第四章植物的呼吸作用

1、1第四章 植物的呼吸作用1 呼吸作用的概念及生理意义2 呼吸作用中底物的分解途经3 呼吸链和氧化磷酸化4 呼吸作用的调节和控制5 影响呼吸作用的因素21 呼吸作用的概念及生理意义1 呼吸作用的概念 呼吸作用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。1.1 有氧呼吸 c6h12o6+6o26co2+6h2o+680千卡1.2 无氧呼吸 c6h12o62c2h5oh+2co2+24千卡 c6h12o62ch3chohcooh+18千卡1.3 有氧呼吸与无氧呼吸的区别 *有无氧气参与；*有机物分解程度；*释放能量多少。32 呼吸作用的生理意义2.1 为植物生命活动提供能量2

2、.2 中间产物是合成植物体内重要有机物的原料2.3 在植物抗病免疫方面有着重要作用42 呼吸作用中底物的分解途经51 糖酵解1.1 概念 淀粉或己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程，称为糖酵解（emp）。1.2 过程 c6h12o6+2nad+2adp+2h3po4 2ch3cocooh+2nadh+2h+2atp671.3 糖酵解途经的特点： 糖类在分解时，首先要活化磷酸化，以提高其能量水平（反应5、7、8）。 途径中仅有一个碳链断裂反应（反应10）。 途径中仅有一个氧化还原反应（反应12），脱下的h交给nad+。 途径中有两处进行底物水平磷酸化（反应13、16），形成atp。81.4 糖酵解产

3、物的去向：92 三羧酸循环2.1 概念 糖酵解的终产物丙酮酸，在有氧条件下进入线粒体，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环逐步脱羧脱氢，彻底氧化分解，这一过程称为三羧酸循环（tcac）。2.2 化学过程 ch3cocooh+4nad+fad+adp+pi+2h2o 3co2+4nadh+4h+fadh2+atp10112.3 三羧酸循环的特点 途径中有5次脱h（反应1、4、5、7、9），脱下的5对h分别交给nad+和fad。 途径中有3次脱羧（反应1、4、5），形成3分子co2离开循环。 途径中有1个底物水平磷酸化反应（反应6），形成1分子atp。 每次循环消耗2分子水（反应2、8）。122.4

4、三羧酸循环的生理意义 途经中脱下的5对h，在呼吸链中可产生大量atp（14个/丙酮酸），加上底物水平上形成的atp，是生物体生理活动所需能量的主要来源。 循环中的一系列代谢中间产物与其它代谢途经发生联系和相互转变，为植物体内的物质合成提供原料。133 戊糖磷酸途径3.1 概念与别名 戊糖磷酸途径（ppp）是指葡萄糖在细胞质内直接氧化脱羧，并以戊糖磷酸为重要中间产物的有氧呼吸途径。 根据该途径的不同特点，又名磷酸戊糖途径、己糖磷酸途径（hmp）、己糖磷酸支路、磷酸葡萄糖酸途径、葡萄糖直接氧化途径。3.2 化学过程1415戊糖磷酸途径的总反应式： c6h12o6+12nadp+atp+7h2o 6

5、co2+12nadph+12h+adp+pi3.3 戊糖磷酸途径的特点 途径中有两处脱h氧化（反应2、3），脱下的h均由nadp+接受。 途径中有1个脱羧反应（反应3），形成co2，使碳链缩短。 途径中有两处加入h2o（反应2、11）。 途经中进行了分子重组，形成了c3、c4、c5、c6不同碳原子数目和结构的有机物。163.4 戊糖磷酸途径的生理意义 每氧化1分子葡萄糖形成12分子nadph，进入呼吸链可净产生35个atp。在tcac受阻时，ppp可替代正常的有氧呼吸。nadph还可作为还原剂用于脂肪酸等合成。 途径中的一些中间产物是许多重要有机物质合成的原料。 植物感病、受伤、干旱时，该途径

6、可占全部呼吸的50%以上，增强植物抗性。173 呼吸链和氧化磷酸化1 呼吸链1.1 呼吸链的概念 呼吸链是线粒体内膜上由呼吸传递体组成的电子传递总轨道。1.2 呼吸链的组成 氢传递体传递质子和电子: nadh=nad+h+2e- fadh2=fad+2h+2e- coqh2=coq+2h+2e- 电子传递体仅传递电子： fe3+e-=fe2+181.3 呼吸链中传递体的排列 ah2 nad fad coq cytb cytc cyta cyta3 o21.4 呼吸链的功能 把底物脱下的h和电子有序地传递给氧，形成h2o。在电子传递过程中，逐步释放能量，偶联磷酸化，产生atp，供植物生命活动所利

7、用。192 氧化磷酸化2.1 概念 氧化磷酸化是指电子从nadh或fadh2经电子传递链传递给o2的过程中，偶联adp和pi生成atp的化学过程。即在呼吸链上发生的磷酸化作用。2.2 氧化与磷酸化的关系 氧化与磷酸化是线粒体内膜上同时发生的两个化学过程。它们是一个偶联反应。磷酸化作用所需要的能量由氧化作用供给，氧化作用所释放的能量要通过磷酸化作用储存。2.3 氧化磷酸化的意义 氧化底物上脱下的h，形成atp，维持生命活动。203 电子传递的其它途径和末端氧化酶214 呼吸作用的调节和控制1 巴士德效应和糖酵解的调节1.1 巴士德效应 指氧抑制酒精发酵的现象。 有氧条件下，nadh进入呼吸链，发

8、酵作用就会停止。1.2 糖酵解的调节 有氧条件下，会产生较多的负效应剂atp等，反馈抑制糖酵解调节酶磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性，使糖酵解速度减慢。 无氧条件下，会积累较多的正效应剂adp和pi等，促进糖酵解调节酶磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性，使糖酵解速度加快。222 三羧酸循环的调节 nadh、atp、琥珀酰coa、-酮戊二酸、草酰乙酸等对循环起抑制 作用。 nad+、adp、amp等对循环起促进作用。3 磷酸戊糖途经的调节 主要受nadph/nadp+比值的调节:比值大时，抑制ppp；比值小时，促进ppp。4 能荷的调节4.1 能荷的概念 能荷指全部腺苷酸中atp的相对含量（%）。 atp+1/2adp ec= atp+adp+amp4.2 能荷的调节 能荷减小（atp减少，adp增多）时，呼吸速率增高；能荷增大（atp增多，adp减少）时，呼吸速率下降。 235 影响呼吸作用的因素1 影响呼吸作用的内部因素1.1 生物膜1.2 呼吸酶1.3 呼吸底物的含量1.4 植物呼吸的规律性1.4.1 不同的植物种类，呼吸速率不同。1.4.2 同一植物的不同器官或组织，呼吸速率不同。1.4.3 同一植物器官，生