植物生理学-4呼吸作用.ppt

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1、第四章植物的呼吸作用PlantRespiration4学时第四章植物的呼吸作用(4h)内容提要第一节呼吸作用的概念及生理意义第二节呼吸代谢途径的多样性*第三节呼吸作用的指标及影响因素第四节呼吸作用与农业生产作业12、13第四章植物的呼吸作用重点：呼吸代谢的多条途径内容及其生理意义；环境因素对呼吸作用的影响；呼吸作用与植物性生产难点：呼吸代谢的机制第一节呼吸作用的概念及生理意义一、呼吸作用的类型及概念呼吸作用：生活细胞在一系列酶的作用下将有机物逐步氧化分解成简单物质并释放能量的过程。1、有氧呼吸(分子间呼吸)——生活细胞在有氧条件下将有机物彻底氧化分解成CO

2、2和H2O，同时释放能量的过程。总反应式：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+2870kj（此式尚不能准确说明呼吸的真正过程）一、呼吸作用的类型及概念C6H12O6※+6H2O※+6O2※6CO2※+12H2O※+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。一、呼吸作用的类型及概念2、无氧呼吸(分子内呼吸)——生活细胞在无氧条件下将有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放部分能量的过程。C6H12O62C2H5OH+2CO2+226kj（酒精发酵）C6H12O62CH3CHOHCOOH+1

3、97kj（乳酸发酵）（既不吸氧也不放CO2的呼吸作用是存在的）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1、为植物生命活动提供能量（能量代谢的枢纽）需呼吸作用直接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。呼吸放热可提高植物体温，有利于种子萌发、幼苗生长、开花传粉和受精等。二、呼吸作用的生理意义2、为有机物的合成提供原料（物质代谢的枢纽）如：呼吸与植物激素的关系：PPP：E-4-P+莽草酸TrpIAAEMP

4、：PEPTCA循环的OAA参与乙烯的合成：OAAAspMetS-腺苷蛋氨酸SAM1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）乙烯糖酵解和三羧酸循环产生的中间产物参与生物大分子的合成——王忠主编,2009二、呼吸作用的生理意义3、为代谢活动提供还原力NADH、NADPH、UQH2等可用于蛋白质、脂肪合成、硝酸盐还原等。二、呼吸作用的生理意义4、增强植物抗病免疫能力植物受到病菌侵染或受伤时，呼吸速率(伤呼吸)升高，可分解有毒物质、促进伤口愈合、合成杀菌物质（如绿原酸、咖啡酸等）。第二节呼吸代谢的多样性植物呼吸代谢存在多条途径不同的植物、同一植物的不同器官或组织

5、在不同的生育时期、不同环境条件下，呼吸底物的氧化降解可以走不同的途径。汤佩松(1965)：提出呼吸代谢多条线路的观点.主题思想是阐明呼吸代谢与其它生理功能之间控制与被控制的相互制约的关系。第二节呼吸代谢的多样性呼吸代谢多样性内容:（一）物质分解生化途径的多样性（二）电子传递途径的多样性（三）末端氧化酶的多样性第二节呼吸代谢的多样性一、生化途径的多样性及其生理意义1、EMP（糖酵解途径）2、无氧呼吸途径3、TCA循环（三羧酸循环）4、PPP（戊糖磷酸途径）5、GAC（乙醛酸循环途径）6、乙醇酸氧化途径(GAOP)淀粉己糖磷酸PPP戊糖磷酸EMP丙糖磷酸丙酮酸

6、乙醇酒精发酵脂肪乳酸乳酸发酵脂肪酸乙酰辅酶AOAA柠檬酸乙酸OAA柠檬酸TCA乙醇酸GAC琥珀酸草酸乙醛酸异柠檬酸甲酸（GAOP）植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图——王忠主编,2009基本过程：己糖活化→己糖（FBP）裂解成磷酸丙糖（GAP和DHAP）→GPA氧化成PGA→生成丙酮酸1、糖酵解（EMP）糖酵解总反应式：C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP丙酮酸在呼吸和物质转化中的作用——王忠主编,20092、无氧呼吸丙酮酸脱羧酶在缺少丙酮酸脱羧而含有乳糖脱氢酶NAD+与NADH的周转与丙酮酸

7、还原之间关系——王忠主编,20093、三羧酸（TCA）循环（或称柠檬酸循环、Krebs循环）乙酰COA三羧酸循环的反应过程（王忠，2009）TCA循环总反应式：CH3COCOOH+4NAD++FAD+ADP+Pi+2H2O→3CO2+4NADH+4H++FADH2+ATPTCA循环的回补机制：EMP中的PEP+CO2OAAMal→进入线粒体基质，直接参与TCA，或转变为丙酮酸或OAA；线粒体基质中的Mal丙酮酸，进入TCA；线粒体基质中的MalOAA，进入TCA.PEPCMDNAD-MEMD4、戊糖磷酸途径（PPP）：发生在细胞质中戊糖磷酸途径生化历程PP

8、P总反应式：6G-6-P+12NADP++7H2O→6CO2+12