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):是指生活细胞内的有机物，在一系列酶的参与下，逐步氧化分解成CO2和H2O，并释放能量的过程。

现在是1页\一共有37页\编辑于星期五二.植物呼吸作用的意义1.作为生命活动的重要指标

4.可提高植物的抗病及抗害能力2.提供生命活动所需的能量

3.为其他有机物合成提供原料现在是2页\一共有37页\编辑于星期五三、呼吸作用的指标

1、呼吸速率（respiratoryrate）又称呼吸强度（

respiratoryintensity）

单位时间内单位鲜重或干重植物组织释放的CO2或吸收O2的量。单位有：mg·g-1·h-1

；

µmolg-1·h-1；

µlg-1·h-1等。现在是3页\一共有37页\编辑于星期五

2、呼吸商（respiratoryquotient,R.Q）

又称呼吸系数

指植物组织在一定时间内，释放CO2与吸收O2的数量比值。

释放CO2的量R·Q=

吸收O2的量

R·Q是表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一种指标。现在是4页\一共有37页\编辑于星期五

依据呼吸过程中是否有氧气的参与，可将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。1.呼吸作用的类型:第二节

呼吸作用的类型及生化过程现在是5页\一共有37页\编辑于星期五

有氧呼吸是指生活细胞利用O2，将某些有机物质彻底氧化分解，形成CO2和H2O，同时释放能量的过程。

1.有氧呼吸

（aerobicRespiration)+6H2O+6H2O现在是6页\一共有37页\编辑于星期五有氧呼吸的特点：

1.底物分解完全（逐步被分解）。2.能量释放多。

在正常条件下，有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要途径。现在是7页\一共有37页\编辑于星期五2.无氧呼吸

（anaerobicrespiration)

无氧呼吸是指生活细胞在无氧条件下，把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。

现在是8页\一共有37页\编辑于星期五无氧呼吸的特点：

1底物分解不完全。2能量释放少。现在是9页\一共有37页\编辑于星期五2呼吸作用的生化生化

呼吸代谢过程包括:

底物的降解（底物氧化）

能量产生（末端氧化）现在是10页\一共有37页\编辑于星期五现在是11页\一共有37页\编辑于星期五化学途径的多样性：

1、糖酵解2、三羧酸循环3、戊糖磷酸途径4、无氧呼吸

5、乙醛酸循环现在是12页\一共有37页\编辑于星期五一、糖酵解

是在无氧条件下，酶将葡萄糖降解成丙酮酸，并释放能量的过程，亦称EMP途径。在细胞质内进行。现在是13页\一共有37页\编辑于星期五1.糖酵解的化学历程现在是14页\一共有37页\编辑于星期五2.糖酵解的生理意义（1）糖酵解生成的ATP、NADP可使生物体获得生命活动所需的部分能量和还原力。（2）糖酵解的一些中间产物（如甘油醛-3-磷酸）是合成其它有机物的重要原料。（3）最终产物丙酮酸在生化上十分活跃，可进行不同的生化反应：现在是15页\一共有37页\编辑于星期五

二、三羧酸循环（TCA循环）

是指糖酵解产生的丙酮酸在有氧条件下，进入线粒体，经氧化脱羧形成乙酰辅酶A。乙酰辅酶A再进入三羧酸循环彻底氧化成CO2

和H2O，并释放能量。在线粒体基质中进行。现在是16页\一共有37页\编辑于星期五1.TCA循环的化学历程现在是17页\一共有37页\编辑于星期五2.TCA循环的意义:

（1）植物进行呼吸的主要途径

（2）糖,脂肪,蛋白质和核酸代谢的枢纽（3）中间产物的作用（4）丙酮酸经过TCA循环有5次脱氢，其中形成4NADH+H+，1个FADH2,它们的氢经呼吸链传递给分子氧结合成水，同时发

生氧化磷酸化生成ATP，是植物体获得能量的主要形式。（5）TCA循环中一系列脱羧反应是呼吸作用释放CO2的来源,CO2是有机体合成的原料现在是18页\一共有37页\编辑于星期五1、呼吸链的概念：

呼吸链（respiratorychain），是指按一定顺序排列互相衔接传递氢（H+）或电子到分子氧的一系列呼吸传递体的总轨道。也叫电子传递链(ElectronTransportChain,ETC）.

一、呼吸链的概念和组成呼吸链位于线粒体内膜上。现在是19页\一共有37页\编辑于星期五2、呼吸链的组成—以细胞色素呼吸链为例：琥珀酸-泛醌氧化还原酶（NADH-泛醌氧化还原酶）（泛醌-细胞色素氧化还原酶）Cytc-细胞色素氧化还原酶ATP合酶现在是20页\一共有37页\编辑于星期五二、呼吸代谢能量的利用EMP

净生成2ATP22个NADH2·1.53

TCA1个底物水平磷酸化*21*2=21个FADH2*2

1*1.5*2

1.5*2=34NADH*2

4*2.5*210*2=20总计30反应部位

形成ATP胞质中的葡萄糖经过EMP和TCA循环完全氧化产ATP现在是21页\一共有37页\编辑于星期五

三、磷酸戊糖途径（PPP）

是指不经过糖酵解，葡萄糖-6-磷酸直接被氧化的途径，又称磷酸戊糖支路。在细胞质中进行。1.磷酸戊糖途径的化学历程现在是22页\一共有37页\编辑于星期五2.PPP途径的意义：⑶.该途径中的一些中间产物丙糖、戊糖、己糖等的磷酸酯也是光合作用卡尔文循环的中间产物，因而呼吸作用和光合作用可以联系起来。⑵.该途径的一些中间产物在生理活动中十分活跃，它们是许多重要有机物质生物合成的原料。⑴.NADPH为其他合成反应提供还原力.现在是23页\一共有37页\编辑于星期五四、乙醛酸循环现在是24页\一共有37页\编辑于星期五乙醛酸循环现在是25页\一共有37页\编辑于星期五乙醛酸循环的意义1.对三羧酸循环起协助作用。乙醛酸循环和TCA循环交错进行，乙醛酸循环中产生C4化合物，可以弥补TCA循环中C4的不足2.循环中产生乙酰CoA可以已生为葡萄糖或淀粉，为植物幼苗提供营养。现在是26页\一共有37页\编辑于星期五第三节呼吸作用的调节1、巴斯德效应——指氧抑制乙醇发酵现象2、能荷调节3、NADH/NAD比值的调节现在是27页\一共有37页\编辑于星期五第四节、抗氰呼吸与植物氧化酶现在是28页\一共有37页\编辑于星期五现在是29页\一共有37页\编辑于星期五现在是30页\一共有37页\编辑于星期五酚氧化酶在生活中的应用：1、马铃薯、苹果、梨等受伤？

2、制茶业应用：红茶，绿茶植物组织受伤后因酚氧化酶的活性加强而使呼吸增强的现象称为伤呼吸.它与酚氧化酶活性增加有关。

现在是31页\一共有37页\编辑于星期五现在是32页\一共有37页\编辑于星期五总结：

植物中虽然存在多条电子传递途径，但是细胞色素氧化酶途和抗氰呼吸径为两条主要途径。植物对这两条途径有协调控制现象：当细胞色素氧化酶途径受阻时，抗氰呼吸产生或加强，可以保证EMP-TCA循环和PPP能正常进行，保证底物继续氧化，维持生命活动各方面的需要。

现在是33页\一共有37页\编辑于星期五

氧浓度在10-20%之间全部是有氧呼吸，当植物根系氧浓度低于5%时有氧呼吸减弱。

低氧易发生无氧呼吸，高氧产生氧伤害。1、氧气第五节外界环境对呼吸作用的影响现在是34页\一共有37页\编辑于星期五

长时间的无氧呼吸为什么会使植物受到伤害？

1、无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋白质变性；

2、无氧呼吸利用葡萄糖产生的能量很少，植物要维持正常的生理需要就要消耗更多的有机物；3、没有丙酮酸氧化过程，缺乏新物质合成的原料。现在是35页\一共