植物生理学Chapter 4 植物的呼吸作用.pdfVIP

Chapter4Respirationinplant

一、Termdefinition

1、Aerobicrespiration

有氧呼吸：在有氧条件下，活细胞使呼吸底物彻底降解（氧化），伴随着CO2的释放、H2O

的形成和能量的释放

Inthepresenceofmolecularoxygen(O2),livingcellmakesrespiratorysubstratesdegrade(oxidize)

thoroughly,companiedwithreleaseofCO2,formationofH2Oandunlockingofenergy.

指生活细胞在O2的参与下，可把某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成H2O，

同时释放能量的过程。呼吸底物：糖、脂肪和蛋白质。常用的呼吸底物是G。

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+Energy△G=2870kJ(686kCal)/mol

有氧呼吸(aerobicrespiration)指生活细胞在O2的参与下,把有机物质彻底氧化分解,产生

CO2和H2O,同时释放能量的过程。人们通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。用于呼吸作

用的有机物称为呼吸底物,如淀粉、果聚糖、蔗糖、葡萄糖及脂肪和有机酸,甚至在特定情况

下蛋白质都可作为呼吸底物。人们常以葡萄糖作为呼吸底物用简明的方程式来描述呼吸作用

中物质和能量的转变：

在呼吸作用中,有相当一部分的能量以热能形式释放。这部分能量散发到大气或土壤中,对植

物基本无益,只有在低温下对某些特定种类植物有用,如可刺激代谢,促进花朵开放。

正是由于呼吸会消耗O2并产生CO2和热量,所以进入贮藏果蔬的地窖,会因CO2浓度过高

而使人窒息,未经充分干燥的谷物堆放一段时间会发热。

呼吸作用底物氧化产生的主要能量贮存于ATP的高能磷酸键中,它可被其他生理活动所利用。

在呼吸作用中,代谢的中间产物可进一步合成蛋白质、核酸、脂肪等细胞物质。

2、Anaerobicrespiration

无氧呼吸：无氧条件下，活细胞部分降解呼吸底物，伴随着较少的能量释放

IntheabsenceofO2,livingcellmakesrespiratorysubstratesdegradepartly,companiedwith

unlockingoflessenergy.

Fermentationinmicrobes.

在无氧条件下，生活细胞的呼吸底物降解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。微生

物——发酵。

C6H12O6→2C2H5OH（乙醇）+2CO2+Energy△G`=100kJ/mol

C6H12O6→2CH3CHOHCOOH（乳酸）+Energy△G`=100kJ/mol

无氧呼吸(anaerobicrespiration)一般指在无氧条件下,生活细胞把有机物质降解为不彻底的

氧化产物,同时释放少量能量的过程。在微生物中,无氧呼吸通常称为发酵(fermentation)。

高等植物的无氧呼吸可产生酒精,也可产生乳酸,如以葡萄糖作为呼吸底物,其反应为:

无氧呼吸的特征是不利用O2,底物氧化降解不彻底,仍以有机物形式存在,故释放能量少。

高等植物在短时间缺氧条件下(如淹水),可进行无氧呼吸,因而可适应不利环境,保持生命延续。

有些体积较大的块根、块茎和果实的内部组织也存在无氧呼吸,沼泽植物根系(如水稻)更具有

较强的无氧呼吸能力。

3、Oxidativephosphorylation

氧化磷酸化：呼吸电子沿呼吸链传递到O2的过程偶联的ATP合成过程，由ADP与Pi合成

ATP

AprocessinwhichATPissynthesizedwithADPandPi,whiletherespiratoryelectronistransferred

alongrespiratorychaintoO2

当底物脱下的氢经呼吸链（氢和电子传递体）传至氧的过程中,伴随着ADP和Pi合成ATP

的过程称氧化磷酸化。

当底物脱下的氢(H+和e-)经呼吸链传递至氧气(O2)的过程中,伴随着ADP和无机磷(Pi)形成

ATP的过程,称为氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)。在氧化磷酸化过程中,从底物脱

下的每对氢要与一个