植物的呼吸课件

第五章植物的呼吸作用第一节

呼吸作用的概念及其生理意义

呼吸作用(respiration)是氧化有机物并释放能量的异化作用(disassimilation)。

有氧呼吸(aerobicrespiration)指生活细胞利用分子氧将体内的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)一般指生活细胞在无氧条件下利用有机物分子内部的氧,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。

呼吸作用有氧呼吸与物质的燃烧的区别：1.燃烧时,有机物被剧烈氧化散热,而在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。2.燃烧是物理过程，呼吸作用是生理过程，在常温、常压下进行。

三、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末端氧化系统细胞色素氧化系统交替氧化系统过氧化物氧化酶系统多酚氧化酶系统抗坏血酸氧化酶系统乙醇酸氧化酶系统乙醛酸氧化酶系统糖酵解第二节

呼吸代谢的生化途径

一、糖酵解1.概念：糖酵解(glycolysis)是指在细胞质内所发生的、将葡萄糖在无氧状态下降解为丙酮酸并释放能量的过程，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,又把糖酵解途径称为Embden-Meyerhof-Parnas途径,简称EMP途径。

第二节

呼吸代谢的生化途径

2.糖酵解的化学历程糖酵解途径分三个阶段：(1)已糖的磷酸化(2)已糖磷酸的裂解(3)ATP和丙酮酸的生成总反应式为：3.糖酵解的生理意义(1)糖酵解普遍存在于生物体中,是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径。(2)糖酵解过程中产生的一系列中间产物,在不同外界条件和生理状态下,可以通过各种代谢途径,产生不同的生理反应,在植物体内呼吸代谢和有机物质转化中起着枢纽作用。(3)通过糖酵解,生物体可获得生命活动所需的部分能量。对于厌氧生物来说,糖酵解是糖分解和获取能量的主要方式。(4)糖酵解途径中,除了己糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶所催化的反应以外,其余反应均可逆转,这就为糖异生作用提供了基本途径。

三、三羧酸循环1.概念：三羧酸循环(tricarboxylicacidcycle)

指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分解生成CO2的过程。又称为柠檬酸环或Krebs环，简称TCA循环。3.三羧酸循环的生理意义（1）TCA循环是生物体利用糖或其他物质氧化获得能量的主要途径。（2）从物质代谢来看,TCA循环中有许多重要中间产物与体内其他代谢过程密切相连,相互转变。可以说,TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质及次生物质代谢和转化的枢纽。

四、戊糖磷酸途径1.概念

磷酸戊糖途径(pentosephosphatepathway）：是指在细胞质内进行的一种将葡萄糖直接氧化降解的酶促反应过程。或称为已糖磷酸支路(hexosemonophosphatepathway)。简称PPP或HMP。也称为葡萄糖直接氧化途径。

四、戊糖磷酸途径2.磷酸戊糖途径的化学历程脱氢反应(1)葡萄糖氧化脱羧阶段水解反应

脱氢脱羧反应(2)非氧化分子的重组阶段磷酸戊糖途径的总反应式为：第三节电子传递与氧化磷酸化

一、呼吸链的概念和组成1.呼吸链的概念呼吸链(respiratorychain),是指按一定顺序排列相互衔接的传递氢或电子到分子氧的一系列传递体的总轨道第三节电子传递与氧化磷酸化

2.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)二、氧化磷酸化1.磷酸化的概念生物氧化过程中释放的自由能,促使ADP形成ATP,称为磷酸化作用(phosphorylation)。2.磷酸化的类型(1)底物水平磷酸化指底物脱氢(或脱水),其分子内部所含能量的重新分布或集中,即可生成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。(2)电子传递体系磷酸化(氧化磷酸化)是指电子从NADH或FADH\-2脱下,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。3.氧化磷酸化的机理化学渗透假说(P.Mitchell1961年)要点:(1)呼吸传递体不对称地分布在线粒体内膜上。(2)呼吸链的复合体中递氢体有质子泵作用,它可以将H+从线粒体内膜的内侧泵至外侧,在内膜两侧建立起质子浓度梯度和电位梯度。

(3)由质子动力势梯度推动ADP和Pi合成ATP。三、呼吸链电子传递的多条途径1.细胞色素氧化酶2.抗氰途径（交替氧化酶系）3.乙醇酸氧化酶4.多酚氧化酶5.抗坏血酸氧化酶四、呼吸作用中能量代谢植物呼吸作用是通过酶促反应把贮存在化合物中的化学能释放出来,一部分转变为热能散失,一部分以ATP形式贮存。1mol葡萄糖经EMP-TCA-呼吸链彻底氧化后共生成36molATP。

1mol葡萄糖呼吸能量利用率为:40%第四节影响呼吸作用的因素一、呼吸作用的指标1.呼吸速率(respiratoryrate)又称呼吸强度,指单位时间内单位重量的植物材料释放的CO2的量或吸收O2的量。2.呼吸商(respiratoryquotient，R.Q)又称呼吸系数,指植物组织在一定时间内,释放CO2的量与吸收O2的量的比值。二、内部因素对呼吸速率的影响1.不同植物种类、代谢类型、生育特性、生理状况,呼吸速率有所不同。2.同一植物的不同器官或组织的呼吸速率也有很大的差异。三、外部因素对呼吸作用的影响1.温度：温度通过对呼吸酶活性的影响而改变呼吸速率。温度对呼吸作用的影响有三基点:最低、最适、最高。2.氧气：氧是植物有氧呼吸的必要条件。无氧呼吸熄灭点指使无氧呼吸停止时的环境氧气浓度(10%左右)。3.二氧化碳：二氧化碳是呼吸作用终产物之