呼吸作用ppt課件

1,第四章 植物的呼吸作用,2,主要講述以下內(nèi)容:,1.1 呼吸作用概述,1.2 植物呼吸代謝的主要途徑,1.3 影響呼吸作用的因素,1.4 呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),3,1 呼吸作用的概念及特點(diǎn),（1）呼吸作用的概念,呼吸作用是指生活細(xì)胞氧化分解有機(jī)物，并釋放能量的過(guò)程。,根據(jù)是否需要氧氣,有氧呼吸,無(wú)氧呼吸,指生活細(xì)胞吸收O2，把有機(jī)物進(jìn)行徹底的氧化分解，放出CO2，同時(shí)釋放能量的過(guò)程。,指生活細(xì)胞在無(wú)氧條件下，把有機(jī)物進(jìn)行不徹底的氧化分解，同時(shí)釋放出部分能量的過(guò)程。,無(wú)氧呼吸又稱(chēng)發(fā)酵。有酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵。,1.1 呼吸作用概述,4,與有氧呼吸相比，無(wú)氧呼吸的特點(diǎn)：,A）不吸收O2；,B）底物分解不徹底；,C）釋放能量少。,5,（2）呼吸作用的特點(diǎn),一個(gè)氧化還原過(guò)程。,C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量,還原劑,氧化劑,2 呼吸作用的生理意義,（1）呼吸作用為生命活動(dòng)提供直接能源ATP；,（2）呼吸作用為生物合成提供還原力；,（3）呼吸作用為其它生物合成提供原料；,（4）在植物抗病免疫方面有重要作用。,6,7,3 呼吸作用的指標(biāo),（1）呼吸速率 (又稱(chēng)呼吸強(qiáng)度),指單位植物材料（鮮重、干重、原生質(zhì)），在單位時(shí)間內(nèi)，呼吸釋放的CO2或吸收O2的量。,常用單位有：,O2微升（L）克鮮重（干重）小時(shí),CO2微升（L）克鮮重（干重）小時(shí),O2微升（L）mg N小時(shí),（2）呼吸商（RQ）,又稱(chēng)呼吸系數(shù).是呼吸作用釋放的CO2摩爾數(shù)或體積與吸收O2的摩爾數(shù)或體積之比。,RQQCO2/QO2,8,影響呼吸商大小的因素,（1）呼吸底物的性質(zhì),（2）氧氣的供應(yīng)情況。,A）當(dāng)呼吸底物是碳水化合物，又被完全氧化時(shí)，RQ1。,B）當(dāng)呼吸底物是富氫物質(zhì)，氧化分解需較多的O2，則呼吸商小于1。,C）當(dāng)呼吸底物是富氧物質(zhì)，氧化分解需氧較少，呼吸商大于1。,D）在缺氧狀態(tài)下，RQ會(huì)異常地升高。相反，若呼吸過(guò)程中形成了不完全氧化的中間產(chǎn)物，釋放CO2少，氧較多地保留在中間產(chǎn)物中，RQ就會(huì)小于1。,返回總目錄,9,主要途徑有三條:,糖酵解（EMP）酒精或乳酸發(fā)酵；,糖酵解三羧酸循環(huán)（TCA）；,磷酸戊糖途徑（PPP）。,各途徑之間的關(guān)系見(jiàn)下圖,1 呼吸途徑,1.2 植物呼吸代謝的主要途徑,10,11,2 光合作用與呼吸作用的關(guān)系,相互依存關(guān)系，主要有以下幾個(gè)方面：,A）互為原料和產(chǎn)物。光合釋放的O2可供呼吸作用利用；呼吸釋放的CO2為光合作用的原料。,B）能量代謝。光合與呼吸過(guò)程中都有ATP和NADPH產(chǎn)生，所需ADP和NADP+在光合與呼吸中共用。,C）光合卡爾文循環(huán)與呼吸的PPP途徑基本上是逆過(guò)程，許多中間產(chǎn)物，如三碳糖（磷酸甘油醛）、四碳糖（磷酸赤蘚糖）、五碳糖（磷酸核糖、核酮糖、木酮糖）、六碳糖（磷酸葡萄糖和果糖）、七碳糖（磷酸景天庚糖）等可以交替使用。,12,NADPH2,呼吸作用與光合作用之間的關(guān)系,返回總目錄,NADP+,13,內(nèi)部因素：代謝類(lèi)型、結(jié)構(gòu)差異,外部因素：水分、O2與CO2濃度、溫度、底物供應(yīng)等,1 內(nèi)部因素對(duì)呼吸作用的影響,生長(zhǎng)快的植物呼吸也快。,1.3 影響呼吸作用的因素,14,是指溫度每升高10時(shí)呼吸速率相當(dāng)于原溫度的倍數(shù)。,能夠持續(xù)地維持較快的呼吸速率的溫度稱(chēng)呼吸最適溫度。,最高與最低溫度都是呼吸的極限溫度。,呼吸的最低、最適和最高溫度稱(chēng)溫度三基點(diǎn)。,（1）溫度,2 外部因素對(duì)呼吸作用的影響,呼吸作用的溫度系數(shù)Q10：,15,（2）氧氣和二氧化碳,O2供應(yīng)不足, 長(zhǎng)時(shí)間無(wú)氧呼吸致使植物死亡。,A）無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精，引起原生質(zhì)蛋白質(zhì)變性；,B）無(wú)氧呼吸產(chǎn)生能量少，物質(zhì)消耗多；,C）沒(méi)有丙酮酸氧化過(guò)程，許多中間產(chǎn)物不能合成。,其原因有三：,16,過(guò)高的O2濃度對(duì)植物反而有毒。與形成氧自由基有關(guān)。,在O2濃度較低的情況下，呼吸速率隨著O2濃度的增大而提高，但當(dāng)O2濃度增至一定值時(shí)，對(duì)呼吸作用就沒(méi)有促進(jìn)作用了，這一O2濃度稱(chēng)為氧飽和點(diǎn)（oxygen saturation point）。,在缺氧條件下，提高氧濃度，無(wú)氧呼吸隨之減弱，直至消失。一般把無(wú)氧呼吸停止進(jìn)行的最低氧濃度（10%左右）稱(chēng)為無(wú)氧呼吸的熄滅點(diǎn)（anaerobic respiration extinction point）。,無(wú)氧呼吸的熄滅點(diǎn)：,氧飽和點(diǎn)：,17,O2濃度對(duì)小麥、水稻幼苗呼吸作用的影響,氧飽和點(diǎn),無(wú)氧呼吸的熄滅點(diǎn),18,（3）機(jī)械損傷,機(jī)械損傷會(huì)加快呼吸速率：,A）正常情況下，末端氧化酶與底物是隔開(kāi)的，機(jī)械損傷破壞了這種分隔，底物迅速被氧化；,B）機(jī)械損傷使某些細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚M織狀態(tài)，形成愈傷組織去修補(bǔ)傷，這些生長(zhǎng)旺盛的細(xì)胞呼吸提高。,返回總目錄,19,1 呼吸效率的概念與意義,所謂呼吸效率（respiratory ratio）是指每消耗1克葡萄糖所合成生物大分子物質(zhì)的克數(shù)。,呼吸效率（合成生物大分子的克數(shù)/1克葡萄糖氧化）100,生長(zhǎng)旺盛和生理活性高的部位，呼吸效率高； 生長(zhǎng)活動(dòng)已經(jīng)停止的成熟組織或者器官，呼吸效率低。,1.4 呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),20,根據(jù)呼吸效率高低，將呼吸分成兩種類(lèi)型：,維持呼吸和生長(zhǎng)呼吸,維持呼吸（maintenance respiratoin）是指為了維持細(xì)胞活性所進(jìn)行的呼