植物生理学-呼吸作用.ppt

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1、第四章植物的呼吸作用Plantscarryonbothphotosynthesisandrespiration第四章植物的呼吸作用呼吸作用的概念和生理意义植物的呼吸代谢途径电子传递与氧化磷酸化呼吸作用中能量的储存与利用呼吸作用的调节和控制影响呼吸作用的因素呼吸作用与农业生产有氧呼吸(aerobicrespiration)-生活细胞在氧气参与下，把某些有机物质彻底氧化分解,形成CO2和H2O,同时释放能量的过程无氧呼吸(anaerobicrespiration)-无氧条件下，生活细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物,同时释

2、放能量的过程呼吸作用呼吸作用的概念和生理意义呼吸作用(respiration)-生物体内有机物质，通过氧化还原而产生CO2，同时释放能量的过程提供植物生命活动所需要的大部分能量为其他化合物合成提供原料呼吸作用的生理意义呼吸作用的概念和生理意义在进化上无氧呼吸早于有氧呼吸，因为地球开始时无游离氧，只有绿色光合生物出现后才有氧，进而有了有氧呼吸至今仍有专性嫌气微生物只能在无氧下生活，有氧反而有害高等植物虽有各种氧化酶，但仍保存了无氧呼吸的方式，在种子萌发初期和体积大的延存器官中(块根、块茎及果实)内部仍进行无氧呼吸;在水淹时也可

3、进行无氧呼吸呼吸作用的概念和生理意义有氧呼吸与物质燃烧的区别：燃烧时，有机物被剧烈氧化散热；呼吸作用中氧化作用则分为许多步骤进行，能量是逐步释放的，一部分转移到ATP和NADH分子中成为随时可利用的贮备能，另一部分则以热的形式放出燃烧是物理过程；呼吸作用是生理过程，在常温、常压下进行呼吸作用的概念和生理意义呼吸作用的多条途径呼吸作用无氧呼吸酒精发酵乳酸发酵有氧呼吸糖酵解磷酸戊糖途径三羧酸循环糖酵解植物的呼吸代谢途径糖酵解(glycolysis)-胞质溶胶中的己糖在有氧、无氧状态下分解为丙酮酸并释放能量的过程又称为Embden

4、-Meyerhof-Parnas途径，简称EMP途径，以纪念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植物的呼吸代谢途径糖酵解途径分三个阶段：(1)已糖磷酸化(2)已糖磷酸的裂解(3)ATP和丙酮酸的生成糖酵解和发酵途径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一些中间产物(如丙糖磷酸)和最终产物丙酮酸的化学性质十分活跃，参与不同物质的合成为糖的异生提供了基本途径糖酵解释放一些能量，供生物体需要，对于厌氧生物来说是糖分解和获取能量的主要方式糖酵解的生理意义植物的呼

5、吸代谢途径酒精发酵：丙酮酸在丙酮酸脱羧酶作用下脱羧生成乙醛，乙醛在乙醇脱氢酶的作用下，被还原为乙醇CH3COCOOH→CO2＋CH3CHOCH3CHO＋NADH＋H+→CH3CH2OH＋NAD+乳酸发酵：丙酮酸在乳酸脱氢酶作用下被还原为乳酸CH3COCOOH＋NADH＋H+→CH3CHOHCOOH＋NAD+发酵作用植物的呼吸代谢途径发酵作用多发生于酵母菌、乳酸菌；高等植物在氧气不足时也会发生，如甘薯、马铃薯、苹果、香蕉储藏过久时会有酒味或乳酸发酵作用能量利用效率低，高等植物不可能赖此长期维持生命活动；乙醇、乳酸累积过多会对细

6、胞有害戊糖磷酸途径(pentosephosphatepathway)-高等植物中，不经过无氧呼吸生成丙酮酸，而进行有氧呼吸将己糖直接氧化降解的途径，简称PPP途径，或已糖磷酸支路(hexosemonophosphatepathway，HMP途径)分为两个阶段(1)氧化阶段：葡萄糖-6-磷酸氧化脱羧生成核酮糖-5-磷酸、NADPH并释放CO2(2)非氧化阶段：核酮糖-5-磷酸经过异构、基团转移、缩合等反应生成糖酵解中间产物果糖-6-磷酸和甘油酸-3-磷酸植物的呼吸代谢途径戊糖磷酸途径的生理意义产生大量NADPH，为细胞各种合成

7、反应提供主要的还原力。可做为主要供氢体,在脂肪酸、固醇等的生物合成、氨的同化中起重要作用中间产物是许多重要有机物质生物合成的原料。如核酮糖-5-磷酸是合成核苷酸的原料，也是NAD、FAD、NADP等辅酶的组分非氧化阶段的一系列中间产物及酶，与光合作用卡尔文循环中间产物和酶相同，因而戊糖磷酸途径可与光合作用联系起来在许多植物中普遍存在,特别是在植物感病和受伤、干旱时,该途径可占全部呼吸50%以上。由于该途径和EMP-TCAC途径的酶系统不同，因此当EMP-TCA途径受阻时，PPP途径可替代正常的有氧呼吸植物的呼吸代谢途径三羧酸

8、循环-丙酮酸在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化，直到形成水和CO2的过程简称TCA(TricarboxylicAcidCycle)循环，由英国生化学家H.Krebs首先发现，又称为Krebs环(Krebscycle)植物的呼吸代谢途径三羧酸循环在线粒体中进行1.柠檬酸