2019 植物生理学004 植物的呼吸作用-PPT课件.ppt

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1、第四章植物的呼吸作用第一节.呼吸作用的概念和意义一.概念是指生活细胞内的有机物，在酶的参与下，逐步氧化分解并释放能量的过程。1.有氧呼吸是指生活细胞利用O2，将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。2.无氧呼吸是指生活细胞在无氧条件下，把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。二.生理意义1.为植物生命活动提供能量2.中间产物是合成重要有机物质的原料3.提供还原力4.在植物抗病免疫方面有重要作用中间产物是合成重要有机物质的原料为植物生命活动提供能量和还原力三、呼吸作用的场所糖酵解和

2、戊糖磷酸途径———细胞质三羧酸循环和生物氧化———线粒体第二节植物的呼吸代谢途径淀粉、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、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（淹酸菜、泡菜、青贮饲料）乙醛乙醇洒精发酵有氧乙酸（醋）乙醛酸循环乙酸乙醇酸草酸甲酸琥珀酸乙醇酸循环有机物在生物活细胞中所进行的一系列传递氢和电子的氧化还原过程，称为生

3、物氧化(biologicaloxidation)。第三节电子传递与氧化磷酸化一、呼吸链的概念和组成呼吸链(respiratorychain)即呼吸电子传递链(electrontransportchain)，是线粒体内膜上由呼吸传递体组成的氢和电子传递总轨道。氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有NAD＋、NADP＋、FMN、FAD、UQ等，它们既传递电子，也传递质子。电子传递体包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白，只传递电子。糖酵解和三羧酸循环中产生的NADH+H+不能直接与游离的氧分子结合，需要经过呼吸链的传递后，才

4、能与氧结合。呼吸链的组成呼吸链中五种酶复合体(1)复合体Ⅰ(NADH:泛醌氧化还原酶)(2)复合体Ⅱ(琥珀酸:泛醌氧化还原酶)(3)复合体Ⅲ(UQH2:细胞色素C氧化还原酶)(4)复合体Ⅳ(Cytc:细胞色素氧化酶)(5)复合体Ⅴ(ATP合成酶)NNADHFMNFe·SCoQCytbFe·SCytc1CytcCytaa3O2Fe·SFADH总结：1、电子传递是底电位（高还原势）向高电位（低还原势高氧化势）传递。2、传递顺序N3、Fe-s蛋白和细胞色素每次传递1个电子，不接受质子；FMN、FAD、UQ每次可接受2个电子和2个质

5、子。4、FMN、UQ接受质子后将质子传递到膜间空间。5、UQ是脂溶性苯醌衍生物，不与蛋白结合，因此可在膜内自由移动，是复合体1.2.3之间的电子载体。6、细胞色素C是线粒体内膜外侧的外周蛋白，是传递链中唯一可移动的色素蛋白，在复合体3.4之间传递电子。二、氧化磷酸化（一）磷酸化的概念及类型生物氧化过程中释放的自由能，促使ADP形成ATP的方式。一般有两种，即底物水平的磷酸化和氧化磷酸化。1.底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)指底物脱氢(或脱水）,其分子内部所含的能量重新分布，即可生成

6、某些高能中间代谢物，再通过酶促磷酸基团转移反应直接偶联ATP的生成。在高等植物中以这种形式形成的ATP只占一小部分，糖酵解过程中有两个步骤发生底物水平磷酸化：(1)甘油醛-3-磷酸被氧化脱氢，生成一个高能硫酯键，再转化为高能磷酸键，其磷酸基团再转移到ADP上，形成ATP。(2)2-磷酸甘油酸通过烯醇酶的作用，脱水生成高能中间化合物(PEP)，经激酶催化转移磷酸基团到ADP上，生成ATP。在TCA循环中，由琥珀酰CoA形成琥珀酸时通过底物水平磷酸化生成ATP。2.氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是

7、指电子从NADH或FADH2经电子传递链传递给分子氧生成水,并偶联ADP和Pi生成ATP的过程。它是需氧生物合成ATP的主要途径。电子沿呼吸链由低电位流向高电位是个逐步释放能量的过程。NADHFMNFe·SCoQCytbFe·SCytc1CytcCytaa3O2ADP+PiATPADP+PiATPADP+PiATPFe·SFADH可能偶联的部位P/O=3P/O=2三、电子传递途径的多样性N四、末端氧化酶类末端氧化酶：位于呼吸电子传递链的末端，并与氧还原为水相偶联的酶。1、细胞色素氧化酶cytochromeoxidase含Cu

8、与Fe,作用是将cyta3的电子交给O2，使之活化并与质子结合形成水。部位：线粒体，在植物中普遍存在，占氧消耗的4/5。2、交替氧化酶(alternateoxidase)部位：线粒体。NADH→复合体I→CoQO2由于越过了复合体III和IV，因此该酶和电子传递途径不受氰化物抑制，又称为抗