第八讲植物的呼吸作用.ppt
《第八讲植物的呼吸作用.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第八讲植物的呼吸作用.ppt(72页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、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
2、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
3、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
4、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),RQ=,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+6O26CO2+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,RQ1 C16H32O2+11O26C12H22O11+4CO2+5
5、H2O 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,RQ1 C4H6O5+3O24CO2+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
6、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,1G2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,TC
7、A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, -酮戊二酸脱氢酶, 琥珀酸硫激酶,二、植物的呼吸代谢途径,TCA循环的注意点 a TCA中一系列脱羧反应是呼吸作用释放出CO2的来源,EMP过程不产生CO2,一分子丙酮酸可产生3CO2; b TCA中有5次脱氢过程,经呼吸电子传递体传递,最后与氧结合形成水,所释放的能量储存于ATP内; c TCA是糖、脂肪、蛋白质、核酸及其它物质的共同代谢过程。,二、植物的呼吸代谢途径,EMP-TCA呼吸作用是植物体内各有机物互相转变的枢纽 3.戊糖磷酸途径(PPP)又称为己糖磷酸途径(HMP) (1)过程分为两个阶段:
8、 第一个阶段是葡萄糖氧化阶段 第二个阶段是糖的非氧化重新排列组合阶段 Ru-5-P经一系列中间代谢,产生的中间产物有C3、C4、C5、C7糖,最后形成6-P-G,二、植物的呼吸代谢途径,(2)PPP途径的特点和生理意义 a中间产物 b抗病菌感染 c提供能量的支途,二、植物的呼吸代谢途径,(二)呼吸链电子传递系统 1.生物氧化:是指有机物在生物体内的氧化,包括消耗O2,生成CO2和H2O,释放能量的过程。 特点是在活细胞内由酶催化,常温常压下逐步氧化,能量逐步释放出来。,二、植物的呼吸代谢途径,(1)呼吸链:呼吸代谢中间产物的电子和质子,沿着一系列有顺序的(按照氧化还原电位高低排列)的氧和电子传
9、递体组成的电子传递途径,传到分子氧的总轨道,又称为电子传递链。,呼吸传递 体按其传递的对象分为: 氢传递体:NAD+、FAD、CoQ等; 电子传递体:Fe-S、cytb、cytc、cyta、cyta3等(细胞色素系统)。 细胞色素系统是靠其分子中铁卟啉中的铁原子传递电子的:,Fe3+(氧化型),+e-,-e-,Fe2+(还原型),氧化磷酸化( oxidative phosphorylation ),呼吸底物氧化分解脱出的电子 经呼吸链传递给O2 时,伴随着一连串氧化还原反应,其结果是NADH被氧化为NAD+,释放出的能量用于ATP的合成: ADP + Pi + 能量 ATP 呼吸链上氧化作用释
10、放出的能量与ADP的磷酸化作用偶联起来形成ATP的过程称为氧化磷酸化。因此氧化磷酸化特指呼吸链上的磷酸化作用,有别于底物水平的磷酸化。,呼吸链中:,NADH,O2,2e,E0=-0.32,E0=+0.82,差值1.14V,自由能改变52千卡,P 约为10千卡,可合成5分子ATP,而实际只合成了3分子ATP,其余以热的形式释放.,(2)氧化磷酸化机理,偶联因子,二、植物的呼吸代谢途径,(2)氧化磷酸化 在呼吸链电子传递到氧的过程中,有三个部位可以产生ATP,即氧化作用与磷酸化作用同时进行,因此这一过程称为氧化磷酸化 机理:化学渗透学说 三个部位是用抑制剂发现的。 P/O比:每消耗一个氧原子所形成
11、的ATP分子数,二、植物的呼吸代谢途径,2.抗氰呼吸和抗氰途径 天南星科植物的佛焰花序 对CN-不敏感 放热呼吸,二、植物的呼吸代谢途径,抗氰呼吸的生理意义: a与细胞分化、生理和果实成熟有关 b是一个放热呼吸,保证低温沼泽地区植物开花,将花序温度维持在有利于发育和受精的范围,促进种子萌发 c抗氰呼吸可分流电子,阻止电子溢流的发生,使大量能量以热的形式散发,二、植物的呼吸代谢途径,3.末端氧化酶:位于生物氧化最末端,可激活分子O2与H+形成H2O的氧化酶 动物只有一种末端氧化酶,即细胞色素氧化酶,植物有多种: (1)细胞色素氧化酶 含铁朴啉的蛋白质(血红素铁) (2)酚氧化酶 含铜 红茶和绿茶
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第八 植物 呼吸 作用
链接地址:https://www.31doc.com/p-2969396.html