第四章-植物的呼吸作用.ppt

第四章 植物的呼吸作用 一、呼吸作用的概念和生理意义 二、植物的呼吸代谢途径 三、电子传递与氧化磷酸化 四、呼吸过程能量贮存和利用 五、呼吸作用的调节与控制 六、影响呼吸作用的因素 七、呼吸作用与农业生产 第四章 植物的呼吸作用 【重、难点提示】5学时讲授 呼吸作用生理意义、主要类型 植物的呼吸代谢途径的生理意义 呼吸链与氧化磷酸化的概念、特点及呼吸代谢的多样性 呼吸作用的调节和控制 呼吸商的概念及影响呼吸作用的因素 呼吸知识在农业上的应用 一、呼吸作用的概念 1 有氧呼吸———生活细胞在有氧气参与下，将有机物彻底氧化分解，放出CO2和H2O,同时释放能量的过程。 C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量（G′=2870kJ） 2 无氧呼吸——在无氧条件下，生活细胞把某些有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。 C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 能量（?G′=226kJ） C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH + 能量（?G′= 197kj） 既不吸收氧气也不释放CO2的呼吸作用是存在的，如产物为乳酸的无氧呼吸。 一、呼吸作用的概念 第二节 植物的呼吸代谢途径 一、糖酵解(又称EMP途径) （一) 概念、底物、进行场所及产物 1、糖酵解:淀粉、葡萄糖或其他六碳糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程，通称为糖酵解。 2、进行场所:细胞质 3、底物:淀粉、也可是葡萄糖、果糖或蔗糖。 4、产物: 丙酮酸、NADH 葡萄糖 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi→2丙酮酸 +2NADH+2H+ +2ATP + 2H2O 第三节 电子传递与氧化磷酸化 生物氧化：有机物质在生物体细胞内进行氧化分解，生成二氧化碳、水和释放能量的称为生物氧化。 植物线粒体内膜上的复合体及其电子传递 一、呼吸链 (一) 呼吸链的概念—指呼吸代谢中间的电子和质子，沿着一系列的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程。 (二) 植物呼吸链的组成： 氢传递体:包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有NAD、NADP、FMN、FAD、UQ等。既传递电子，也传递质子； 电子传递体:包括细胞色素系统（Cytb、 Cytc1、Cytc、Cyta、 Cyta3）和铁硫蛋白。只传递电子。 一、呼吸链 (一) 呼吸链的概念 (二) 呼吸链的组成 一、呼吸链 组成: FAD和3个Fe-S蛋白 功能:催化琥珀酸氧化为延胡索酸，并将H转移到FAD生成FADH2，然后再把H转移到UQ生成UQH2。此复合体不泵出质子。 一、呼吸链 组成:2个Cytb（Cytb565和Cytb560），1个Fe-S蛋白和1个Cytc1，Cytc是一个移动载体。 功能:UQH2把电子经过1个Fe-S中心，2个Cytb和1个Cytc1最后传到Cytc，同时泵出4个质子到膜间间隙。 Cytc是小蛋白体，疏松地附在内膜的外表面，其功能是在复合体Ⅲ和Ⅳ之间传递电子。 一、呼吸链 组成:含2个铜中心（CuA和CuB）、Cyta和Cyta3。 功能:是将Cytc中的电子传递给分子氧，激发O2并与基质中的H+结合形成水，每传递一对电子时，有两个质子泵出。 一、呼吸链 组成:由 F0和F1两部分组成，F1突出于膜表面，具有亲水性，酶的催化部位就位于其中。F0疏水，嵌入内膜磷脂之中，内有质子通道。 功能:将ADP和Pi合成ATP。 二、氧化磷酸化 （一）磷酸化的概念 氧化磷酸化：在生物氧化中，电子经过线粒体的电子传递链传递到氧，伴随ATP合酶催化，使ADP和磷酸合成ATP的过程，称为氧化磷酸化作用（oxidative phosphorylation）。 它是需氧生物合成ATP的主要途径。电子沿呼吸链由低电位流向高电位是个逐步释放能量的过程。 二、氧化磷酸化 （一）磷酸化的概念 二、氧化磷酸化 （一）磷酸化的概念 二、氧化磷酸化 （一）磷酸化的概念 二、氧化磷酸化 (一)磷酸化的概念 呼吸链电子传递多条途径 第四节 呼吸过程中能量的贮存和利用 二、利用能量 二、利用能量 三、光合作用和呼吸作用的关系 三、光合作用和呼吸作用的关系 第五节 呼吸代谢的调节和控制 细胞内呼吸代谢的调节机理主要是反馈调节。 反馈调节(feedback regulation)就是指反应体系中的某些中间产物或终产物对其前面某一步反应速度的影响。可分为: 第五节 呼吸代谢的调节和控制 巴斯德效应:当植物组织周围的氧浓度增加时，酒精发酵产物的积累逐渐减少，这种氧抑制酒精发酵的现象叫做“巴斯德效应” 。 调节酶:果糖磷酸激酶和丙酮酸激酶 调节物：ATP和柠檬酸是负效应物，ADP、Pi 是正效应