植物及植物生理第八章 呼吸作用.ppt

（2）外部因素 呼吸作用 三、影响呼吸作用的因素 （二）影响呼吸作用因素 ?温度 热带或亚热带植物呼吸作用最高温度可为40℃以上高温。但不论何种植物，呼吸作用对温度反应具有明显的时间效应，也即说，植物在短期内甚至在60-70℃下仍可达到很高呼吸强度，但这只是很快下降前的短暂表现，温度愈高，效应的时间愈短。 （2）外部因素 呼吸作用 三、影响呼吸作用的因素 （二）影响呼吸作用因素 ?氧 氧浓度影响着呼吸速率 （2）外部因素 呼吸作用 三、影响呼吸作用的因素 （二）影响呼吸作用因素 ?氧在低氧浓度时逐渐增加氧，无氧呼吸会随之减弱，直至消失；随着氧浓度的增高，有氧呼吸也增加，此时呼吸速率也增加，但氧浓度增加到一定程度时对呼吸作用就没有促进作用。此氧浓度称为呼吸作用的氧饱和点 （2）外部因素 呼吸作用 三、影响呼吸作用的因素 （二）影响呼吸作用因素 ?氧 在常温下许多植物在大气氧浓度(21%)下即表现饱和。一般温度升高，氧饱和点也提高。氧浓度过高：对植物有害，这可能与活性氧代谢形成自由基有关。 （1）呼吸中能量利用效率 呼吸作用 二、高等植物的呼吸系统 （三）呼吸中能量利用的效率及其调节 每分子呼吸底物氧化时能量利用效率，主要根据产生ATP的数量来衡量，假定葡萄糖是通过糖酵解三羧酸循环与细胞色素系统氧化，1分子葡萄糖可得38ATP。 按照热力学效率估算，每克分子葡萄糖（180g）在实验室条件下氧化时，可放出2870-2887kJ的由能，在这一氧化过程中可形成38ATP，而每合成一个ATP分子所吸收能量约30.5kJ，这样38ATP中所贮存的能量，按低限计为30.5×38=1159kJ，转化效率（30.5×38/2870×100）约达40%。由此可见，通过细胞呼吸的生物氧化方式，能量转化效率是很高的，这只是在体外实验所得结果，可能在活细胞内转化效率更加有效。 （1）呼吸中能量利用效率 呼吸作用 二、高等植物的呼吸系统 （三）呼吸中能量利用的效率及其调节 能量转化效率可以用下式表示： 葡萄糖+6O2+38ADP+38Pi 6CO2+38ATP+6H2O（1） 把（1）式分写为： 放能部分葡萄糖+6O2 6CO2+6H2O+△G △G=2870kJ 吸能部分38ADP+38Pi 38ATP+38H2O+△G △G=1159kJ 转化效率约1159/2870×100=40% 如按严格的氧化磷酸化概念（即与线粒体末端氧化相互偶联的部分）,应该扣去在酵解中产生的2ATP，那么，实际上应是36ATP，这样转化效率略有降低。 （1）呼吸中能量利用效率 呼吸作用 二、高等植物的呼吸系统 （三）呼吸中能量利用的效率及其调节 由于ATP合成缓慢，而当组织对ATP利用减少意味着ADP浓度降低时，呼吸速率也相应降低；反之，如果对代谢的能量利用率高，细胞内有很多的ADP可以酯化，那么就促进了呼吸速率的增高。在一定时间内，细胞内腺苷酸（ATP+ADP+AMP）的总量是恒定的，ATP多即意味ADP少，或者相反，而ATP转化为ADP愈快，呼吸速率愈高，并非是呼吸速率愈高则细胞内ATP愈多。保持细胞内ATP/ADP比率是调节体内呼吸代谢平衡的主要因素。 由上述可见，植物对呼吸作用所释放能量的利用，主要是通过合成ATP，而ATP的合成是通过ADP与无机磷的酯化，这样二者就形成一个相互制约的调节作用，细胞内须不断地得到呼吸底物，同时也必须不断地供给相应数量的ADP（磷酸的受体），这样才能保持呼吸作用的正常运行。 （1）呼吸中能量利用效率 呼吸作用 二、高等植物的呼吸系统 （三）呼吸中能量利用的效率及其调节 通过细胞内腺苷酸之间转化对呼吸代谢的调节作用叫能荷调节，细胞内需能反应（如合成、生长运输等）愈强，ATP/ADP比率愈低，愈有利于提高呼吸速率，增加ATP合成；反之能荷愈高，ATP积累愈多即可自动调节减低呼吸速率，降低ATP的合成。 （2）呼吸作用的调节 （2）呼吸作用的调节 呼吸作用 二、高等植物的呼吸系统 （三）呼吸中能量利用的效率及其调节 巴斯德效应 巴斯德最早发现酵母菌的发酵从有氧条件转到无氧条件下时发酵作用增加，反之，当从无氧转到有氧时，发酵作用受到抑制，氧对发酵作用的抑制现象就叫巴斯德效应。 （2）呼吸作用的调节 呼吸作用 二、高等植物的呼吸系统 （三）呼吸中能量利用的效率及其调节 巴斯德效应的机理是O2对细胞内ATP/ADP的调节效应，已证明，有氧呼吸或无氧呼吸都决定于细胞内ADP与无机磷的有效浓度，在无氧条件下，由于阻止了e-传递与氧化磷酸化作用，故而切断了ATP的合成，随细胞对ATP的消耗，ATP减少，而ADP有效浓度与无机磷增加，刺激了糖酵解作用的进行。 （2）