第四章植物的呼吸作用

1、1第四章 植物的呼吸作用1 呼吸作用的概念及生理意義2 呼吸作用中底物的分解途經(jīng)3 呼吸鏈和氧化磷酸化4 呼吸作用的調(diào)節(jié)和控制5 影響呼吸作用的因素21 呼吸作用的概念及生理意義1 呼吸作用的概念 呼吸作用是指生活細(xì)胞內(nèi)的有機物，在酶的參與下，逐步氧化分解并釋放能量的過程。1.1 有氧呼吸 c6h12o6+6o26co2+6h2o+680千卡1.2 無氧呼吸 c6h12o62c2h5oh+2co2+24千卡 c6h12o62ch3chohcooh+18千卡1.3 有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別 *有無氧氣參與；*有機物分解程度；*釋放能量多少。32 呼吸作用的生理意義2.1 為植物生命活動提供能量2

2、.2 中間產(chǎn)物是合成植物體內(nèi)重要有機物的原料2.3 在植物抗病免疫方面有著重要作用42 呼吸作用中底物的分解途經(jīng)51 糖酵解1.1 概念 淀粉或己糖在細(xì)胞質(zhì)中分解成丙酮酸的過程，稱為糖酵解（emp）。1.2 過程 c6h12o6+2nad+2adp+2h3po4 2ch3cocooh+2nadh+2h+2atp671.3 糖酵解途經(jīng)的特點： 糖類在分解時，首先要活化磷酸化，以提高其能量水平（反應(yīng)5、7、8）。 途徑中僅有一個碳鏈斷裂反應(yīng)（反應(yīng)10）。 途徑中僅有一個氧化還原反應(yīng)（反應(yīng)12），脫下的h交給nad+。 途徑中有兩處進行底物水平磷酸化（反應(yīng)13、16），形成atp。81.4 糖酵解產(chǎn)

3、物的去向：92 三羧酸循環(huán)2.1 概念 糖酵解的終產(chǎn)物丙酮酸，在有氧條件下進入線粒體，通過一個包括三羧酸和二羧酸的循環(huán)逐步脫羧脫氫，徹底氧化分解，這一過程稱為三羧酸循環(huán)（tcac）。2.2 化學(xué)過程 ch3cocooh+4nad+fad+adp+pi+2h2o 3co2+4nadh+4h+fadh2+atp10112.3 三羧酸循環(huán)的特點 途徑中有5次脫h（反應(yīng)1、4、5、7、9），脫下的5對h分別交給nad+和fad。 途徑中有3次脫羧（反應(yīng)1、4、5），形成3分子co2離開循環(huán)。 途徑中有1個底物水平磷酸化反應(yīng)（反應(yīng)6），形成1分子atp。 每次循環(huán)消耗2分子水（反應(yīng)2、8）。122.4

4、三羧酸循環(huán)的生理意義 途經(jīng)中脫下的5對h，在呼吸鏈中可產(chǎn)生大量atp（14個/丙酮酸），加上底物水平上形成的atp，是生物體生理活動所需能量的主要來源。 循環(huán)中的一系列代謝中間產(chǎn)物與其它代謝途經(jīng)發(fā)生聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)變，為植物體內(nèi)的物質(zhì)合成提供原料。133 戊糖磷酸途徑3.1 概念與別名 戊糖磷酸途徑（ppp）是指葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)直接氧化脫羧，并以戊糖磷酸為重要中間產(chǎn)物的有氧呼吸途徑。 根據(jù)該途徑的不同特點，又名磷酸戊糖途徑、己糖磷酸途徑（hmp）、己糖磷酸支路、磷酸葡萄糖酸途徑、葡萄糖直接氧化途徑。3.2 化學(xué)過程1415戊糖磷酸途徑的總反應(yīng)式： c6h12o6+12nadp+atp+7h2o 6

5、co2+12nadph+12h+adp+pi3.3 戊糖磷酸途徑的特點 途徑中有兩處脫h氧化（反應(yīng)2、3），脫下的h均由nadp+接受。 途徑中有1個脫羧反應(yīng)（反應(yīng)3），形成co2，使碳鏈縮短。 途徑中有兩處加入h2o（反應(yīng)2、11）。 途經(jīng)中進行了分子重組，形成了c3、c4、c5、c6不同碳原子數(shù)目和結(jié)構(gòu)的有機物。163.4 戊糖磷酸途徑的生理意義 每氧化1分子葡萄糖形成12分子nadph，進入呼吸鏈可凈產(chǎn)生35個atp。在tcac受阻時，ppp可替代正常的有氧呼吸。nadph還可作為還原劑用于脂肪酸等合成。 途徑中的一些中間產(chǎn)物是許多重要有機物質(zhì)合成的原料。 植物感病、受傷、干旱時，該途徑

6、可占全部呼吸的50%以上，增強植物抗性。173 呼吸鏈和氧化磷酸化1 呼吸鏈1.1 呼吸鏈的概念 呼吸鏈?zhǔn)蔷€粒體內(nèi)膜上由呼吸傳遞體組成的電子傳遞總軌道。1.2 呼吸鏈的組成 氫傳遞體傳遞質(zhì)子和電子: nadh=nad+h+2e- fadh2=fad+2h+2e- coqh2=coq+2h+2e- 電子傳遞體僅傳遞電子： fe3+e-=fe2+181.3 呼吸鏈中傳遞體的排列 ah2 nad fad coq cytb cytc cyta cyta3 o21.4 呼吸鏈的功能 把底物脫下的h和電子有序地傳遞給氧，形成h2o。在電子傳遞過程中，逐步釋放能量，偶聯(lián)磷酸化，產(chǎn)生atp，供植物生命活動所利

7、用。192 氧化磷酸化2.1 概念 氧化磷酸化是指電子從nadh或fadh2經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給o2的過程中，偶聯(lián)adp和pi生成atp的化學(xué)過程。即在呼吸鏈上發(fā)生的磷酸化作用。2.2 氧化與磷酸化的關(guān)系 氧化與磷酸化是線粒體內(nèi)膜上同時發(fā)生的兩個化學(xué)過程。它們是一個偶聯(lián)反應(yīng)。磷酸化作用所需要的能量由氧化作用供給，氧化作用所釋放的能量要通過磷酸化作用儲存。2.3 氧化磷酸化的意義 氧化底物上脫下的h，形成atp，維持生命活動。203 電子傳遞的其它途徑和末端氧化酶214 呼吸作用的調(diào)節(jié)和控制1 巴士德效應(yīng)和糖酵解的調(diào)節(jié)1.1 巴士德效應(yīng) 指氧抑制酒精發(fā)酵的現(xiàn)象。 有氧條件下，nadh進入呼吸鏈，發(fā)

8、酵作用就會停止。1.2 糖酵解的調(diào)節(jié) 有氧條件下，會產(chǎn)生較多的負(fù)效應(yīng)劑atp等，反饋抑制糖酵解調(diào)節(jié)酶磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性，使糖酵解速度減慢。 無氧條件下，會積累較多的正效應(yīng)劑adp和pi等，促進糖酵解調(diào)節(jié)酶磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性，使糖酵解速度加快。222 三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié) nadh、atp、琥珀酰coa、-酮戊二酸、草酰乙酸等對循環(huán)起抑制 作用。 nad+、adp、amp等對循環(huán)起促進作用。3 磷酸戊糖途經(jīng)的調(diào)節(jié) 主要受nadph/nadp+比值的調(diào)節(jié):比值大時，抑制ppp；比值小時，促進ppp。4 能荷的調(diào)節(jié)4.1 能荷的概念 能荷指全部腺苷酸中atp的相對含量（%）。 atp+1/2adp ec= atp+adp+amp4.2 能荷的調(diào)節(jié) 能荷減?。╝tp減少，adp增多）時，呼吸速率增高；能荷增大（atp增多，adp減少）時，呼吸速率下降。 235 影響呼吸作用的因素1 影響呼吸作用的內(nèi)部因素1.1 生物膜1.2 呼吸酶1.3 呼吸底物的含量1.4 植物呼吸的規(guī)律性1.4.1 不同的植物種類，呼吸速率不同。1.4.2 同一植物的不同器官或組織，呼吸速率不同。1.4.3 同一植物器官，生