植物生理学-第四章植物的呼吸作用

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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一、呼吸作用的概念呼吸作用（respiration)：指生活细胞内的有机物，在一系列酶的参与下，逐步氧化分解为简单物质，并释放能量的过程。第一节呼吸作用的概念及生理意义C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量G是植物细胞呼吸最常利用的物质。不能准确说明呼吸的真正过程。1、有氧呼吸C6H12O6※+6H2O※+6O2※6CO2※+12H2O※+能量呼吸作用释放的CO2中的氧来源于呼吸底物和H2O，所生成的H2O中的的氧来源于空气中的O2。

2、C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量2、无氧呼吸C6H12O62CH3COCOOH+4H2CH3CHOHCOOH+能量既不吸收氧气也不释放CO2的呼吸作用是存在的，如产物为乳酸的无氧呼吸。有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。1、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。二、呼吸作用的生理意义2、呼吸过程为其它化合物合成提供原料PPP：E–4-P莽草酸TrpIAAEMP：PEPTCA

3、：OAAAspMetS-腺苷蛋氨酸（SAM）1-氨基环丙烷-1羧酸（ACC）乙烯如：呼吸与植物激素的关系：3、为代谢活动提供还原力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。一、呼吸途径的多样性第二节呼吸代谢的多样性1、EMP2、无氧呼吸3、TCA循环4、PPP5、GAC6、乙醇酸氧化途径淀粉己糖磷酸戊糖磷酸PPPEMP丙糖磷酸丙酮酸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TCAC乙醇酸GAC琥珀酸草酸乙醛酸异柠檬酸甲酸乙醇酸氧化途径（1）感病、受旱、受伤的组织中，PPP加强（2）植物组

4、织衰老时，PPP所占比例上升（3）水稻、油菜等种子形成过程中，PPP所占比例上升PPP在G降解中所占的比例与生理过程有关：GAC是富含脂肪的油料种子所特有的一种呼吸代谢途径，当油料种子萌发时，通过GAC将脂肪转化为糖。乙醇酸氧化途径（GAOP）是水稻根系所特有的糖降解途径。其主要酶是乙醇酸氧化酶，氧化形成的H2O2在过氧化氢酶的作用下分解放氧，可氧化各种还原性物质，抑制还原性物质对水稻根的毒害。二、电子传递途径的多样性鱼藤酮抗霉素ANADHFMN-Fe-SUQCytb-Fe-S-Cytc1CytcCytaCN-Cyta3O2FP2FP3FP4Cytb5FP–交替氧化

5、E123451、电子传递主路：P/O=32、电子传递支路1：P/O=23、电子传递支路2：P/O=24、电子传递支路3：P/O=15、交替途径（AP）：P/O=1，因对氰化物不敏感，又称抗氰支路。三、末端氧化酶的多样性末端氧化E：指能将底物脱下的电子最终传给O2，使其活化，并形成H2O或H2O2的E类。1、细胞色素氧化E（线粒体）植物体内最主要的末端氧化E，与O2的亲和力极高，承担细胞内约80%的耗氧量。该E含铁和铜，其作用是将Cyta3电子传给O2，生成H2O。2、交替氧化E（线粒体）该E含Fe2+,其功能是将UQH2的电子经FP传给O2生成H2O。对O2的亲和力

6、高，易被水杨基氧肟酸（SHAM）所抑制，对氰化物不敏感。交替氧化E位于线粒体内膜。抗氰呼吸在高等植物中广泛存在。最典型的例子是天南星科植物的佛焰花序，其呼吸速率比一般植物高100倍以上，呼吸放热很多（形成的ATP少，大部分自由能以热能丧失），使组织温度比环境温度高出10-20oC。1、放热反应抗氰呼吸释放的热量对产热植物早春开花有保护作用，有利于种子萌发。2、促进果实成熟在果实成熟过程中出现的呼吸跃变现象，主要表现为抗氰呼吸速率增强。3、增强抗病能力（？）4、代谢协同调控（？）抗氰呼吸的生理意义：该E含铜，包括单酚氧化E（酪氨酸E）和多酚氧化E（儿茶酚氧化E）。其功

7、能是催化O2将酚氧化成醌并生成H2O。对O2的亲和力中等，易受氰化物抑制。3、酚氧化E（质体和微体）在正常情况下，酚氧化E与其底物是分开的，植物组织受伤时，E与底物接触发生反应，如苹果、土豆等削皮后出现的褐色。醌对微生物有毒，从而对植物组织起保护作用。伤呼吸：植物组织受伤后呼吸增强，这部分呼吸称伤呼吸，它直接与酚氧化E活性加强有关。酚氧化E在生活中的应用：将土豆丝侵泡在水中（起隔绝O2和稀释E及底物的作用），抑制其变褐；制绿茶时把采下的茶叶立即焙炒杀青，破坏多酚氧化E，以保持其绿色；制红茶时，则要揉破细胞，通过多酚氧化E的作用将茶叶中的酚类氧化，并聚合为红褐色的