植物生理学课件04呼吸作用.ppt

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1、第四章植物的呼吸作用教学目标了解植物呼吸代谢的类型与途径（重点与难点）；掌握呼吸作用的影响因素；了解呼吸作用与农业生产的关系。第一节植物呼吸作用概述1呼吸作用的类型1）无氧呼吸A.酒精发酵高等植物在无氧呼吸时，先形成丙酮酸，然后转变为酒精的过程。B.乳酸发酵高等植物在无氧呼吸时，先形成丙酮酸，然后转变为乳酸的过程。无氧呼吸——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，同时释放能量的过程。C6H12O62C2H5OH+2CO2+226kj（酒精发酵）C6H12O62CH3CHOHCOOH+197kj（乳酸发酵）☆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

2、的无氧呼吸。有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。2）有氧呼吸高等植物生活细胞在氧气的参与下，分解有机物，并放出CO2和能量的过程。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。2呼吸作用的场所-----线粒体3呼吸作用的生理意义1）为植物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、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。2）中间产物可转变为其他有机物

3、SugarsFatsAAProtein如：呼吸与植物激素的关系：PPP：E–4-P莽草酸TrpIAAEMP：PEPTCA：OAAAspMetS-腺苷蛋氨酸（SAM）1-氨基环丙烷-1羧酸（ACC）乙烯NobelPrizesinChemistryforRespirationResearch1929HansvonEuler-Chelpin(Sweden)Studiesonfermentationofsugarsandenzymes1978PeterD.Mitchell(UnitedKingdom)Studiesofbiologicalenergytransfer,developme

4、ntofthechemiosmotictheory3、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。4、增强植物抗病免疫能力植物受到病菌侵染或受伤时，呼吸速率升高，分解有毒物质或促进伤口愈合。第二节植物的呼吸代谢途径1）糖酵解（EMP）2）三羧酸循环（TCA环或Krebs环）3）戊糖磷酸途径（PPP或HMP）4)GAC（油料作物）5)乙醇酸氧化途径（水稻）植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图淀粉、蔗糖磷酸己糖磷酸丙糖丙酮酸乙酰CoA三羧酸循环CO2+H2O磷酸戊糖PPP途径中间代谢产物是合成糖类、脂类

5、、蛋白质和维生素及各种次生物质的原料正常情况下PPP途径占呼吸3%~30%，处于逆境时，PPP上升，油料作物结实期PPP上升糖酵解脂肪β–氧化有氧无氧乳酸脱氢酶脱羧酶乳酸（腌酸菜、泡菜、青贮饲料）乙醛乙醇酒精发酵有氧乙酸（醋）乙醛酸循环乙酸乙醇酸草酸甲酸琥珀酸乙醇酸循环植物的有氧呼吸过程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+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

6、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FADHC

7、O2琥珀酸CO2NADHATP琥珀酰CoAα-酮戊二酸值得注意的几个问题：1)TCA循环是生物体利用糖或其它物质氧化获得能量的有效途径。2)TCA循环中释放的CO2中的氧，不是直接来自空气中的氧，而是来自被氧化的底物和水中的氧。3)在每次循环中消耗2分子H2O。一分子用于柠檬酸的合成，另一分子用于延胡索酸加水生成苹果酸。水的加入相当于向中间产物注入了氧原子，促进了还原性碳原子的氧化。4)TCA循环中并没有分子氧的直接参与，但该循环必须在有氧条件下才能进行，因为只有氧的存在，才能使NAD+和F