植物的呼吸作用与果品保鲜

1、1,植物的呼吸作用与果品保鲜,吕金海,谁也离不开谁,呼吸作用,2,一、呼吸作用的两大类型,1、有氧呼吸 有氧呼吸指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同时释放能量的过程。 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +能量,3,4,2. 无氧呼吸,无氧呼吸一般指在无氧条件下，细胞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。这个过程用于高等植物，习惯上称为无氧呼吸，如应用于微生物，则惯称为发酵（fermentation）。,5,C6H12O6葡萄糖 2C2H5OH酒精+ 2CO2 + 能量 C6H12O6葡萄糖 2CH3CHOHCOOH

2、乳酸+ 能量,6,二、植物的呼吸代谢途径 1、糖酵解（glycolysis） 2、发酵作用(fermentation) 3、三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle） 4、戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway，PPP）,7,1、糖酵解（glycolysis）,己糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程，通称为糖酵解。 葡萄糖 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi2丙酮酸 +2NADH+2H+ +2ATP + 2H2O,8,2、发酵作用(fermentation),酒精发酵主要在酵母菌作用下进行，可是高等植物在氧气不足条件下，也会进行酒精发酵。例如，体

3、积大的甘薯、苹果、香蕉等贮藏过久，稻谷催芽时堆积过厚又不及时翻动，便会有酒味，这说明发生了酒精发酵。 酒精发酵：CH3COCOOH CO2 + CH3CHO 乳酸发酵多发生于乳酸菌，但高等植物在低氧或缺氧条件下，也会发生乳酸发酵，例如马铃薯块茎、甜菜块根等体积大的延存器官，贮藏久了，会有乳酸发酵，产生乳酸味。玉米种子在缺氧下，不同时期形成不同发酵类型：初期发生乳酸发酵，后来转变为酒精发酵。 乳酸发酵：CH3CHO + NADH + H+ CH3CH2OH + NAD+,9,3、三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle）,糖酵解进行到丙酮酸后，在有氧的条件下，通过一个包括三羧

4、酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解，直到形成水和二氧化碳为止，故称这个过程为三羧酸循环。 葡萄糖 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi2丙酮酸 +2NADH+2H+ +2ATP + 2H2O,10,呼吸链,11,4、戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway，PPP）,6葡萄糖+12NADP+7H2O 5葡萄糖+6CO2+ Pi +12NADPH+12H+,12,13,三、 影响呼吸作用的因素,1、呼吸速率和呼吸商 呼吸速率 呼吸速率（respiratory rate）是最常用的生理指标。植物的呼吸速率可以用植物的单位鲜重、干重或原生质（以含氮量）表示，或者在一定时间内所

5、放出的二氧化碳的体积（Qco2）,或所吸收的氧气的体积（Qo2）来表示。 呼吸商 呼吸商（respiratory quotient, RQ）是表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一种指标。植物组织在一定时间（如1h）内，放出二氧化碳的物质的量与吸收氧气的物质的量的比率叫作呼吸商。,14,2、内部因素对呼吸速率的影响,不同植物具有不同的呼吸速率。 同一植株不同的器官，因为代谢不同、非代谢（结构）组成的相对比重不同，以及与氧气接触程度不同，所以呼吸速率有很大的差异。 同一器官的不同组织，在呼吸速率上彼此也很不相同。 同一器官在不同的生长过程中，呼吸速率亦有极大的变化。,15,不同植物具有不同的呼吸速

6、率,16,同一植株不同的器官呼吸速率有很大的差异。,17,同一器官的不同组织，在呼吸速率上彼此也很不相同。,18,同一器官在不同的生长过程中，呼吸速率亦有极大的变化。,19,外界条件对呼吸速率的影响,温度 氧 二氧化碳 机械损伤,20,温度对呼吸速率的影响,21,氧对呼吸速率的影响,22,23,二氧化碳对呼吸速率的影响,二氧化碳是呼吸作用的最终产物，当外界环境中二氧化碳浓度增高时，脱羧反应减慢，呼吸作用受到抑制。实验证明，二氧化碳浓度高于5%时，有明显抑制呼吸作用的效应，这可在果蔬、种子贮藏中加以利用。土壤中由于植物根系的呼吸作用特别是土壤微生物的呼吸作用就会产生大量的二氧化碳，如土壤板结，深

7、层通气不良，积累的二氧化碳可达410，甚至更高，如不及时进行中耕松土，就会使植物根系呼吸作用受阻。一些植物（如豆科）的种子由于种皮限制, 使呼吸作用释放的CO2难以释出，种皮内积聚起高浓度的CO2抑制了呼吸作用，从而导致种子休眠。,24,机械损伤对呼吸速率的影响,25,26,水分对呼吸速率的影响植物组织的含水量与呼吸作用有密切的关系。在一定范围内，呼吸速率随组织含水量的增加而升高。干燥种子的呼吸作用很微弱，例如豌豆种子呼吸速率只有0.00012lCO2g-1DWh-1。当种子吸水后，呼吸速率迅速增加。因此，种子含水量是制约种子呼吸作用强弱的重要因素。对于整体植物来说，接近萎蔫时，呼吸速率有所增加，如萎蔫时间较长，细胞含水量则成为呼吸作用的限制因素。影响呼吸作用的外界因素除了温度、氧气、二氧化碳、水分之外,呼吸底物的含量(如可溶性糖）、机械损伤、一些矿质元素（如磷、铁、铜等）对呼吸也有显著影响。此外病原菌感染可使寄主的线粒体增多,多酚氧化酶活性提高