第四章植物的呼吸作用

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1、第四章植物的呼吸作用前面讲的光合作用是植物把外界物质改造为自身物质的过程，是新陈代谢的同化作用方面。本章讨论的呼吸作(Respiration):是将植物体内的物质不断分解的过程，是新陈代谢的异化作用方面。第一节呼吸作用概念和意义一、呼吸作用(Respiration)在酶的参与下，细胞把淀粉或己糖逐步氧化分解并释放能量的过程。有氧呼吸呼吸作用无氧呼吸1、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CO2并形成水，同时释放能量的过程。C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12

2、H2O+ΔGΔG=2870kj呼吸作用释放的CO2中的氧来源于呼吸底物和H2O，所生成的H2O中的氧来源于空气中的O2。2、无氧呼吸（发酵）一般指在无氧条件下，细胞把某些有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。高等植物无氧呼吸可产生酒精或乳酸：C6H12O62C2H5OH+2CO2+ΔG（100kj）C6H12O62CH3CHOHCOOH+ΔG☆既不吸收氧气也不释放CO2的呼吸作用是存在的，如产物为乳酸的无氧呼吸。植物一生大多数时间在进行有氧呼吸，只可以进行短时间无氧呼吸，绝大数植物

3、进行酒精发酵。有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。二、呼吸作用的生理意义⒈呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量。慢，逐步释放，ATP等形式储存需呼吸作用提供能量的生理过程有：离子的主动吸收、细胞的分裂和分化、有机物的合成、种子萌发等。不需要呼吸直接提供能量的生理过程有：干种子的吸胀吸水、离子的被动吸收、蒸腾作用、光反应等。⒉呼吸作用为其它化合物合成提供原料。丙酮酸，-酮戊二酸可通过转氨基作用形成相应的氨基酸，进而合成蛋白质。磷酸丙糖可以形成甘油丙酮酸形成乙酰CoA，生成脂肪酸脂肪3.为脂肪、蛋

4、白质的合成以及硝酸盐的还原提供还原型的NAD或还原型NADP。4.增强植物的抗性健壮，中间产物三、呼吸作用的场所细胞质是糖酵解和戊糖磷酸途径进行的场所，线粒体是三羧酸循环进行的位置。第二节呼吸作用的机理一、己糖分解过程二、电子传递及氧化磷酸化三、呼吸过程中能量储存和利用一、己糖分解过程1、糖酵解途径(EMP)2、三羧酸循环(TCA)3、磷酸戊糖途径(PPP)1、糖酵解途径(EMP)淀粉、葡萄糖或其它六碳糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程。C6H12O6+2ADP+2NAD++2Pi2丙酮酸+2ATP

5、+2NADH+2H2O对高等植物来说，不管是有氧呼吸还是无氧呼吸，糖的分解都必须先经过糖酵解阶段，形成丙酮酸，然后才分道扬镳。葡萄糖丙酮酸无氧无氧呼吸生成酒精或乳酸有氧TCA循环CO2葡萄糖ATPATP磷酸葡萄糖→磷酸果糖二磷酸果糖磷酸甘油醛乙醇2NADH二磷酸甘油酸乙醛2ATP2ATP丙酮酸磷酸烯醇磷酸甘油酸式丙酮酸乳酸CO2返回40注意：在细胞质中进行。糖酵解不仅是个降解的过程，可以进行逆转，生成糖。糖酵解过程中生成的中间产物，有很少一部分可以转化成其它有机物质的原料。如磷酸二羟丙酮，甘油。糖

6、酵解可以用呼吸抑制剂抑制，如碘乙酸。2、三羧酸循环(TCA)2丙酮酸+2ADP+2Pi+8NAD++2FAD6CO2+2ATP+8NADH+2FADH丙酮酸CO2NADH乙酰CoA柠檬酸草酰乙酸异柠檬酸NADHNADH苹果酸草酰琥珀酸FADHCO2琥珀酸CO2NADHATP琥珀酰CoAα-酮戊二酸注意：⒈在线粒体中进行。⒉EMP不产生CO2，只有在TCA中才产生CO2。⒊TCA中释放的CO2，不是靠大气中的O2直接把C氧化，而是靠氧化底物中的氧和水分子中的氧来实现的。⒋TCA循环是糖、脂肪、蛋白质

7、和核酸及其它物质共同的代谢过程。3、磷酸戊糖途径(PPP)在高等植物中，还发现可以不经过EMP生成丙酮酸而进行有氧呼吸的途径，就是PPP途径。6G6P+12NADP++7H2O6CO2+12NADPH+12H++5G6P+Pi葡萄糖ATP磷酸葡萄糖6-磷酸果糖NADPH1,6-二磷酸果糖磷酸葡萄糖酸磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮CO2NADPH5-磷酸核酮糖4-磷酸赤藓糖3-磷酸甘油醛7-磷酸景天庚酮糖5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖ATP注意：⒈发生在细胞质中。⒉PPP途径是直接氧化葡萄糖。⒊H的受体是NAD

8、P，所形成的NADPH如果要形成ATP时，必须穿梭进入线粒体，才进入呼吸链，如不穿梭，则用于脂肪酸的合成。⒋其中间产物虽然简单，但其生理活性较高，它可以沟通其它代谢途径。⒌PPP途径在成熟和老年组织中及受害时发生较多。PPP途径的生理作用①为脂肪酸、固醇的合成提供还原型NADP。②为核糖等物质的合成提供原料（5-磷酸核糖）③为莽草酸途径的合成提供原料（4-磷酸赤藓糖）有机物质在生物体内进行氧化，包括消耗氧，生成CO2、水和放出能量的过程，称为“生物氧化”。1、呼吸链(Respira