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第五章 植物的呼吸作用(3) 第一节 呼吸作用的概念、意义与度量 一.呼吸作用的概念、特点与意义 1.呼吸作用的概念 呼吸作用:植物的生活细胞经过某些代谢途径使有机物氧化分解,释放能量的过程。 呼吸基质:呼吸作用中被分解的有机物称为呼吸基质。 自然界最普遍、最直接的呼吸基质是葡萄糖；其他一切有机物经过转化都可以做为呼吸基质。 2.呼吸作用的特点： ⑴是发生在细胞内的化学反应，具有多途径、多步骤特点，有多种中间产物出现； ⑵是系列酶促反应过程，是在常温常压下进行的氧化还原反应； ⑶有机物的分解和能量的释放都是逐步的，因此能量利用率高； ⑷有机物不是被氧直接氧化，而是脱氢氧化，脱下的氢再传给氧形成水； 呼吸作用的特点： ⑸氢传给氧形成水的过程中释放能量，释放的能量以ATP的形式贮存； ⑹过程中有水参与反应。 3.呼吸作用的意义（P98）: ⑴提供能量：植物各种生命活动都需要化学能，但有机物中的化学能不能直接利用，必须经呼吸作用转化成ATP才能利用； ⑵提供有机物合成的原料： 呼吸作用多种中间产物，可以作为合成其他有机物的原料； 例： ⑶提供还原能力：细胞中很多物质的合成作用过程中有还原环节，呼吸作用产生的NADH和NADPH可以提供还原能力； 例： ⑷有防御功能：呼吸作用可以使有害生物产生的有毒物质氧化分解。 二.呼吸作用的类型: (一)有氧呼吸:在氧气参与下, 将有机物彻底氧化成CO2和H2O，释放全部能量的过程。 C6H12O6+6O2 → 6CO2+6H2O+2881.2kJ 如糖酵解-三羧酸循环，磷酸戊糖途径 (二)无氧呼吸: 缺O2条件下，呼吸基质进行不彻底氧化分解，释放部分能量的过程。 如酒精发酵和乳酸发酵 。 三.呼吸作用的度量 1.呼吸速率: 单位时间单位重量的植物组织所放出的CO2的量或吸收的O2气的量。 ※呼吸速率在植物生理研究中的应用价值: ⑴代表生命状态的强弱； ⑵表示能量供应状态；判断某过程与能量的相关程度； ⑶表示物质的消耗强度； ⑷判断某一条件对植物生理过程的影响:　 2.呼吸商（RQ）: 植物组织在一定时间内放出的CO2量与吸收O2气量的体积比或摩尔比。 放出的CO2(体积或摩尔) RQ= 吸收的O2(体积或摩尔) 意义: 一般不用来判别呼吸强弱,而是用来判断呼吸基质性质或氧气供应状况的指标。 ※影响呼吸商大小的因素: (1)底物种类:分子中含氧越高,RQ越大。 CH2O: RQ=1 ；脂肪.蛋白质:RQ＜1 有机酸:RQ ＞1; ⑵氧气供应状况:如同时存在无氧呼吸, RQ增大; ⑶底物氧化程度:氧化不彻底， RQ减小; ⑷是否伴随有羧化反应:有, RQ减小; ⑸是否伴随有其它物质的还原反应: 如果脱下的H不进入呼吸链,而是用于物质的还原(NO-2.NO-3),会降低氧的消耗,使RQ增大。 第二节 呼吸代谢途径 一.?? 无氧呼吸的代谢途径（EMP途径） （一）酵解与发酵的涵义 1.酵解：葡萄糖分解成2分子丙酮酸并产生ATP的代谢过程。在有氧和无氧条件下都能进行。 普遍存在 2.发酵：无氧条件下，微生物将葡萄糖或其他有机物发酵分解生成乙醇或乳酸，并产生ATP及NADH的代谢过程。 （二）糖酵解的化学过程: 在细胞质内完成 1.己糖磷酸化: ATP ADP+Pi ATP ADP+Pi G G-6-P F-6-P FBP 2.FBP裂解为2分子磷酸丙糖 FBP 磷酸甘油酸+磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 丙酮酸 丙酮酸在有氧情况下，进入线粒体TCA循环，氧化成CO2和H20，在无氧情况下，发酵成乙醇(植物)或乳酸(动物)。 ※丙酮酸在呼吸途径中的 地位 （三）无氧呼吸的意义与危害 1.无氧呼吸的意义: （1）使生物适应暂时的缺氧环境; （2）是深层组织进行呼吸的主要方式。 2.无氧呼吸的危害: （1）呼吸基质氧化分解不完全, 放能少, 为了获得足够能量,浪费大量呼吸基质; （2）产物有毒, 易发生酒精中毒。 （3）有氧氧化的中间产物不能形成，影响其它物质的合成。 二、有氧呼吸 (一) EMP-TCA循环途径：丙酮酸在有氧情况下, 进行彻底氧化分解，生成CO2和水，释放出全部能量。 EMP-TCA循环