四川农业大学植物生理学课件第4章PPT课件

1、主目录本章目录退 出第一节第一节 呼吸作用的概念及意义和场所呼吸作用的概念及意义和场所一、呼吸作用的概念 生活细胞内的有机物质，在一系列酶的催化下逐步氧化分解释放出能量的过程。 有氧呼吸 C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2 6CO 6CO2 2+6H+6H2 2O+O+能量（28702870KJ.molKJ.mol-1-1） 无氧呼吸 C C6 6H H1212O O6 6 2C 2C2 2H H5 5OH+2COOH+2CO2 2+ +能量（226226KJKJ. .molmol-1-1) ) C C6 6H H1212O O6 6 2CH 2CH3 3CHOHCOOH

2、+CHOHCOOH+能量(197(197KJKJ. .molmol-1-1) )酶酶酶第1页/共32页二、呼吸作用的生理意义二、呼吸作用的生理意义1.1.提供植物生命活动所需的能量。2.2.提供有机物合成的原料。3.3.增强植物对伤、病的抵抗能力。第2页/共32页糖酵解三羧酸循环呼吸链磷酸戊糖途径糖酵解酒精或乳酸发酵途径高等植物的呼吸代谢存在多条途径（图4-14-1）。一、糖酵解 葡萄糖在无需氧状态下分解成丙酮酸的一系列反应过程，称为糖酵解（ EMPEMP途径）。 反应在细胞质中进行。主目录本章目录退 出第二节第二节 植物的呼吸代谢途径植物的呼吸代谢途径第3页/共32页1.1.糖的活化阶段2.

3、2.六碳糖裂解阶段3.3.氧化阶段化学历程( (图4-24-2，P102P102) )C C6 6H H1212O O6 6+2NAD+2NAD+ +2ADP+2Pi2CH+2ADP+2Pi2CH3 3COCOOH+2NADH+2HCOCOOH+2NADH+2H+ +2ATP+2ATP（二）糖酵解的生理意义1.1.产生生物可利用的能量形式ATPATP2.2.为合成反应提供原料3.3.有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径主目录本章目录退 出（一）化学历程第4页/共32页（一）线粒体的结构和功能（一）线粒体的结构和功能（图图4-34-3）（二）化学历程（图4-44-4） 2 2CHCH3 3COCOOH+

4、8NADCOCOOH+8NAD+ +2FAD+2+2FAD+2（GDP+PiGDP+Pi）+6H+6H2 2O6COO6CO2 2+8NADH+2FADH+8NADH+2FADH2 2+2GTP+2GTP（三）三羧酸循环的特点（1 1）TCATCA的脱羧反应是呼吸释放出COCO2 2的来源。（2 2）进行一次TCATCA，分解1 1分子乙酰CoACoA。（3 3）TCATCA逐步脱氢而氧化，一次循环，5 5次脱氢。（4 4）TCATCA正常运转需要氧。主目录本章目录退 出二、三羧酸循环（TCATCA）第5页/共32页（四）生理意义 1. 1.生命活动所需能量的主要来源 2. 2.物质代谢的枢纽

5、三、磷酸戊糖途径 以磷酸戊糖为主要中间产物的已糖生物氧化过程，简称PPPPPP途径或HMPHMP途径。 反应定位于细胞质。 脱氢酶的辅酶为NADPNADP+ +。主目录本章目录退 出第6页/共32页1.1.氧化阶段：释放COCO2 2，不可逆2.2.非氧化阶段：可逆3.3.总反应（图4-54-5）葡萄糖-6-6-P+12NADPP+12NADP+ +7H+7H2 2O6COO6CO2 2+12+12（NADPH+HNADPH+H+ +）+H+H3 3POPO4 4（二）磷酸戊糖途径的生理意义1.1.扩大了植物的适应性2.2.中间产物在生理活动中十分活跃3.3.形成大量NADPH+HNADPH+

6、H+ +4.4.与植物抗伤、病等有关主目录本章目录退 出（一）化学历程第7页/共32页 呼吸链包括5 5种蛋白复合体：复合体-，依次为NADHNADH脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、CytobcCytobc1 1复合物、细胞色素氧化酶、ATPATP合酶第三节第三节 电子传递与氧化磷酸化电子传递与氧化磷酸化一、呼吸链反应定位于线粒体内膜（图4-64-6）。氢传递体：NADNAD、FMNFMN、FADFAD、UQUQ电子传递体：细胞色素系统、黄素蛋白和铁硫蛋白第8页/共32页二、氧化磷酸化1.1.底物水平磷酸化 X X P + ADP ATP + XP + ADP ATP + X（与氧无关）2.2.氧化磷酸

7、化 氧化磷酸化是指在ATPATP合酶催化下，与电子传递相偶联，将ADPADP和磷酸合成ATPATP的过程。 两个电子传递体释放的能量大于35.535.5kJ/molkJ/mol，可以合成1 1molATP.molATP. 磷氧比（P/OP/O）: : 每消耗1 1molmol氧由ADPADP合成ATPATP的molmol数。酶第9页/共32页化学渗透学说（图4-74-7）氧化磷酸化与光合磷酸化的区别: : （1 1）磷酸化反应定位不同 （2 2）建立质子电化学梯度的高能电子来源不同 （3 3）质子定向移动的方向相反主目录本章目录退 出氧化磷酸化的机理第10页/共32页三、末端氧化酶系统（图4-

8、84-8）（一）细胞色素氧化酶（二）交替氧化酶抗氰呼吸（三）线粒体外的末端氧化酶 1. 1.酚氧化酶 2. 2.抗坏血酸氧化酶 3. 3.乙醇酸氧化酶体系茶叶马蹄莲第11页/共32页1.1.有氧呼吸能量的转化 EMP EMPTCATCA呼吸链（ETCETC） 1 1摩尔葡萄糖完全氧化，一般认为产生3838摩尔ATPATP或3636摩尔ATPATP。能量利用率40%40%左右。2.PPP2.PPP的能量转化第四节 呼吸过程中能量的储存和利用第12页/共32页3.3.光合作用与呼吸作用的比较联系：1.1.拥有相同的辅酶ADPADP和NADP+NADP+2.2.光合碳循环与PPPPPP相似3.3.光

9、合释放的氧气可供呼吸利用，呼吸释放的二氧化碳可供光合同化。区别第13页/共32页二、PPP和TCA的调控 NADPH/NDAPNADPH/NDAP+ +高抑制PPP,NADH/NADPPP,NADH/NAD+ +高抑制TCATCA（图4-114-11）。三、能荷调节 巴斯德.L第五节 呼吸作用的调节和控制 ATP+1/2ADP 能荷（EC）= ATP+ ADP+AMP正常细胞的能荷为0.750.95一、巴斯德效应和EMP的调节 巴斯德发现氧气抑制酒精发酵, ,减少糖类的分解和糖酵解产物的积累的现象，即氧可以的效应。 EMP EMP的过程受到柠檬酸、ATPATP、ADPADP、PiPi的调节。柠

10、檬酸、ATPATP的抑制； ADPADP、PiPi起促进作用（图4-104-10）第14页/共32页 种子萌发呼吸伤的变化(图4-11a) 生理意义二、内部因素 1. 1.植物种类、器官、发育年龄 2. 2.原生质、线粒体、ATP/ADPATP/ADP比、呼吸底物三、外部因素 1. 1.温度（图4-114-11b b） 温度系数 3. 3.水分 2. 2.氧与二氧化碳的浓度（图4-114-11cdcd） 4. 4.机械伤害第六节 影响呼吸作用的因素放出COCO2 2（摩尔数）吸收O O2 2（摩尔数）R R. .Q Q= = 一、呼吸强度和呼吸商第15页/共32页一、呼吸作用的调控与作物栽培二

11、、呼吸作用与粮油种子的贮藏（图4-124-12）三、呼吸作用果蔬的贮藏 1. 1.果实成长、成熟过程中呼吸作用变化规律： “呼吸跃变”（图-13-13） 2. 2.果蔬的贮藏、运输主目录本章目录退 出第七节第七节 呼吸作用与农业生产呼吸作用与农业生产第16页/共32页主目录本章目录退 出第17页/共32页1.1.植物呼吸代谢的多条路线有何生物学意义？2.2.为什么说长时间的无氧呼吸会使陆生植物受伤，甚至死 亡？3.TCATCA循环、PPPPPP、EMP途径各发生在细胞的什么部位? ?各有何生理意义？4.4.如何协调温度、湿度及气体的关系来做好果蔬的贮藏？5.5.呼吸作用与谷物种子贮藏的关系如何

12、? ?6.6.为什么说油料种子播种时应注意适当浅播？名词解释：呼吸商 温度系数 呼吸跃变 呼吸作用 思考题第18页/共32页植物体内主要的呼吸途径第19页/共32页糖酵解途径第20页/共32页线粒体的结构第21页/共32页三羧酸循环的过程第22页/共32页葡葡萄萄糖糖葡葡萄萄糖糖-6-P6-P-葡葡萄萄糖糖酸酸ATPATPNDAP+NDAPH核核酮酮糖糖-5-PNDAP+NDAPH木木酮酮糖糖-5-P核核糖糖-5-P甘甘油油醛醛-3-P景景天天庚庚糖糖-7-P果果糖糖-6-P赤赤藓藓糖糖-4-P甘甘油油醛醛-3-P木木酮酮糖糖-5-P磷磷酸酸二二羟羟丙丙酮酮果果糖糖-1，6-二二PADPADP

13、戊糖磷酸途径的过程第23页/共32页呼吸链的组成和定位呼吸链的组成和定位第24页/共32页化学渗透学说第25页/共32页呼吸作用的末端氧化酶系统呼吸作用的末端氧化酶系统第26页/共32页糖酵解的调节葡萄糖葡萄糖-6-磷酸果糖-6-磷酸果糖-1，6-磷酸K+,Na+Mg2+二羟丙酮3-PGA1，3-BPGA2-PGAPEPPiATP柠檬酸 丙酮酸K+Mg2+ADP3-PGA6-磷酸葡萄糖酸Ca2+负效应 果糖正效应 第27页/共32页TCA的调节部位与效应物丙酮酸乙酰CoA琥珀酰CoA（？）琥珀酰CoA（？）琥珀酸草酰乙酸异柠檬酸柠檬酸草酰乙酸苹果酸琥珀酰CoA- -酮戊二酸第28页/共32页a

14、、亚亚麻麻种种子子萌萌发发过过程程中中R RQ Q的的变变化化0 00 0. .2 20 0. .4 40 0. .6 60 0. .8 81 11 1. .2 20 02 24 46 68 81 10 01 12 21 14 41 16 61 18 8天天数数R RQ Q亚麻小麦b温度对豌豆幼苗呼吸速率的影响温度对豌豆幼苗呼吸速率的影响0 02 24 46 68 81010121214141616181820200 01 12 23 34 45 56 67 78 89 91010时间（h）时间（h）相对呼吸速率相对呼吸速率0 010202530354045c苹苹果果不不同同氧氧分分压压下下的的气气体体交交换换00.20.40.60.811.2051015202530氧氧分分压压（% %）气气体体交交换换无无氧氧呼呼吸吸熄熄灭灭点点d氧氧分分压压和和温温度度对对洋洋葱葱根根尖尖呼呼吸吸速速率率的的影影响响0 00 0. .2 20 0. .4 40 0. .6 60 0. .8 81 11 1. .2 21