[农学]4植物的呼吸作用.ppt

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1、第二篇植物体内物质和能量的转换第四章植物的呼吸作用Chapter4Respiration教学目的通过本章的学习,要求：掌握能量的产生、利用;呼吸作用与农业生产的关系。熟悉影响呼吸作用的内外因素;学习应用呼吸作用原理为农林业生产服务。本章的主要内容呼吸作用的概念和生理意义植物的呼吸代谢途径3电子传递与氧化磷酸化4呼吸过程中能量的贮存和利用5呼吸作用的调节和控制6影响呼吸作用的因素7呼吸作用与农业生产第一节呼吸作用的概念、生理意义一.呼吸作用的概念1.有氧呼吸（aerobicrespiration）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

2、能量的过程。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量△G’=2870KJ因为氧在呼吸过程中不直接与葡萄糖作用，而与中间产物氢离子结合，还原成水，呼吸作用方程式应改写为：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量△G’=2870KJ有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式。事实上，通常所提的呼吸作用就是指有氧呼吸。2.无氧呼吸（anaerobicrespiration）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）.C6H12O6

3、2C2H5OH+2CO2+能量△G’=100KJ二.呼吸作用的生理意义（一）呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量。呼吸作用释放能量的速度较慢，而且逐步释放，适用于细胞利用。（二）呼吸过程为其他化合物合成提供原料。第二节植物的呼吸代谢途径呼吸作用糖的分解代谢途径有3种：EMP、PPP和TCA呼吸作用的场所1）糖酵解和戊糖磷酸途径的酶都存在于细胞质的可溶部分，因此，这两条途径是在细胞质的可溶部分进行的；2）三羧酸循环和生物氧化过程是在线粒体中进行的；线粒体被喻为植物细胞的发电厂。线粒体（1）植物细胞中普遍存在；（2）化学组成蛋白质脂类和磷脂RNA和DNA65~70%25~30

4、%0.5%（3）大小：直径0.5~1.0um长约1~2um（4）500~2000个线粒体/细胞1.糖酵解淀粉、葡萄糖或其他六碳糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程，通称为糖酵解。糖酵解亦称为EMP途径（EMPpathway），以纪念对这方面工作贡献较大的三位生物化学家：Embden,Meyerhof和Parnas(EMP)。糖酵解分解底物，形成2分子丙酮酸，并还原NAD+为NADH。（1）缺氧时：NADH还原乙醛成乙醇，或还原丙酮酸成乳酸；（2）有氧时：进入TCA循环，彻底氧化底物为水和二氧化碳。无氧呼吸放出二氧化碳，说明底物被氧化，但氧的来源是组织内部的含氧物质（水分子和糖分子）

5、，因此，也称分子内呼吸。2.三羧酸循环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(tricarboxylieacidcycle,简写为TCA环)。这个循环是英国生物化学家H.Krebs首先发现的，所以又名Krebs环。三羧酸循环的要点：（1）羧酸循环中一系列的脱羧反应是呼吸作用释放产生二氧化碳的来源；（2）在三羧酸循环中有5次脱氢过程，氢经过一系列呼吸传递体的传递，释放出能量，最后与氧结合成水。因此，氢的氧化过程实际是放能过程。（3）三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白貭和核酸及其他物质的共同代谢

6、过程。这些物质可以通过三羧酸循环发生代谢上的联系。三羧酸循环3.戊糖磷酸途径在高等植物中，还发现可以不经过无氧呼吸生成丙酮酸进行有氧呼吸的途径，就是戊糖磷酸途径(pentosephosphatepathway,PPP），又称已糖橉酸途径（hexosemonophosphatepathway,HMP）PPP的生理功能1）产生大量的NADPH，作为主要代氢体，为各种合成反应提供的还原力，例如脂肪酸固醇等的合成，硝酸盐、亚硝酸盐的还原，氨的同化等；2）它的中间产物为许多化合物的合成提供原料，如Ru5P和R5P是合成核酸的原料，赤藓糖－4－磷酸和3－磷酸甘油酸可以合成莽草酸等。第三节电

7、子传递与氧化磷酸化生物氧化（biologicaloxidation）指有机物质在生物体内进行氧化分解，包括消耗氧，生成二氧化碳、水和放出能量的过程。生物氧化是在由载体组成的电子传递系统中进行的。一.呼吸链呼吸链（respiratorychain）就是呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程。呼吸链就是电子传递链（electrontransportchain）。组成呼吸链的传递体可分为氢传递体和电子传递体。氢传递体传递氢（包括质子和电子