第八讲植物的呼吸作用.ppt

第八讲 植物的呼吸作用 植物的代谢中心 植物的呼吸作用贯穿了植物的一生，是植物的代谢中心。为什么说呼吸作用是代谢中心呢？ 1它能释放能量，用于所有的代谢与运动，例如矿质的吸收与运输，细胞的分裂与生长，植物的生长与发育。 2 它的各种中间产物，把糖、脂肪、蛋白质、核酸代谢联系在一起。 一、呼吸作用的概念和意义 （一）呼吸作用的概念 广义：呼吸作用指生物体内有机物在生化反应中酶的催化下最终分解为小分子有机物或CO2、H2O等无机物，并释放能量的代谢过程。 狭义：有机物在酶的催化下分解为CO2、H2O并释放能量的代谢过程。 呼吸作用是一切生活细胞所共有的生命活动，呼吸停止就意味着死亡。 一、呼吸作用的概念和意义 呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。 1 有氧呼吸： 定义：是指生活细胞在O2参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2和H2O，同时释放出能量的过程。 一般说来，葡萄糖是植物细胞呼吸最常利用的底物；释放的能量多，方程式如下： C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+2870kj 一、呼吸作用的概念和意义 2 无氧呼吸： 定义：在无氧条件下，细胞把某些有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程，产生酒精或乳酸。 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+100.5kj C6H12O6 2CH3CHOHCOOH+75.4kj 微生物的无氧呼吸——发酵 一、呼吸作用的概念和意义 对于高等植物来说，长期进行无氧呼吸会使植物中毒（酒精毒害），因此，有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式，通常所说的呼吸即有氧呼吸。 一、呼吸作用的概念和意义 （二）呼吸作用的生理意义 1 呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量 2 呼吸过程为其它有机物的合成提供原料 3 呼吸作用在植物抗病免疫方面也有重要意义 一、呼吸作用的概念和意义 （三）呼吸作用的指标及测定 1指标 （1）呼吸速率（呼吸强度） 植物的单位鲜重、干重或蛋白氮，在一定时间内所释放出的CO2的量或O2的量。 常用单位： ul O2（或ulCO2）?g-1（FW或DW）?h-1 mgO2（或mgCO2）?g-1（FW或DW）?h-1 一、呼吸作用的概念和意义 植物的呼吸速率随植物种类、器官、组织的不同而有很大差异，一般生殖器官比营养器官呼吸强，雌蕊比雄蕊强，幼嫩组织比年老组织的呼吸强 一、呼吸作用的概念和意义 （2）?? 呼吸商（呼吸系数）R.Q 指植物组织在一定时间内放出CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数之比 QCO2（mol） QO2（mol） 一、呼吸作用的概念和意义 当呼吸底物是碳水化合物，而又完全氧化时，RQ=1 C6H12O6+6O2——6CO2+6H2O RQ=6CO2/6O2=1.0 当呼吸底物是富含氢的物质，如脂肪或蛋白质，RQ＜1 C16H32O2+11O2——6C12H22O11+4CO2+5H2O RQ=4CO2/11O2=0.36 当呼吸底物是比碳水化合物含氧高的物质，如有机酸，RQ＞1 C4H6O5+3O2——4CO2+3H2O RQ=4CO2/3O2=1.33 二、植物的呼吸代谢途径 高等植物的呼吸是在线粒体和细胞质基质中完成 I 呼吸底物 Sugar (monosaccharides, disaccharides, and trisaccharides), fattiness, protein … 二、植物的呼吸代谢途径 II 呼吸代谢途径 高等植物的呼吸代谢途径具有多样性，这是长期适应环境的结果。 （一）呼吸作用中糖的分解过程 二、植物的呼吸代谢途径 1.糖酵解（EMP） 糖酵解是指淀粉、葡萄糖和其它六碳糖经过一系列生化反应产生丙酮酸的途径。简称EMP途径。 这一过程是有氧呼吸和无氧呼吸必须经历的共同途径。 二、植物的呼吸代谢途径 1G?2丙酮酸 糖酵解各反应的酶都在细胞质中，所以EMP途径在细胞质中进行。 生成丙酮酸后在无氧条件下生成乙醇或乳酸，而在有氧条件下进入TCA循环。 二、植物的呼吸代谢途径 2.三羧酸循环（TCA） EMP所产生的丙酮酸，在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环逐步氧化分解，直到生成水和二氧化碳为止，所以称为三羧酸循环，简称TCA循环。 TCA循环分为两个阶段： 氧化脱羧形成乙酰CoA； 进入三羧酸循环。 二、植物的呼吸代谢途径 TCA在线粒体基质中进行 第一阶段的丙酮酸氧化脱羧酶系 第二阶段有三步反应： 柠檬酸合成酶，