第四章植物的呼吸作用讲课.ppt

第四章 植物的呼吸作用 第一节 呼吸作用的概念及意义 一、呼吸作用的概念 呼吸作用的实质是发生在生活细胞内生物氧化过程，细胞通过呼吸作用将糖类物质氧化分解，为生命活动提供能量，同时也为其它重要生命物质的合成提供碳架。 高等植物的呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。 有氧呼吸： 是指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物彻底氧化分解成CO2和H2O，同时释放能量的过程： 无氧呼吸： 是在无氧条件下，生活细胞将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，其产物可以是乙醇或乳酸： 与有氧呼吸相比，无氧呼吸： （1）没有氧气参与； （2）底物氧化不彻底,中间代谢产物少; （3）产能少； 二、呼吸作用的生理意义 （1）为植物生命活动提供所需的能量。呼吸作用在氧化分解有机物的同时，释放能量，并转换成生命活动可利用的形式（ATP），供生命活动之需 。 （2）呼吸作用为细胞内其它物质的合成提供原料。呼吸作用中，糖类在被彻底氧化分解成的过程中，产生许多中间产物，这些中间产物是进一步合成其它重要生命物质的原料。 （3）呼吸作用在植物的抗病免疫方面也具有重要作用。 三、呼吸作用的指标及测定 呼吸作用的指标： （1）呼吸速率（respiratory rate）： 单位时间内单位植物体部分O2的吸收量或CO2 的释放量； CO2（O2）mg/ g（FW or DW）/h 也可用干物质的消耗量来表示。 表示呼吸作用强弱的指标，即呼吸代谢反应的反应速率。 （2）呼吸商（respiratory quotient RQ）： 也称为呼吸系数（respiratory coefficent），是表示呼吸底物性质和供氧状况的指标。即植物组织在一定时间内呼吸作用放出CO2与吸收O2的摩尔数之比： 物质完全氧化分解时： 碳水化合物： C6H12O6+6O6=6CO2+6H2O RQ=1 脂肪、蛋白质： C57H104O6+78O2=57CO2+52H2O RQ ? 1 有机酸： C6H8O7+4.5O2=6CO2+4H2O RQ?1 当供氧不足时，RQ增大，无氧呼吸时，RQ无限大。 呼吸指标的测定： 1、微量检压法（瓦氏呼吸计法）：测定O2和CO2的交换量（呼吸速率和RQ）； 2、氧电极法：测定氧气的吸收量； 3、CO2释放量的测定——小筐子法、干燥器法等； 4、红外线吸收法：红外线CO2分析仪； 第二节 植物呼吸作用的代谢途径 植物的呼吸作用具有多样性，主要表现为呼吸底物降解的多途径、电子传递的多途径和末端氧化酶多样性。 底物降解主要有： EMP-TCAC途径； 磷酸戊糖（ PPP）途径； 无氧呼吸途径等； 一、糖酵解（glycolysis） 是指淀粉或葡萄糖在一系列酶的催化下，氧化分解为丙酮酸的过程。由于糖的氧化分解是脱氢氧化，没有O2的参与，故称为酵解。该途径简称为EMP途径。 EMP是在细胞质中进行的，六碳糖经磷酸化后先裂解为2分子三碳糖，然后再经脱氢氧化转变为三碳酸——丙酮酸。 Glucose 经EMP途径分解为2pyruvate，并产生2ATP和2NADH+H+： 二、三羧酸循环（TCAC） EMP产生的Pyr在有氧条件下，进入线粒体，经TCAC彻底氧化分解为CO2。 在有氧条件下丙酮酸在线粒体基质中彻底氧化分解为CO2的循环反应途径三羧酸循环（TCAC）。也称为柠檬酸循环(citric acid cycle)，或克雷布斯循环(Krebs cycle)。 TCAC的全过程可分为：乙酰CoA的形成、TCAC的运转两个反应阶段。 常见的辅酶和辅基： NAD+： 辅酶I，烟酰胺