植物的呼吸作用.doc

植物的呼吸作用第一节 呼吸作用的概念、意义一.呼吸作用的概念、特点与意义1.有关呼吸作用的概念呼吸作用:植物体一切生活细胞经过某些代谢途径使有机物氧化分解,释放能量的过程。 有氧呼吸:利用O2,将有机物彻底氧化成无机物,释放全部能量的过程。 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+2881.2kJ无氧呼吸:缺O2条件下,不彻底氧化分解,释放部分能量,无氧呼吸的代谢途径：酒精发酵：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+100.8kJ乳酸发酵：C6H12O6 2CH3CHOHCOOH+75.6kJ 呼吸基质:2.呼吸作用的特点:生物氧化的特点3.呼吸作用的意义二.呼吸作用的指标1.呼吸速率:单位时间单位重量的植物组织（或原生质毫克氮)所放出的CO2的量（QCO2)或吸收的O2气的量（Q O2）。2.呼吸商（RQ）: 植物组织在一定时间内放出的CO2量与吸收O2气量的体积比或摩尔比。 放出的CO2(体积或摩尔) RQ= 吸收的O2(体积或摩尔) 意义:一般不用来判别呼吸强弱,而是用来判断呼吸基质性质或氧气供应状况的指标。.影响呼吸商大小的因素:.底物种类:分子中含氧越高,RQ越大。CH2O: RQ=1 脂肪.蛋白质:RQ1 有机酸:RQ 1;.氧气供应状况:如同时存在无氧呼吸, RQ增大;.底物氧化程度:氧化不彻底， RQ减小;.是否伴随有羧化反应:有, RQ减小;.是否伴随有其它物质的还原反应:如果脱下的H没有进入呼吸链,而是用于其它物质的还原(NO2.NO3),会降低氧的消耗,使RQ增大。第二节 呼吸代谢途径一.有氧呼吸:1.EMP-TCA循环:供能;物质转化枢纽;一切有机物走向彻底氧化的最终途径;2.HMP途径:提供还原能力;提供中间产物;抗病;辅助供能;二.无氧呼吸:酒精发酵和乳酸发酵:对无氧呼吸的评价: 利,弊三.其它途径:1.乙醇酸氧化途径:光呼吸、水稻根中的供氧;2.乙醛酸循环:将脂肪转化成糖;四.呼吸作用的多条途径及其之间的关系1.多条途径的表现:底物降解的多条途径 :电子传递的多条途径:多条呼吸链;(3)末端氧化酶的多样性: 电子传递的多条途径:多条呼吸链 线粒体内膜上的呼吸链呼吸代谢电子传递的多条途径抗氰呼吸的意义(即交替氧化酶途径)（1）放热增温:放热有利于开花、授粉、受精.（2）增加乙烯生成，促进果实成熟，促进衰老. （3）在防御真菌感染中起作用:甘薯块根感染黑斑病时，抗病品种抗氰呼吸高于感病品种。（4）分流电子:当细胞色素主路电子饱和发生满溢状态时，交替途径起到了电子分流的作用。 末端氧化酶的多样性:呼吸链中能够直接将电子传给氧的酶称为末端氧化酶. 线粒体中的末端氧化酶 细胞色素氧化酶将电子由Cytaa3传给氧，生成水。是主要的末端氧化酶，承担氧消耗的45。 交替氧化酶(抗氰氧化酶） 在有氰化物存在条件下仍能运行,也称抗氰呼吸。其末端氧化酶是交替氧化酶，催化电子直接由 CoQ传到氧，对氰化物不敏感。 (CN-主要抑制Cyta3)细胞质中的末端氧化酶 酚氧化酶 含铜氧化酶.将酚氧化成醌.脱下的2H传给1/2O2,形成H2O.单酚氧化酶：酪氨酸酶多酚氧化酶：儿茶酚氧化酶（PPO） 与抗病性有关 制红茶：利用酚氧化酶 制绿茶、烤烟：抑制酚氧化酶.黄素氧化酶以FAD为辅基,也称需氧脱氢酶. 能直接将脱下的2H传给O2,形成H2O2.存在于乙醛酸循环体中，使脂肪酸氧化分解。抗坏血酸氧化酶 含铜，以1/2 O2为受体,形成脱氢Vc和H2O. 与植物受精过程有关，有利于胚珠发育。2.不同呼吸途径间的关系:通过共同中间产物相互连接.多条呼吸途径和多种末端氧化酶各种末端氧化酶的主要特性比较四.光合与呼吸作用的关系:1.对立性;物质代谢角度:能量代谢角度:2.相互联系:原料与产物的统一;相同的能量形态和生成方式;有相同的中间产物;思考题:从物质代谢和能量代谢的角度,说明呼吸作用和光合作用的区别和联系。第三节 呼吸作用的调节与影响呼吸作用的因素一.呼吸作用的调节(一)外因的调节:O2.温度.(二)内因的调节 主要以反馈方式进行1.通过中间产物的反馈调节:主要是后续产物对上游酶活性的抑制，称为反馈抑制。糖酵解的调节 2个关键酶: F-6-P激酶、丙酮酸激酶2.通过腺苷酸能荷的反馈调节能荷:以腺苷酸系统衡量细胞能量状态的概念. ATP+1/2ADP 能荷= ATP+ADP+AMP活细胞的能荷一般稳定在0.75-0.95范围,使细胞能够经济地利用能量。调节方式:ATP、AMP等是调节酶的变构激活剂或变构抑制剂。TCA循环的调节和效应物3.通过脱氢辅酶的反馈调节细胞中的脱氢辅酶系统: NADH+H+/NAD+ NADPH+H+/NADP+ FADH/FAD FMNH/FMN脱氢辅酶系统参与中间产物的形成环节,也参与能荷系统。 一般而言,还原态辅酶是负效应物，起抑制作用； 氧化态辅酶是正效应物，起促进作用。 二.影响呼吸速率的因素 (一)内部因素的影响 种间差异.器官差异 幼嫩器官衰老器官，生殖器官营养器官, 雌蕊雄蕊 (二)外因的影响1.水分含量的影响 (1)风干种子含水量对呼吸的影响安全水分线：束缚水的最高含量。(2)多汁器官含水量对呼吸的影响:2.温度的影响:正常情况下影响最大的因素。(1)呼吸作用的温度三基点:(图5-19)最低温:呼吸作用能够进行的温度下限。最高温:呼吸作用能够进行的温度上限。最适温:持续维持高水平呼吸的温度。(2)呼吸作用的温度系数(Q10):温度每上升10oC呼吸加速的倍数。 (t+10)oC的呼吸速率 Q10= Q10=22.5 toC的呼吸速率(3)温度波动对呼吸的影响:3.O2含量的影响O2 :氧气含量影响呼吸速率和呼吸类型 氧气对呼吸速率影响:氧饱和点,与温度有关。 氧气对呼吸类型影响: O2 3%,以无氧呼吸为主; 4%8%,两种呼吸共存; 达9%时无氧呼吸停止, 无氧呼吸消失点。 巴斯德效应: 氧气对无氧呼吸的抑制作用。 无氧呼吸的危害:（1）酒精中毒;（2）释放的能量少，不能满足需要;（3）有氧氧化的中间产物不能形成，影响其它物质的合成。4. CO2含量的影响CO2含量达1%, 呼吸受到影响; 达5%,受到明显抑制; 达10%,造成二氧化碳中毒。5.机械损伤:使呼吸加速进行。（1）氧化酶直接与底物接触;（2）某些细胞转变成分生组织状态。6.其它:微量生长素、氮肥可使呼吸加强。第五节 呼吸作与农业生产一.呼吸作用与农业栽培 保证呼吸作用正常进行。二.呼吸与抗病 植株感病后,呼吸增强,可以提高抗病性。三.呼吸与粮食贮藏 粮食安全贮藏的条件:低温、低湿、低氧四.呼吸与果蔬贮藏 果蔬安全贮藏的条件:低温、高湿、低氧