植物生理汇智起航

植物的呼吸作用呼吸作用的概念和生理意义呼吸作用有氧呼吸：生活细胞在氧气参与下，指某些有机物彻底氧化分解，放出CO2和水，同时释放能量的过程。

无氧呼吸在无氧条件下，细胞把某些有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。

C6H12O6+6H2O+O2→6CO2+12H2O+Q呼吸代要作用植物的呼吸代糖酵解TCA环磷酸戊糖途径

戊糖磷酸途径电子传递与氧化磷酸化呼吸链：又叫电子传递链，指呼吸代产物的电子和质子沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总轨道。呼吸链组成：（1）氢递体，可传递氢（包括质子和电子），包括三种：

NAD（辅酶Ⅰ）NADP（辅酶Ⅱ）FP（黄素Pr）（2）电子传递体：指细胞色素体系，只能传递电子。细胞色素（cyt）：以铁卟啉为辅基的蛋白，分成a、b、c等几类，每类又分成若干种，如cytb，cyta1，由Fe离子完成电子传递功能。植物线粒体内膜上的复合体及其电子传递Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别代表复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ；UQ库代表存在于线粒体中的泛醌库线粒体中氧化磷酸化反应的一般机理1、细胞色素氧化酶：含Cu2+酶，作用是将Cyta3的电子传给O2，激活O2分子，与H+生成水。2、交替氧化酶：交替氧化酶：含Fe的一种酶，可以从COQ或Cytb处得到电子，并将电子交给分子氧，故该酶不受抑制，这种呼吸又称为抗氰呼吸。产能少、热量多。三、末端氧化酶（一）线粒体内末端氧化酶交替氧化酶细胞色素C氧化酶天南星科植物的佛焰花序海竽佛焰苞包围的肉穗花序1、酚氧化酶：

单酚氧化酶和多酚氧化酶，均为含Cu的酶。主要负责把酚氧化为醌，杀死伤口处的微生物，保护植物体。2、抗坏血酸氧化酶：

含铜酶，催化抗坏血酸氧成脱氢抗坏血酸，同时还原细胞内的某些分子，参与细胞内的氧化还原反应。3、乙醇酸氧化酶：

存在于乙醛酸循环体中，可将脂肪酸氧化分解生成H2O2，H2O2在过氧化氢酶作用下生成H2O和O2。（二）线粒体外的末端氧化酶呼吸电子传递过程和ATP形成部位呼吸作用的指标及影响因素呼吸作用的指标影响呼吸的因素一、呼吸作用的指标呼吸速率：单位时间单位重量的组织细胞产生二氧化碳的数量或消耗氧气的数量。呼吸商：呼吸产生二氧化碳的摩尔数和消耗氧气的摩尔数的比值。

（1）呼吸底物对呼吸商的影响（完全氧化）糖类：RQ＝1

脂肪和蛋白：RQ<1

有机酸：RQ>1（2）氧气浓度：氧气浓度降低时，RQ>1，若呼吸过程中形成不完全氧化的中间产物，则RQ<1。二、外界条件对呼吸速率的影响氧气：供应不足，造成伤害

（1）产生酒精，蛋白变性（2）产能少，增加物质消耗（3）缺乏中间产物，物质合成中止。CO2机械损伤：增加呼吸强度解题指导1.某些果实在贮藏中人们采用哪些措施可以调节呼吸跃变？呼吸跃变发生的原因如何？答：果实贮藏中要控制呼吸跃变，应从控制呼吸入手，贮藏中影响呼吸的因素一是，二是水分，三是气体（CO2、O2、乙烯），果实保鲜贮藏不能控水，只有通过控温（如低温）、增加CO2浓度、降低氧分压、排除乙烯来进行控制。呼吸跃变产生的原因：（1）随着果实发育，细胞内线粒体增多；加快了三羧酸循环；（2）果实产生了天然的氧化磷酸化的解偶剂，呼吸链电子传递加快，氧耗增加；（3）加强了糖酵解和抗氰呼吸。答：机械损伤会显著加快组织的呼吸速率，其理由如下：第一，原来氧化酶与其底物在构造上是隔开的，机械损伤使原来的间隔破坏，氧气供应充足，酚类化合物就迅速地被氧化；第二，细胞被破坏后，底物与呼吸酶接近，于是正常的糖酵解和氧化分解以及PPP代；第三是机械损伤使某些细胞转变为分生状态，以形成愈伤组织去修补伤处，这些生长旺盛的细胞的呼吸速率就比原来休眠或成熟组织的呼吸速率快得多。2.机械损伤会显著加快植物组织呼吸速率的原因何在？（三）练习题1.氨基酸作为呼吸底物时呼吸商是： （）A.大于1 B.等于1 C.小于1 D.不一定答：D2.呼吸跃变型果实在成熟过程中，抗氰呼吸增强，与下列物质密切相关：（）A.酚类化合物 B.糖类化合物 C.乙烯答：C3.植物呼吸过程中的氧化酶对化反应不同，柑桔果实成熟时，气。该氧化酶是以下列哪种氧化酶为主：（）A.细胞色素氧化酶 B.多酚氧化酶 C.黄酶答：C4．天南星科植物的佛焰花序能大量放热，其原因（）A．ATP大量水解Ｂ．进行无氧呼吸Ｃ．氧化磷酸化解偶联Ｄ．进行抗氰呼吸答案：D5．当植物组织从有氧条件下转放到无氧条件下，糖酵解速度加快，是由于（）A．柠檬酸和ATP合成减少B．ADP和Pi减少C．NADH+H+合成减少

D．葡萄糖—6—磷酸减少答案：A6．抗霉素A是一种呼吸抑制剂，它抑制什么之间的电子传递？（）A．NADH和FMN

B．细胞色素b和细胞色素cC．细胞色素c和细胞色素aD．泛醌色系b答案：B植物激素：植物体内合成，可以从产生之处运到别处，对生长发育产生显著作用的微量有机物质。植物生长调节剂：人工合成的具有植物激素活性的物质。植物激素的种类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯植物生长物质一、生长素的发现-----实验生长素的结构KÖgl的实验：

生长素的本质是：3-吲哚乙酸生长素的活性结构

（1）必需具备一个环式结构（2）必需具备一个羧基基团（3）二者之间必需相隔至少一个碳原子生长素运输－两个运输系统极性运输：需能的，单方向运输非极性运输：被动的，经韧皮部，无极性极性运输决定不定根和不定芽的生长位置生长素作用机理激素受体：（hormonereceptor）

能与激素特异结合、识别激素信号，并将其转化为一系列细胞生化变化，最后表现出不同生物效应的物质。生长素受体：ABP－auxinbindingprotein

（1）质膜（ABP）：能使细胞壁松弛，并刺激胞内产生信号分子。（2）胞质或细胞核（sABP）：促进核酸和Pr合成作用效果：（1）细胞壁酸化（2）核酸和蛋白质合成细胞壁的酸化作用过程：生长素→与质膜上受体H+泵ATP酶结合→活化H+泵→胞内H+泵到胞壁中→胞壁中的pH↓（酸化）→激活纤维素酶和果胶酶，水解固体多糖为可溶性多糖，且氢键在低pH时→胞壁结构变松→胞壁的可塑性增强→胞质吸水膨胀，细胞伸长。酸生长学说：因为IAA和酸性溶液能同样促进细胞伸长，生长素促进泌H+速度与细胞伸长速度一致，因此把生长素诱导细胞壁酸化并使其可塑性增大而导致细胞伸长的理论称之为酸一生长学说。生长素引起细胞壁松弛、细胞伸长生长生长素的实际应用促进插枝生根阻止器官脱落促进结实促进菠萝开花

影响生长素作用的因素生长素浓度：

低浓度时促进生长，高浓度抑制生长细胞年龄：

幼嫩细胞对生长素敏感，老细胞较为迟钝不同器官：根>芽>茎IAA对草莓“果实”的影响生长素抑制了菜豆植物株中腋芽的生长A.完整植株中的腋芽由于顶端优势的影响而被抑制；B.去除顶芽后腋芽生长；C.对顶芽切面用含IAA的羊毛脂凝胶处理，从而抑制了腋芽的生长赤霉素的结构化学结构：双萜化合物，基本结构为赤霉素烷，具有羧基，又称赤霉酸。C19赤霉素：GA1，2，3，7，9，22C20赤霉素：GA12，13，25，27赤霉素（gibberellin）GA的作用机理（一）促进茎的延长：

1．促进植物细胞分裂：缩短细胞

2．促进细胞扩大

（1）GA对胞壁中Ca2+的影响：减少细胞壁中结合钙离子的含量。（2）促使细胞壁松弛：激活细胞壁中的木葡聚糖内转糖基酶，导致细胞壁松弛，不引起细胞壁的酸化。（二）促进RNA和Pr合成：促进α-淀粉酶mRNA的合成GA的应用促进麦芽糖化促进营养生长防止脱落打破休眠促进无籽葡萄发育GA刺激大麦糊粉层产生水解酶

GA3对矮生豌豆的影响图中左为矮生突变体，右为施用GA3植株长高至正常植株的高度一、细胞分裂素（CTK）的种类和化学结构（一）天然的CTK：1、游离的细胞分裂素：玉米素、异戊烯基腺苷2、tRNA中的细胞分裂素：异戊烯基腺苷、玉米素核苷等（二）人工合成的CTK：

激动素、6-BA细胞分裂素CTK的生理作用1．促进细胞分裂和扩大：

（1）促进分裂：促进细胞质分裂（2）促进细胞扩大：促进细胞吸水扩张、不增加干重2．诱导愈伤组织芽的分化：3．延缓叶片衰老：细胞分裂素对萝卜子叶膨大的作用Skoog和培养某著名企业茎髓愈伤组织时发现，愈伤组织长根还是长芽取决于CTK/Auxin的比例：低：促进生根

CTK/Auxin中：只生长不分化高：促进生芽

将拟南芥组织置于含生长素IBA和细胞分裂素的环境中诱导愈伤组织的产生。当愈伤组织被放在只有生长素的环境中作培养时，诱导根产生（左图）；当被放在细胞分裂素与生长素之比比较高的环境中培养时，芽激增（右图）。

细胞分裂素抑制衰老脱落左：细胞分裂素合成酶超表达植株，细胞分裂素含量高，维持时间长右：野生植株，衰老脱落乙烯乙烯的发现：1901年，俄国植物学家Neljubov发现，照明气体中的乙烯能够促使豌豆幼苗出现“三重反应”。乙烯的生理作用1．促进细胞扩大：豌豆幼苗对乙烯的三重反应，抑制伸长生长（矮化）促进横向生长（加粗）地上部失去负向地性生长（偏上性生长）2．促进果实成熟：乙烯→果实细胞膜透性↑，呼吸↑，有机物转化↑→成熟↑3．促进器官脱落：乙烯→纤维素酶合成↑→胞壁纤维素分解→细胞分离乙烯的生理作用乙烯对果实的催熟乙烯促进器官衰老与脱落乙烯促进次生物质排出脱落酸（abscisicacid,ABA）1963年大熊和彦和阿迪科特等从棉花幼铃中分离出另一种加速脱落的物质结晶，叫做脱落素Ⅱ。同年C.F.伊格斯和P.F.韦尔林用色谱分析法从欧亚槭叶子里分离出一种抑制物质，能使生长中的幼苗和芽休眠，他们命名为休眠素。1965年韦尔林等比较研究休眠素和脱落素Ⅱ的化学性质后，证明两者是同一物质。统一命名为脱落酸。化学结构和分布1．化学结构：倍半萜2．分布：（1）含ABA的植物：被子、裸子、蕨类（2）部位：休眠或将脱落的组织中多，正常器官中很少，逆境下组织ABA会升高。（3）含量：10-50ng/g鲜重ABA的生理作用促进脱落促进休眠促进气孔关闭提高抗逆性答：生长素(IAA)的运输在胚芽鞘内是通过薄壁组织，而在茎中是通过韧皮部，在叶子里是通过叶脉。生长素具有极性运输的特性，即生长素只能从植物体的形态上端向下端运输，而不能倒转过来运输，这种生长素的极性运输可以逆浓度陡度进行。近来采用含有进行试验表明，少量的生长素可以从形态学的下端向上运输。叶子制造的生长素也可通过活组织向其他部位运输，这种运输不是极性的，在根中生长素的运输有严格的极性，是从根的基部向根尖运输（向顶的）。赤霉素的运输不象生长素那样进行极性运输，它在植物体内可以向各个方向运输，根尖的赤霉素沿韧皮部向上运输，从体外施用赤霉素或示踪的赤霉素也是沿韧皮部运输。细胞分裂素可以在维管束组织中运输。根尖合成的细胞分裂素通过木质部运至地上部，细胞分裂素从幼叶、果实、种子中向外运输很慢，用燕麦胚芽鞘切段进行试验，证明细胞分裂素可以向两个方向运输。并没有极性。-IAA解题指导试述下列激素在植物体内运输的途径、方向：IAA、GA、CTK。答：证明细胞分裂素是在根尖合成的实验依据如下：（1）物如葡萄、向日葵、水稻、棉花等的伤流液中有细胞分裂素，可持续数天；（2）测定豌豆根各切段的细胞分裂素的含量，在根尖0-1毫米切段的细胞分裂素含量很高，而距根尖5毫米以远的根段中，没有细胞分裂素的活性；（3）无菌培养水稻根尖，根可