植物生理第四章-呼吸作用

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1、第三章植物的呼吸作用3.1呼吸作用的概念及生理意义3.2呼吸代谢的多样性*3.3呼吸作用的指标及影响因素3.4呼吸作用与农业生产*返回总目录1/703.1呼吸作用的概念及生理意义绿色植物代谢的特点3.1.1呼吸作用的概念及类型3.1.2呼吸作用的生理意义2/70绿色植物代谢的特点：代谢（metabolism）是指维持生命活动过程中各种化学变化的总称。从性质上分：物质代谢和能量代谢；从方向上分：同化(或合成)和异化(或分解)。绿色植物代谢的一个最大特点是其自养性(autotropism)，能进行光合作用，这是植物代谢生理研究的一个重点领域。3/703.1.1呼吸作用的概念及类型呼吸作用(

2、respiration)是指生活细胞内的有机物，在酶的参与下，逐步氧化分解成简单物质，并释放能量的过程。依据呼吸过程中是否有氧参与，可将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。4/703.1.1.1有氧呼吸有氧呼吸（aerobicrespiration）是指生活细胞利用氧（O2），将某些有机物质彻底氧化分解，生成CO2和H2O，并释放能量的过程。如以葡萄糖作为呼吸底物，则有氧呼吸的总过程可用下列总反应式来表示：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+ΔG°’ΔG°’=-2870KJ·mol-1ΔG°’表示在pH=7下标准自由能的变化。5/70有氧呼吸的特点：1．底物分解

3、完全（逐步被分解）；2.释放能量多。在正常情况下，有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式。6/703.1.1.2无氧呼吸无氧呼吸(anaerobicrespiration)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，同时释放出部分能量的过程。微生物中称为发酵（fermentation）酒精发酵(酵母菌):C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+ΔGo’ΔGo’=-226KJ·mol-1乳酸发酵(乳酸菌):C6H12O6→2CH3CHOHCOOH+ΔGo’ΔGo’=-197KJ•mol-17/70无氧呼吸的特点：1.底物分解不彻底；2.释放的能量少。有氧呼吸是由无氧呼吸

4、进化而来的。苹果、香蕉贮藏久了产生的酒味，便是酒精发酵的结果；胡萝卜、甜菜块根和青贮饲料在储藏时也会产生乳酸等。动物组织中也会进行乳酸发酵。8/703.1.2呼吸作用的生理意义1.为生命活动提供能量需呼吸作用提供能量的生理过程有：离子的主动吸收和运输、细胞的分裂和伸长、有机物的合成和运输、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;9/702.为重要有机物质提供合成原料。呼吸作用的中间产物，如：α-酮戊二酸苹果酸甘油醛磷酸…合成糖类、脂类、氨基酸、蛋白质、酶、核酸、色素、激素、维生素…呼吸作用是有机物质代谢的中心10/703.为

5、代谢活动提供还原力。在呼吸底物降解过程中形成的NADH、NADPH、UQH2等可为脂肪、蛋白质生物合成、硝酸盐还原等生理过程提供还原力；4.增强植物抗病免疫能力。植物受病菌侵染时，侵染部位呼吸速率急剧升高，以通过生物氧化分解有毒物质；受伤时，也通过旺盛的呼吸，促进伤口愈合，使伤口迅速木质化或栓质化，以阻止病菌的侵染。呼吸作用的加强还可促进具有杀菌作用的绿原酸、咖啡酸的合成。11/703.2呼吸代谢的多样性*概述3.2.1化学途径的多样性3.2.2电子传递途径的多样性3.2.3末端氧化系统的多样性3.2.4呼吸代谢多样性的生理意义12/70呼吸代谢多样性概述：植物呼吸代谢具有多种途径，不

6、同植物、同一植物的不同器官或组织在不同生育时期或不同环境条件下，底物的氧化降解可走不同的途径。呼吸代谢多条路线观点(汤佩松,1965):阐述了呼吸代谢与其他生理功能之间控制和被控制的相互制约的关系。13/70基因通过酶控制的代谢，调控植物的形态结构和生理功能；在一定限度内，代谢类型、生理功能和环境条件也调控基因的表达基因酶代谢基因有序表达功能性状结构生长发育时间进程14/703.2.1化学途径的多样性3.2.1.1糖酵解3.2.1.2无氧呼吸3.2.1.3三羧酸循环3.2.1.4戊糖磷酸途径3.2.1.5乙醛酸循环3.2.1.6乙醇酸氧化途径15/703.2.1.1糖酵解糖酵解(gly

7、colysis)指葡萄糖在无氧条件下被酶降解为丙酮酸，并释放能量的过程。也称之为EMP途径(Embden,Meyerhof，Parnas)。◆1940,G.Embden,Q.Meyerhof,J.K.Parnast等提出,故也称为EMP途径.◆生化历程：已糖的磷酸化,磷酸已糖的裂解,ATP和丙酮酸的生成.◆细胞质进行.◆细胞质进行.16/7017/70糖酵解中糖的氧化分解所需要的氧是来自组织内的含氧物质(水分子和被氧化的糖分子)，因此糖酵解途径