页现在学习的是第三页，共76页现在学习的是第四页，共76页第一节 呼吸作用的概念植物的呼吸作用：植物以碳水化合物为底物，经过呼吸代谢途径降解，产生能量和各种中间产物，供给其他生命活动过程的需要。C6H12O6 + 6 O2 +6 H2O 6 CO2 + 12 H2O现在学习的是第五页，共76页呼吸作用的生理意义（1）为植物生命活动提供能量（2）为植物体内其他重要有机物 质合成提供原料，是植物代 谢的中心（3）在植物抗病免疫方面起重要 作用。现在学习的是第六页，共76页植物呼吸代谢的途径呼吸代谢过程包括底物的降解（底物氧化）和能量产生（末端氧

2、化）。现在学习的是第七页，共76页 有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸是指呼吸底物在有氧条件下，被彻底氧化降解为H2O和CO2并产生大量能量（ATP）的过程；无氧呼吸是在无氧或缺氧的条件下，呼吸底物被部分氧化分解（不被彻底氧化为H2O和CO2）并只有较少能量产生的过程，高等植物进行无氧呼吸时产生乳酸或乙醇。 现在学习的是第八页，共76页呼吸作用的生理指标呼吸商（RQ）：呼吸底物在呼吸过程中所释放的CO2的量和吸收的O2的量间的比值。呼吸商（RQ） 释放的CO2的量 吸收的O2的量 糖（RQ） 1油脂/蛋白质（RQ） 1现在学习的是第九页，共76页呼吸强度呼吸强度/呼吸速率：单位质量的呼吸材料在单位时间

3、内进行呼吸所消耗的O2或释放的CO2的量。现在学习的是第十页，共76页第二节 植物呼吸代谢途径1、淀粉和蔗糖的降解2、糖酵解途径3、三羧酸循环4、磷酸戊糖途径5、电子传递链6、氧化磷酸化现在学习的是第十一页，共76页质体现在学习的是第十二页，共76页一 淀粉和蔗糖的降解（一）淀粉的降解淀粉是植物最重要的储藏多糖。淀粉降解可通过淀粉磷酸化分解和淀粉水解。现在学习的是第十三页，共76页淀粉葡萄糖叶绿体/淀粉体现在学习的是第十四页，共76页蔗糖葡萄糖/果糖糖酵解途径细胞质现在学习的是第十五页，共76页糖酵解途径（EMP途径）：葡萄糖或淀粉经过一系列无氧的氧化过程而分解成为丙酮酸的代谢途径（在细胞质中

4、进行）。葡萄糖 2NDA+ + 2ADP2- + 2H2PO4- 2丙酮酸 2NADH + 2H+ + 2ATP3- + 2H2O现在学习的是第十六页，共76页三羧酸循环植物线粒体圆柱体和椭球体，一个植物细胞含有大约数百个线粒体。现在学习的是第十七页，共76页 糖酵解产生的丙酮酸通过丙酮转运器输入线粒体基质。丙酮酸转运器位于线粒体内膜，促进丙酮酸和线粒体基质中OH-进行电中性交换，使丙酮酸进入线粒体基质。 丙酮酸在线粒体中经过三羧酸循环彻底氧化降解生成CO2和H2O。现在学习的是第十八页，共76页植物三羧酸循环的特点：（1）由琥珀酰辅酶A合成酶催化的从琥珀酰辅酶A转化为琥珀酸的反应，在植物中是

5、生成ATP，而在动物中生成的是GTP。现在学习的是第十九页，共76页（2）在植物线粒体中普遍存在NAD+苹果酸酶，它催化苹果酸的氧化脱羧反应。NAD+苹果酸酶的存在使植物可以在缺少丙酮酸的情况下，完全氧化有机酸，例如苹果酸、柠檬酸等。这可能也是为什么在许多植物的液泡中储存许多苹果酸的原因。现在学习的是第二十页，共76页磷酸戊糖途径的特点（1）在细胞质中进行；（2）主要中间产物是五碳糖。现在学习的是第二十一页，共76页现在学习的是第二十二页，共76页 一、电子传递链 二、氧化磷酸化 三、抗氰呼吸 四、末端氧化系统的多样性 五、呼吸作用中的能量代谢现在学习的是第二十三页，共76页一、电子传递链一、

6、电子传递链现在学习的是第二十四页，共76页电子最终经细胞色素氧化酶传递给氧，形成水。现在学习的是第二十五页，共76页 参与生物氧化反应的有多种氧化酶，其中处于呼吸链一系列氧化还原反应最末端，能活化分子态氧的酶被称为末端氧化酶(terminal oxidase)。现在学习的是第二十六页，共76页 线粒体内的末端氧化酶 细胞色素氧化酶 抗氰氧化酶（交替氧化酶）2. 线粒体外的末端氧化酶 酚氧化酶 抗坏血酸氧化酶 乙醇酸氧化酶现在学习的是第二十七页，共76页现在学习的是第二十八页，共76页在幼嫩组织中较活跃，在成熟组织中活性较小。通常呼吸作用中耗氧量的80%由这种酶承担。该酶易受CN-、CO和N3-

7、的抑制。 细胞色素氧化酶植物体内最主要的末端氧化酶，其作用是将Cyta中的电子传递给O2，它与O2的亲和力最高。 线粒体内的末端氧化酶 现在学习的是第二十九页，共76页现在学习的是第三十页，共76页现在学习的是第三十一页，共76页现在学习的是第三十二页，共76页交替氧化酶交替氧化酶现在学习的是第三十三页，共76页天南星科植物的佛焰花序天南星科植物的佛焰花序现在学习的是第三十四页，共76页现在学习的是第三十五页，共76页现在学习的是第三十六页，共76页 在日常生活和生产活动中，经常要采取一些措施抑制褐变，或利用酚氧化酶的活动产生特定的颜色。现在学习的是第三十七页，共76页现在学习的是第三十八页，

8、共76页抗坏血酸氧化酶含铜氧化酶，位于细胞质或与细胞壁含铜氧化酶，位于细胞质或与细胞壁相结合。相结合。催化抗坏血酸脱氢反应，生成脱氢抗催化抗坏血酸脱氢反应，生成脱氢抗坏血酸，脱下的氢传给氧生成水。坏血酸，脱下的氢传给氧生成水。现在学习的是第三十九页，共76页现在学习的是第四十页，共76页过氧化物酶催化H2O2对芳香族胺类或酚类化合物的氧化。过氧化氢酶催化H2O2的分解。现在学习的是第四十一页，共76页现在学习的是第四十二页，共76页现在学习的是第四十三页，共76页现在学习的是第四十四页，共76页现在学习的是第四十五页，共76页第三节第三节 呼吸代谢的调控（自学）呼吸代谢的调控（自学） 现在学习

9、的是第四十六页，共76页现在学习的是第四十七页，共76页1.呼吸速率呼吸速率2.呼吸商呼吸商(respiratory Quotient RQ)现在学习的是第四十八页，共76页现在学习的是第四十九页，共76页呼吸商(respiratory Quotient RQ)： 指植物组织在一定时间内放出CO2的量与吸收O2的量之比值，又称为呼吸系数。 RQ放出CO2量 吸收O2量 现在学习的是第五十页，共76页当呼吸底物为碳水化合物且又被彻底氧化时，其RQ为1；当呼吸底物为脂肪(脂肪酸)、蛋白质等分子中含还原程度较高的物质时，RQ1；若呼吸底物为有机酸等氧化程度较高的物质时，RQ1。 现在学习的是第五十一

10、页，共76页小麦和亚麻种子萌发及幼苗生长过程中呼吸商的变化小麦和亚麻种子萌发及幼苗生长过程中呼吸商的变化现在学习的是第五十二页，共76页二、内部因素对呼吸速率的影响不同植物，呼吸速率不同；同一植物的不同器官或组织，或不同发育时期的同一器官呼吸速率不同。现在学习的是第五十三页，共76页1. 温度2. O2 3. CO24. 水分含量现在学习的是第五十四页，共76页1. 温度温度呼吸温度最低点：大多数植物在0以下已无呼吸或仅有微弱呼吸。呼吸温度最高点：一般在35- 45 。使呼吸过程以最快的，且是持续稳定的速度进行的温度，称为呼吸最适温度。温带植物呼吸作用的最适温度一般在25-35之间。现在学习的

11、是第五十五页，共76页 温度对豌豆幼苗呼吸速率的影响现在学习的是第五十六页，共76页2. 氧气氧气O2 现在学习的是第五十七页，共76页缺氧条件下缺氧条件下O2无氧呼吸无氧呼吸消失消失 把使无氧呼吸停止进行时的最低氧含量(氧分压)称为氧消失点。 O2浓度升高时，有氧呼吸增强，当O2浓度增加到一定程度后，呼吸作用使不再随之增强，这一氧浓度称为氧饱和点。现在学习的是第五十八页，共76页有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸氧浓度氧浓度不同氧浓度下呼吸商也不同不同氧浓度下呼吸商也不同碳水化合物为底物，氧浓度小于消失点，呼吸商大于1；氧浓度超过消失点，无氧呼吸停止时，呼吸商等于1。现在学习的是第五十九页，共

12、76页土壤通气不良时(水淹)植物根系会处于缺氧或无氧环境许多耗能反应，如矿质元素的吸收等 乙醇或乳酸会使原生质蛋白质变性； 有机物消耗过多； 缺乏有氧呼吸的一些中间产物； ATP产生少；长时间进行无氧呼吸现在学习的是第六十页，共76页3、CO2 浓度末端产物，对呼吸有抑制作用。 但只有当CO2浓度大大超过自然状况下的CO2浓度时，才会发生这种情况。现在学习的是第六十一页，共76页4、水分含量植物种子水分含量与呼吸作用的关系。成熟种子水分含量较低；束缚水，酶不能发挥作用，多种代谢，包括呼吸作用都极微弱。水分含量增高后，出现自由水，酶的活性增高，呼吸作用增强。现在学习的是第六十二页，共76页机械创

13、伤：创伤会显著加强呼吸。光照：光下呼吸速率高于遮阴或暗中呼吸离子：盐呼吸现在学习的是第六十三页，共76页现在学习的是第六十四页，共76页呼吸效率呼吸效率是指每消耗是指每消耗1 1克葡萄糖可合克葡萄糖可合成生物大分子物质的克数。成生物大分子物质的克数。 生长旺盛的部位，呼吸效率较高；生长旺盛的部位，呼吸效率较高； 生长停止的组织或器官，呼吸效生长停止的组织或器官，呼吸效率较低。率较低。现在学习的是第六十五页，共76页现在学习的是第六十六页，共76页1. 种子形成与呼吸作用 在种子的形成初期，呼吸逐渐升高，灌浆期达到最高峰。呼吸速率最大的时期恰好是贮藏物质积累的最迅速时期。现在学习的是第六十七页，

14、共76页在在2525下测定菜豆种子成熟期的呼吸速率下测定菜豆种子成熟期的呼吸速率 在在2525下测定菜豆种子成熟期的呼吸速率下测定菜豆种子成熟期的呼吸速率现在学习的是第六十八页，共76页2. 种子贮藏与呼吸作用 种子贮藏与呼吸作用密切相关，呼吸速率高，有机物消耗大，种子寿命和品质降低。在贮藏种子时尽量降低其呼吸速率。现在学习的是第六十九页，共76页谷粒或种子的含水量对呼吸速率的影响谷粒或种子的含水量对呼吸速率的影响1.1.亚麻；亚麻； 2.2.玉米；玉米； 3.3.小麦小麦现在学习的是第七十页，共76页控制种子含水量提高CO2浓度，降低O2的含量，控制种子的呼吸速率。气调法进行粮食贮藏，对密闭粮仓中的空气抽出，再充入氮气，来抑制呼吸。现在学习的是第七十一页，共76页3.萌发种子和幼苗的呼吸作用 种子萌发的先决条件时吸水，伴随含水量的增加，呼吸速率会迅速增加。 种子萌发过程中，随着呼吸底物的不同，呼吸商也