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1、第四章植物的呼吸作用第一节呼吸作用的概念及生理意义第二节呼吸代谢的多样性※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第一节呼吸作用的概念及生理意义一、呼吸作用的概念及类型二、呼吸作用的生理意义一、呼吸作用的概念及类型（一）概念呼吸作用(respiration)指生活细胞内的有机物在一系列酶的参与下，逐步氧化分解成简单物质并释放出能量的过程。（二）类型有氧呼吸（aerobicrespiration）：指生活细胞在氧气参与下，把某些有机物彻底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同时释放出能量的过程。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+2870kjC6
2、H12O6※+6H2O※+6O2※6CO2※+12H2O※+2870kj“谷堆发热现象”无氧呼吸（anaerobicrespiration）:指生活细胞在无氧的条件下，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。C6H12O62C2H5OH+2CO2+226kj（酒精发酵）C6H12O62CH3CHOHCOOH+197kj（乳酸发酵）“果品的酒精发酵,青贮饲料的乳酸发酵”一、呼吸作用的概念及类型（三）场所不同的途径场所不同:糖酵解和磷酸戊糖途径是在细胞质里面进行的；三羧酸循环和生物氧化的酶都在线粒体里面。原核细胞有氧呼吸是在细胞质里面；真核
3、细胞有氧呼吸是在线粒体里面。二、呼吸作用的生理意义呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量：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。呼吸过程为其它化合物合成提供原料：苹果酸,甘油酸,酮戊二酸呼吸作用为代谢活动提供还原力：呼吸过程中形成的NADH、NADPH、UQH2等可为蛋白质、脂肪生物合成、硝酸盐还原等过程提供还原力。呼吸作用增强植物抗病免疫能力：植物受到病菌侵染或受伤时，呼吸速率升高，分解有毒物质或促进伤口愈合，即
4、伤呼吸现象。第二节呼吸代谢的多样性植物呼吸代谢并不只有一种途径，不同的植物、同一植物的不同器官或组织在不同的生育时期、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。一、代谢途径的多样性二、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；在一定的限度内，代谢类型、生理功能和环境条件也调控基因表达一、代谢途径的多样性（一）糖酵解(glycolysis)1、概念：是指在细胞质内所
5、发生的、将葡萄糖降解为丙酮酸并释放能量的过程。糖酵解途径分三个阶段：已糖的活化，已糖的裂解，丙糖的氧化。研究糖酵解途径方面有突出贡献的三位生物化学家:Embden,Meyerhof和Parnas,又把糖酵解途径称为Embden-Meyerhof-Parnas途径,简称EMP途径。2、糖酵解的生理意义：糖酵解普遍存在于生物体中,是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径糖酵解过程中产生的一系列中间产物,在不同外界条件和生理状态下,可以通过各种代谢途径,产生不同的生理反应,在植物体内呼吸代谢和有机物质转化中起着枢纽作用。通过糖酵解,生物体可获得生命活动所需的部分能量。对于厌氧
6、生物来说,糖酵解是糖分解和获取能量的主要方式。糖酵解途径中,除了己糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶所催化的反应以外,其余反应均可逆转,这就为糖异生作用提供了基本途径。一、代谢途径的多样性（二）三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle)1、概念：指丙酮酸在有氧条件下，在线粒体中通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解生成CO2的过程，又称为柠檬酸环或Krebs环，简称TCA循环。三羧酸循环的化学反应历程共9步2、三羧酸循环的生理意义TCA循环是生物体利用糖或其他物质氧化获得能量的主要途径。从物质代谢来看,TCA循环中有许多重要中间产物与体内
7、其他代谢过程密切相连,相互转变。可以说,TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质及次生物质代谢和转化的枢纽。一、代谢途径的多样性（三）磷酸戊糖途径(pentosephosphatepathway）1、概念：是指在细胞质内进行的一种将葡萄糖直接氧化降解的酶促反应过程，或称为已糖磷酸支路(hexosemonophosphatepathway)，简称PPP或HMP，也称为葡萄糖直接氧化途径。磷酸戊糖途径的化学历程分为葡萄糖氧化脱羧阶段即脱氢反应、水解反应、脱氢脱羧反应和非氧化分子的重组阶段2、戊糖磷酸途径的生理意义该途径是葡萄糖直接氧化过程,有较高的能量转化效率。该途径中生成
8、的大量NADPH可做为主要供氢体,在脂
