植物生理学教案第二章呼吸的作用.ppt

第二章 植物的呼吸作用;一、呼吸作用的概念 1、有氧呼吸 G是植物细胞呼吸最常利用的物质。 ; C6H12O6※ + 6H2O ※ + 6O2 ※ 6CO2 ※ + 12H2O ※ + 能量;C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 能量; 1、呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量 需呼吸作用提供能量的生理过程有：离子的主动吸收、细胞的分裂和分化、有机物的合成、种子萌发等。 不需要呼吸直接提供能量的生理过程有：干种子的吸胀吸水、离子的被动吸收、蒸腾作用、光反应等。;2、呼吸过程为其它化合物合成提供原料; 3、为代谢活动提供还原力;一、呼吸途径的多样性; 淀粉 己糖磷酸 戊糖磷酸 PPP EMP 丙糖磷酸 丙酮酸 乙醇 酒精发酵 脂肪 乳酸 乳酸发酵 脂肪酸 乙酰辅酶A OAA 柠檬酸 乙酸 OAA 柠檬酸 TCAC 乙醇酸 GAC 琥珀酸 草酸 乙醛酸 异柠檬酸 甲酸 乙醇酸氧化途径; （1）感病、受旱、受伤的组织中，PPP加强 （2）植物组织衰老时，PPP所占比例上升 （3）水稻、油菜等种子形成过程中，PPP所占比例上升; GAC是富含脂肪的油料种子所特有的一种呼吸代谢途径，当油料种子萌发时，通过GAC将脂肪转化为糖。;;第三节 电子传递与氧化磷酸化 ;第三节 电子传递与氧化磷酸化 ;二、氧化磷酸化 1. 磷酸化的概念 生物氧化过程中释放的自由能,促使ADP形成ATP,称为磷酸化作用(phosphorylation) 。 2. 磷酸化的类型 (1)底物水平磷酸化指底物脱氢(或脱水),其分子内部所含能量的重新分布或集中,即可生成某些高能中间代谢物,再通过酶促磷酸基团转移反应直接偶联ATP的生成。 (2)电子传递体系磷酸化(氧化磷酸化)是指电子从NADH或FADH\-2脱下,经电子传递链传递给分子氧生成水,并偶联ADP和Pi生成ATP的过程。 ;3.氧化磷酸化的机理 化学渗透假说(P. Mitchell 1961年)要点: (1)呼吸传递体不对称地分布在线粒体内膜上。 (2)呼吸链的复合体中递氢体有质子泵作用,它可以将H+从线粒体内膜的内侧泵至外侧, 在内膜两侧建立起质子浓度梯度和电位梯度。? (3)由质子动力势梯度推动ADP和Pi合成ATP。 ;4.氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂 (1)解偶联剂(uncoupler)指能对呼吸链产生氧化磷酸化解偶联作用的化学试剂。如2，4-二硝基苯酚(DNP)。 (2)抑制剂（depressant)不仅抑制ATP的形成，还同时抑制氧的消耗。如寡霉素。 (3)离子载体抑制剂：它不是H+载体，而是可能和某些阳离子结合，生成脂溶性的复合物，并作为这些离子能够穿过内膜， ;二、电子传递途径的多样性;1、电子传递主路：P/O=3;三、末端氧化酶的多样性;2、交替氧化E（线粒体）; 抗氰呼吸在高等植物中广泛存在。最典型的例子是天南星科植物的佛焰花序，其呼吸速率比一般植物高100倍以上，呼吸放热很多（形成的ATP少，大部分自由能以热能丧失），使组织温度比环境温度高出10-20 oC 。; 1、放热反应 抗氰呼吸释放的热量对产热植物早春开花有保护作用，有利于种子萌发。 2、促进果实成熟 在果实成熟过程中出现的呼吸跃变现象，主要表现为抗氰呼吸速率增强。 3、增强抗病能力（？） 4、代谢协同调控 （？）; 该E含铜，包括单酚氧化E（酪氨酸E）和多酚氧化E（儿茶酚氧化E）。其功能是催化O2将酚氧化成醌并生成H2O。对O2的亲和力中等，易受氰化物抑制。 在正常情况下，酚氧化E与其底物是分开的，植物组织受伤时，E与底物接触发生反应，如苹果、土豆等削皮后出现的褐色。醌对微生物有毒 ，从而对植物组织起保护作用。 ; 伤呼吸：植物组织受伤后呼吸增强，这部分呼吸称伤呼吸，它直接与酚氧化E活性加强有关。; 制红茶时，则要揉破细胞，通过多酚氧化E的作用将茶叶中的酚类氧化，并聚合为红褐色的物质。; 不含金属的氧化E，催化乙醇酸氧化为乙醛酸并生成H2O2。对O2的亲和力极低，不受氰化物抑制。;; 鱼藤酮