页数：42页文件大小：5.45 MB来源： 植物生理学ppt课件
本课件从呼吸作用的概念与生理意义讲起，依次展开糖酵解、三羧酸循环与戊糖磷酸途径三条呼吸代谢途径，随后讲解呼吸链组成、抗氰呼吸与末端氧化酶系统，并给出呼吸速率与呼吸商等指标及其影响因素与应用。
光能稳定化学能叶绿体生长发育和代谢
§4-1.呼吸作用的概念和生理意义§4-2.呼吸代谢的生化途径§4-3.电子传递与氧化磷酸化§4-4.呼吸作用的指标及影响因素§4-5.呼吸作用与农业生产第五章植物呼吸作用
第一节呼吸作用的概念和意义一.概念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。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，同时释放能量过程。无氧呼吸指生活细胞在无氧条件下，把某些有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。
发酵酒精发酵乳酸发酵微生物的无氧呼吸通常称为发酵苹果、香蕉；马铃薯块茎、甜菜块根
二.生理意义4.增强植物抗病免疫能力1.为植物生命活动提供能量2.为其他化合物合成提供原料3.为代谢活动提供还原力
第二节植物的呼吸代谢途径
一、糖酵解１.概念己糖在细胞质中降解成丙酮酸过程，也称EMP途径。不需氧，是有氧和无氧呼吸的共同途径２.意义普遍存在生物体内，是有氧和无氧呼吸的共同途径中间和终产物很重要，可通过各种代谢途径生成不同物质获生命活动所需部分能量，对厌氧生物是糖分解和获能量主要形式除三步反应外，其他均可逆，为糖异生作用提供了基本途径．
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
二、三羧酸循环１.概念糖酵解终产物丙酮酸在有氧下进入线粒体，逐步氧化分解，最终形成CO2和H2O的过程。也叫柠檬酸循环。２、三羧酸循环的生理意义该循环是糖、脂肪、蛋白彻底氧化分解的共同途径；可通过代谢中间产物与其他代谢途径发生联系和相互转变。TCA循环是生物体获得能量的有效途径是有氧呼吸产生二氧化碳的主要来源.
三、戊糖磷酸途径（PPP)向组织加EMP抑制剂（氟化物）没有完全抑制呼吸１、概念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（己糖磷酸途径，HMP）
２、PPP途径的生理意义提供还原力NADPH,用于脂肪酸和固醇等合成中间产物是许多重要物质的合成原料将呼吸和光合联系起来.与EMP-TCA酶系统不同，当EMP-TCA受阻时，PPP可代替正常有氧呼吸。在感病、受伤、干旱时，占呼吸50%以上
EMP-TCAC和PPP第三节.电子传递与氧化磷酸化电子和质子产生传递O2H2OATP
一、呼吸链的概念和组成1、呼吸链(respiratory chain)即呼吸电子传递链(electron transport chain)，是线粒体内膜上由呼吸传递体组成的电子传递总轨道。
NADHFMN Fe·SCoQCytb Fe·S Cytc1CytcCytaa3O2ADP+Pi ATPADP+Pi ATPADP+Pi ATPFe·SFADH细胞色素氧化酶P/O=3黄酶作用：特点：电子只经复合体一，被鱼藤酮抑制，不被氰化物抑制放热，不产生或产生很少ATP
（3）抗氰呼吸生理意义推测放热增温，利于授粉和种子萌发能量溢流与细胞分化、生理和果实成熟有关增强抗逆性
末端氧化酶的多样性
图4-11氧化磷酸化作用机理示意图
三、光合作用与呼吸作用的关系1. ADP和NADP+在光合和呼吸中可共用。2.光合C3途径与呼吸PPP途径基本上正反反应，中间产物可交替使用。3.光合释放O2→呼吸，呼吸释放CO2→光合
光合作用与呼吸作用在原料、产物、能量转换与发生条件上均不相同，对比如下。
| 比较项目 | 光合作用 | 呼吸作用 |
|---|---|---|
| 原料 | CO2、H2O | O2、淀粉、己糖等有机物 |
| 产物 | O2、淀粉、己糖、蔗糖等有机物 | CO2、H2O |
| 能量转换 | 贮藏能量的过程：光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能 | 释放能量的过程：稳定的化学能→活跃的化学能 |
| 发生部位 | 绿色细胞、叶绿体、细胞质 | 生活细胞、线粒体、细胞质 |
| 发生条件 | 光照下才可发生 | 光下、暗处都可发生 |
§4-4呼吸作用的指标及其影响因素一.呼吸作用的指标二.呼吸商的影响因素三.呼吸速率的影响因素
1.呼吸速率(respiratory rate)μmol·g-l·h-1，μl·g-l·h-1等又称呼吸系数，指植物组织在一定时间内，释放CO2与吸收O2的数量(体积或物质的量)比值。RQ=释放的CO2量/吸收的O2量一.呼吸作用的指标概念2.呼吸商(respiratory quotient，RQ)植物的单位重量在单位时间内释放的CO2或吸收O2的数量
呼吸商随呼吸底物的不同而变化，三类底物的计算如下。
| 底物类型 | 反应式 | RQ |
|---|---|---|
| 葡萄糖 | C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O | 1.0 |
| 脂肪、蛋白质（棕榈酸） | C16H32O2+23O2→16CO2+16H2O | 0.70 |
| 有机酸（苹果酸） | C4H6O5+3O2→4CO2+3H2O | 1.33 |
不同植物种类的呼吸速率差异很大，测定结果如下。
| 植物种类 | 呼吸速率（O2，鲜重）/μl·g-1·h-1 |
|---|---|
| 仙人掌 | 6.80 |
| 景天属 | 16.60 |
| 蚕豆 | 96.60 |
| 小麦 | 251.00 |
| 细菌 | 10000.00 |
氧浓度过低,无氧呼吸增强，产生酒精中毒，消耗体内养料过多。（2）氧气呼吸开始下降＜20％10％～20％有氧呼吸＜10％无氧呼吸出现并逐步增强，有氧呼吸迅速下降。把无氧呼吸停止进行的最低氧含量(10％左右)称为无氧呼吸的消失点。氧浓度过高，对植物有毒害
§4-5.呼吸作用与农业生产一.呼吸作用与作物栽培二.种子的安全贮藏与呼吸作用三.果实、块根、块茎的呼吸作用与贮藏
种子含水量低于安全含水量时呼吸极微弱，可安全贮藏，两类种子的数值如下。
| 种子类型 | 安全含水量 | 呼吸显著增强的含水量 |
|---|---|---|
| 油料种子 | ＜6%～8% | 9%～10% |
| 淀粉种子 | ＜10%～12% | 13%～15% |
粮食贮藏:控制进仓种子的含水量，不得超过安全含水量注意库房的通风，增高CO2含量,降低O2含量充N贮藏降低粮温
三.果实、块根、块茎的呼吸作用与贮藏1.果实呼吸跃变(respiratory climacteric):当果实成熟到一定时期，其呼吸速率突然增高，最后又突然下降，这种现象称为呼吸跃变。跃变型(苹果、梨、香蕉、番茄等)非跃变型（柑橘、柠檬、菠萝等）两类概念
2.甘薯块根和马铃薯块茎甘薯块根：主要是控制温度和气体成分。适当提高[CO2]，有利于安全贮藏。＞15℃，引起发芽和病害＜9℃,受寒害安全贮藏温度:10～14℃马铃薯: 2～3℃适当提高湿度
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
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