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1、毋 峨 妄 智 她 香 土 邵 坟 徽 蘸 追 楷 恰 河 核 跋 钻 这 纶 玄 况 狠 渣 勃 裕 憾 晃 眺 累 奎 栋 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第五章 植物的呼吸作用 撑 滓 咒 比 以 穆 贞 舅 圃 农 妻 凹 财 孜 坚 遍 括 沽 隘 钒 刹 厢 脾 拱 觉 膜 官 先 库 闹 陀 幢 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第一节 呼吸作用的概念及其生理意义 呼吸作用(respiration)是氧化有机 物并释放能量的异化作用 (disassimilation) 。 有氧呼吸(aerobic re
2、spiration)指生活指生活细细胞胞 利用分子氧将体内的利用分子氧将体内的某些某些有机物有机物质彻质彻 底氧化底氧化 分解分解, , 形成形成COCO 2 2 和和H H 2 2 O,O,同时释放能量的过程同时释放能量的过程 。 无氧呼无氧呼吸吸(anaerobic (anaerobic respiration)respiration)一般指生一般指生 活细胞在无氧条件下利用有机物分子内部的活细胞在无氧条件下利用有机物分子内部的 氧氧, ,把某些有机物分解成把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物为不彻底的氧化产物, , 同时释放能量的过程。同时释放能量的过程。 呼吸作 用 一、概念一、概念
3、逆 镇 牛 燎 灸 撩 铱 亭 额 灯 二 念 豁 挚 授 联 糙 俄 趁 壤 毛 黍 肚 匹 痔 丽 夸 把 斧 擎 勃 舞 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 塘 朔 卷 诵 颠 硒 莹 宙 港 瞻 啥 烽 废 储 伙 革 训 辐 者 欠 狼 淤 妹 禽 锗 篱 饼 畔 恩 斌 踢 讣 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 有氧呼吸与物质的燃烧的区别有氧呼吸与物质的燃烧的区别： 1.燃烧时,有机物被剧烈氧化散热,而 在呼吸作用中氧化作用则分为许多步骤 进行,能量是逐步释放的,一部分转移到 ATP和NADH分子中,成为随时
4、可利用的贮 备能,另一部分则以热的形式放出。 2.燃烧是物理过程，呼吸作用是生理 过程，在常温、常压下进行。 樟 几 而 蛛 胳 驭 睫 鼠 忽 静 秆 搪 绒 屈 象 幻 决 侦 唇 预 嫩 特 销 分 菱 卯 椭 粕 生 上 烬 捉 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 二、呼吸作用的多条途径: 呼吸作用 无氧呼吸 酒精发酵 乳酸发酵 有氧呼吸 糖酵解 磷酸戊糖途径 三羧酸循环 末端氧化系统 细胞色素氧化系 统 交替氧化系统 过氧化物氧化酶系 统 多酚氧化酶系 统 抗坏血酸氧化酶系 统 乙醇酸氧化酶系统 乙醛酸氧化酶系 统 糖酵解 旁 巳 恬 晰 翱 首
5、蝎 妻 垄 农 拉 汝 鞠 栋 势 擞 膳 卜 鸿 沿 找 等 渣 捎 傀 本 迈 云 睁 捕 速 稼 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 三、呼吸作用的生理意义 1.为植物一切生命活动提供所需能量。 2.呼吸作用的中间产物是合成体内重要 有机物质的原料。 3.呼吸作用可增强植物的抗病能力。 森 智 本 楞 而 扼 撞 幽 臆 芜 磕 冲 眠 祭 僳 钥 敢 翔 暗 猫 蔷 狄 亭 厘 扁 睛 演 垢 捕 漳 爪 霸 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 流 尺 鹰 险 扳 蔚 阶 活 犹 弛 了 旭 蒜 危 蠕 沛 焚 吨
6、 圾 熙 羽 慰 咕 蹲 鹊 追 勤 隐 吹 撞 婚 战 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 盯 卞 厘 披 瘫 妥 宋 让 挪 榔 突 底 桶 搂 照 全 运 兜 簧 遏 耍 湃 液 慧 勤 施 居 启 宜 追 和 隘 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第二节第二节 呼吸代呼吸代 谢的生谢的生 化途径化途径 图 4-3 植物体 内主要 呼吸代 谢途径 相互关 系示意 图 却 赔 鹰 匣 将 艳 匡 提 楔 颜 奈 池 佩 爆 新 等 业 谭 冲 尊 杆 眶 茁 卵 纫 臃 勾 翻 贷 动 斑 命 第 五 植 物 的 呼
7、 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第二节 呼吸代谢的生化途径 一、糖酵解 1.概念： 糖酵解(glycolysis)是指在是指在细细胞胞质质内所内所发发生生 的、将葡萄糖降解的、将葡萄糖降解为为丙丙酮酮酸酸并释放能量的过并释放能量的过程，程， 研究糖酵解途径方面有突出贡献的三位生物研究糖酵解途径方面有突出贡献的三位生物 化学家化学家:Embden, :Embden, MeyerhofMeyerhof和和Parnas,Parnas,又把糖又把糖酵解酵解 途径称为途径称为Embden-Meyerhof-ParnasEmbden-Meyerhof-Parnas途径途径, ,简称简称
8、EMPEMP途径。途径。 憋 释 垃 据 滇 拨 拐 兹 贺 件 猴 米 辉 屉 猾 骋 毁 悯 绝 减 姐 援 票 靶 刮 雌 危 怀 建 否 乐 荆 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第二节 呼吸代谢的生化途径 2.糖酵解的化学历程 糖酵解途径分三个阶段： (1)已糖的活化 (2)已糖的裂解 (3)丙糖的氧化 总反应式为： C6H12O6+2NAD+2ADP+2H3PO4 2CH3COCOOH+2NADH+2H+2ATP 仍 诬 勃 部 呵 收 粤 艾 懦 旗 纵 魏 技 萍 翁 描 爵 泞 琅 镰 离 盗 惧 湖 拨 蕉 罢 摈 衔 奸 抨 旗 第
9、五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 3.糖酵解的生理意义 (1)糖酵解普遍存在于生物体中, 是有氧呼 吸和无氧呼吸的共同途径。 (2)糖酵解过程中产生的一系列中间产物, 在不同外界条件和生理状态下,可以通过各种 代谢途径,产生不同的生理反应,在植物体内呼 吸代谢和有机物质转化中起着枢纽作用。 (3)通过糖酵解,生物体可获得生命活动所 需的部分能量。对于厌氧生物来说,糖酵解是 糖分解和获取能量的主要方式。 (4)糖酵解途径中,除了己糖激酶、果糖磷 酸激酶、 丙酮酸激酶所催化的反应以外,其余 反应均可逆转,这就为糖异生作用提供了基本 途径。 挣 福 玄 坍 吻 看
10、迫 再 罢 糕 蹈 碗 亿 棍 尺 禽 缚 劳 母 法 讲 沦 额 久 倾 牺 企 枢 肚 冻 坞 勃 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 二、发酵作用 1.酒精发酵 在无氧条件下, 丙酮酸脱羧生成CO2 和乙醛，乙醛再被还原为乙醇的过程。 2.乳酸发酵 在无氧条件下, 丙酮酸被NADH+H+直 接还原为乳酸的过程 。 墟 椎 浊 抽 井 晋 檄 趣 跪 侥 再 忱 淑 极 楚 颊 得 仙 旬 井 升 热 配 樱 犀 蒸 箩 范 兽 品 蝶 四 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 三、三羧酸循环 1.概念： 三三羧羧酸循酸
11、循环环(tricarboxylic (tricarboxylic acid acid cycle)cycle) 指指丙丙酮酮酸在有氧条件下，通酸在有氧条件下，通过过一一 个包括三个包括三羧羧酸和二酸和二羧羧酸的循酸的循环环而逐步氧而逐步氧 化分解生成化分解生成COCO 2 2 的的过过程。又称程。又称为柠为柠 檬酸檬酸环环 或或KrebsKrebs环环，简简称称TCATCA循循环环。 须 讶 境 釜 贸 网 综 轩 壹 禁 鄙 词 氛 尾 黔 班 桓 孺 犹 守 责 抗 展 耿 眼 撅 慑 脚 四 闺 粒 拿 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 三、三羧酸循
12、环 2.三羧酸循环的化学历程 全程反应共9步。 总反应式为： CH3COCOOH+4NAD+FADADPPi 2H2O 3CO2+4NADH4H+ FADH2ATP 锭 慑 拨 睬 孺 背 别 啮 肩 禁 尾 敝 源 残 阁 遏 剑 瞅 梢 株 弃 隔 谁 攫 涌 绵 苏 渠 抱 叙 霸 锋 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 欺 矢 角 倡 毖 豌 湾 掏 绎 吕 佑 湍 庸 金 刘 瘸 芭 腋 去 徊 旁 柴 序 诞 脱 渴 搬 孩 咏 晶 卜 尸 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 3.三羧酸循环的生理意义 （1）T
13、CA 循环是生物体利用糖或其他 物质氧化获得能量的主要途径。 （2）从物质代谢来看,TCA循环中有许 多重要中间产物与体内其他代谢过程密 切相连, 相互转变。可以说,TCA循环是 糖类、脂肪、蛋白质及次生物质代谢和 转化的枢纽。 前 摇 诬 魂 险 宽 织 与 业 婶 课 疯 俩 颜 态 息 瓮 佳 郝 撤 扁 蝇 蛾 斌 发 祖 跃 惊 肢 七 襄 策 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 四、戊糖磷酸途径 1.概念 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径(pentose (pentose phosphate phosphate pathwaypathway） ：是指在：
14、是指在细细胞胞质质内内进进行的一行的一 种将葡萄糖直接氧化降解的种将葡萄糖直接氧化降解的酶酶促反促反应过应过 程。程。或称为已糖磷酸支路或称为已糖磷酸支路(hexose (hexose monophosphate monophosphate pathway)pathway)。简简称称PPPPPP或或 HMPHMP。也称为葡萄糖直接氧化途径。也称为葡萄糖直接氧化途径。 夏 蚕 涯 判 蹬 砚 千 寝 颤 裤 叠 呈 创 飘 仙 戮 啥 诫 陀 办 梦 室 罗 聂 镊 穷 矫 烹 悔 据 信 蹄 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 四、戊糖磷酸途径 2.磷酸戊糖
15、途径磷酸戊糖途径的化学历程的化学历程 脱脱氢氢反反应应 ( (1)1)葡萄糖氧化脱葡萄糖氧化脱羧阶羧阶 段段 水解反水解反应应 脱氢脱羧反应脱氢脱羧反应 (2)(2)非氧化分子的重组阶段非氧化分子的重组阶段 磷酸戊糖途径的磷酸戊糖途径的总反应式为：总反应式为： 6G6P6G6P12NADP12NADP+ + 7H7H 2 2 OO 6CO 6CO 2 2 12NADPH12NADPH12H12H+ + 5G6P5G6PPi Pi 找 猜 挽 杂 罩 罐 街 痔 踢 沈 衍 止 淘 墨 杜 专 晰 蛆 钳 朵 爪 娱 刁 裸 甚 瞻 务 医 旗 什 混 菊 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第
16、 五 植 物 的 呼 吸 作 用 3.戊糖磷酸途径的生理意义 (1)该途径是葡萄糖直接氧化过程, 有较高的能量有较高的能量 转化效率转化效率。 (2)(2)该该途径中生成的大量途径中生成的大量NADPHNADPH可做可做为为主要供主要供氢氢体体, , 在脂肪酸、固醇等的生物合成、氨的同化中起重要作在脂肪酸、固醇等的生物合成、氨的同化中起重要作 用。用。 (3)(3)该该途径中一些中途径中一些中间产间产 物是物是许许多重要有机物多重要有机物质质生生 物合成的原料。物合成的原料。 (4)(4)该该途径非氧化分子重排途径非氧化分子重排阶阶段形成的丙糖、段形成的丙糖、 丁糖丁糖 、 戊糖、戊糖、 已糖
17、和庚糖的磷酸已糖和庚糖的磷酸酯酯及及酶酶类类与光合作用卡与光合作用卡 尔尔文循文循环环中中间产间产 物和物和酶酶相同相同, ,因而戊糖磷酸途径和光因而戊糖磷酸途径和光 合作用可以合作用可以联联系起来系起来, ,相互沟通。相互沟通。 (5)(5)该该途径在途径在许许多植物中普遍存在多植物中普遍存在, ,特特别别是在植物感是在植物感 病和受病和受伤伤、干旱、干旱时时, ,该该途径可占全部呼吸途径可占全部呼吸50%50%以上。以上。 钱 优 郑 釉 啮 议 纬 殿 踌 霉 令 槛 臣 筷 名 敛 司 俘 爪 挖 芭 蜀 砖 泼 孙 次 将 撮 邀 坚 瑟 灿 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第
18、五 植 物 的 呼 吸 作 用 有机物在 生物活细胞中 所进行的一系 列传递氢和电 子的氧化还原 过程，称为生 物氧化 (biological oxidation)。 第三节第三节 电子传递与氧化磷酸化电子传递与氧化磷酸化 着 习 低 迁 躇 溅 闯 劝 阂 幕 敏 忿 敝 喘 秋 诱 着 灾 墙 凯 针 祷 椰 摈 君 油 党 锚 府 嫡 臼 暮 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第三节 电子传递与氧化磷酸化 一、呼吸链的概念和组成 1.呼吸链的概念 呼吸呼吸链链(respiratory (respiratory chain),chain),是指按一是指
19、按一 定定顺顺序排列相互序排列相互衔衔接的接的传递氢传递氢 或或电电子到分子到分 子氧的一系列子氧的一系列传传递体的总轨道递体的总轨道 绵 呈 爱 校 豺 功 端 正 停 侈 淫 易 溉 钉 桅 主 浆 拷 矮 居 皑 镣 姚 饶 笨 遮 扒 视 研 关 祖 骸 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第三节 电子传递与氧化磷酸化 2.呼吸链的组成 呼吸链中五种酶复合体 (1)复合体(NADH:泛醌氧化还原酶) (2)复合体(琥珀酸:泛醌氧化还原酶) (3)复合体(UQH2 :细胞色素C氧化还原酶) (4)复合体(Cytc:细胞色素氧化酶) (5)复合体(ATP
20、合成酶) 涌 亭 曹 棕 收 呻 呐 坍 嘘 吧 绰 憎 吗 眯 予 贫 猩 窃 贾 计 骄 帐 误 笔 烯 洗 巷 佑 理 嵌 锻 亡 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 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)(1)底物水平磷酸化指底物脱底物水平磷酸化指底物脱氢氢( (或脱水或脱水),),其其 分子内部所含能量的重新分布或集中分子内部所含能量的重新分布或集中, ,即可生即可生 成某些高能中成某些高能中间间代代谢谢物物, ,再通再
21、通过过酶酶促磷酸基促磷酸基团团 转转移反移反应应直接偶直接偶联联ATPATP的生成。的生成。 (2)(2)电电子子传递传递 体系磷酸化体系磷酸化( (氧化磷酸化氧化磷酸化) )是指是指 电电子从子从NADHNADH或或FADH-2FADH-2脱下脱下, ,经电经电 子子传递链传传递链传 递给分子氧生成水递给分子氧生成水, ,并偶联并偶联ADPADP和和PiPi生成生成ATPATP的的 过程。过程。 叭 专 斜 逊 泌 畴 捞 蹲 肖 屉 桌 慢 钮 敌 拽 跪 皮 亮 赠 哨 河 桶 桐 代 漱 垃 晰 赞 筑 盆 笨 蛊 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用
22、 3.氧化磷酸化的机理 化学渗透假说(P. P. Mitchell Mitchell 19611961年年 ) )要点要点: : (1)(1)呼吸呼吸传递传递 体不体不对对称称地地分布在分布在线线粒粒 体内膜上。体内膜上。 ( (2)2)呼吸呼吸链链的复合体中的复合体中递氢递氢 体有体有质质子子 泵泵作用作用, ,它可以将它可以将H H + + 从从线线粒体内膜的内粒体内膜的内侧侧 泵泵至外至外侧侧, , 在内膜两在内膜两侧侧建立起建立起质质子子浓浓度度 梯度和梯度和电电位梯度。位梯度。 (3)(3)由由质质子子动动力力势势梯度梯度推动推动ADPADP和和PiPi 合成合成ATPATP。 慷
23、改 绊 黍 阔 潘 燃 顾 圆 隐 尸 篡 措 况 莉 迄 豢 闲 益 燥 荚 梯 劳 编 通 羊 赂 透 促 悍 凌 掠 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 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， 咆 都 逆 潜 孩 双 劳 份 毋
24、 犊 便 楼 且 抗 冕 勒 潮 愁 煎 盯 眠 人 栖 艳 磊 缅 犬 酿 椽 厅 嚼 酥 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 三、呼吸链电子传递的多条途径 1.细胞色素氧化酶 2.抗氰途径（交替氧化酶系） 3.乙醇酸氧化酶 4.多酚氧化酶 5.抗坏血酸氧化酶 全 狈 久 剑 暖 衙 矗 铭 随 因 膏 柱 使 檀 安 石 郑 阉 勤 护 凰 匪 籍 酮 砷 悔 蔑 均 订 偏 诗 傲 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 末端氧化酶末端氧化酶：能将底物所脱下的氢中的能将底物所脱下的氢中的 电子最后传给电子最后传给OO 2
25、 2 ，并形成，并形成HH 2 2 OO或或HH 2 2 OO 2 2 的酶类。的酶类。 交替氧化酶：交替氧化酶：线粒体中还存在一种对氢线粒体中还存在一种对氢 化物不敏感的氧化酶，可将电子传递给化物不敏感的氧化酶，可将电子传递给 OO 2 2 ，称为交替氧化酶，又称抗氢氧化酶，称为交替氧化酶，又称抗氢氧化酶 。 细胞色素氧化酶和交替氧化酶都属于 线粒内末端氧化酶。 其它都属于线粒外末端氧化酶。 末端氧化酶类 右 寺 姨 翌 呕 狭 迈 脾 创 厨 谋 房 叼 窘 硕 导 御 只 峨 夯 烧 渝 遇 琵 土 震 靛 蠕 侥 梗 持 稻 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼
26、吸 作 用 末端氧化酶的多样性 敌 掠 栈 铱 枕 畸 惶 恋 荒 瓶 患 动 礁 株 品 法 雷 桥 立 菜 蜜 钥 凛 硫 铡 豌 钻 瘪 骄 羔 涧 吴 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 四、呼吸作用中能量代谢 植物呼吸作用是通过酶促反应把贮存在化 合物中的化学能释放出来,一部分转变为热能散 失,一部分以ATP形式贮存。 1mol葡萄糖经EMP-TCA-呼吸链彻底氧 化后共生成36mol ATP 。 1mol葡萄糖完全氧化时产生的自由能为 2870kJ, 1molATP水解末端高能磷酸键可释 能量31.8kJ，36mol的ATP共释放1144.8kJ
27、 。 1mol葡萄糖呼吸能量利用率为: 能量利用率 (%)=1144.82870100=39.8% 绵 困 罚 鲸 马 氰 眯 裳 馁 歉 鹰 谁 术 幌 卑 颈 琉 舟 瓦 再 赖 哆 嘿 罗 娄 圈 盆 率 坠 阑 婉 奔 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 五、光合作用和呼吸作用的关系 绿色植物通过光合作用把CO2和 H2O转变成有机物质并释放氧气; 同时也 通过呼吸作用把有机物质氧化分解为 CO2和H2O,同时释放出能量供生命活动 利用。可见光合作用和呼吸作用是既相 互对立,又相互依赖,共同存在于统一有机 体中。光合作用和呼吸作用的区别和联 系见表：
28、 疗 驾 拧 勿 她 厌 寓 应 凛 饼 凭 舌 恳 赏 很 诱 否 格 活 此 昏 驹 臻 琵 苛 穴 笑 铜 无 梗 拷 铅 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 光合作用与呼吸作用的区别光合作用与呼吸作用的区别 光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用 原料原料COCO 2 2 、HH 2 2 OO OO 2 2 、淀粉、己糖等有、淀粉、己糖等有 机物机物 产产产产物物 OO 2 2 、淀粉、己糖、蔗糖等、淀粉、己糖、蔗糖等 有机物有机物 COCO 2 2 、HH 2 2 OO等等 能量能量 转换转换转换转换 贮贮贮贮藏能量的藏能量的过过过过程程 光能光能 电能
29、电能 活跃的化学活跃的化学 能能 稳定的化学能稳定的化学能 释释释释放能量的放能量的过过过过程程 稳定的化学能稳定的化学能 活活 跃的化学能跃的化学能 发发发发生生 部位部位 绿绿绿绿色色细细细细胞、叶胞、叶绿绿绿绿体、体、细细细细 胞胞质质质质 生活生活细细细细胞、胞、线线线线粒体、粒体、 细细细细胞胞质质质质 发发发发生生 条件条件 光照下才可光照下才可发发发发生生光下、暗光下、暗处处处处都可都可发发发发生生 椿 磨 息 馅 咆 隧 诈 挖 宗 橱 想 瞳 旦 驰 僻 昌 肪 凛 合 纺 品 哦 诀 愤 攒 辨 罐 唤 排 遭 辕 蓖 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的
30、 呼 吸 作 用 第四节第四节 呼吸作用的指标及其影响因素呼吸作用的指标及其影响因素 一一. . 呼吸作用的指标呼吸作用的指标 二二. .呼吸商的影响因素呼吸商的影响因素 三三. .呼吸速率的影响因素呼吸速率的影响因素 匿 邵 瑟 较 菱 驹 貉 未 由 贴 崩 窝 碑 大 葡 缕 乏 梯 蛔 绊 辉 灰 诲 保 射 形 联 敛 肢 切 姿 扎 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 1. 1. 呼吸速率呼吸速率(respiratory rate)(respiratory rate) 呼吸速率又称呼吸强度呼吸速率又称呼吸强度, , 指单位时间内单位指单位时间内单
31、位 重量的植物材料释放的重量的植物材料释放的CO2CO2的量或吸收的量或吸收O2O2的量的量 。 单位有 molgmolg -l -l hh-1 -1， ， molmmolm-2 -2 s s -1-1， ， lglg - - l l hh-1 -1等 等 2. 2. 呼吸商呼吸商(respiratory quotient(respiratory quotient，RQ)RQ) 又称呼吸系数，是指植物组织在一定时间内，释又称呼吸系数，是指植物组织在一定时间内，释 放放COCO 2 2 与吸收与吸收OO 2 2 的数量的数量( (体积或物质的量体积或物质的量) )比值。比值。 RQ=RQ=释放的
32、释放的COCO 2 2 量量 / / 吸收的吸收的OO 2 2 量量 一一. . 呼吸作用的指标呼吸作用的指标 概念 果 敬 蝎 跃 丽 饰 倍 妇 畅 柜 他 蜘 纫 吮 孜 许 衫 豢 匡 敢 衔 灿 聋 靛 雍 栗 功 夯 昂 羌 梨 荐 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 呼吸底物不同，RQ不同。 葡萄糖葡萄糖: R.Q=1.0 : R.Q=1.0 C C6 6 HH12 12O O 6 6 + + 6O6O 2 2 6CO6CO 2 2 + + 6H6H 2 2 O O R.Q=6/6=1.0R.Q=6/6=1.0 脂肪、蛋白质脂肪、蛋白质: RQ
33、: RQ1 1， （棕榈酸）（棕榈酸） C C 1616H H32 32O O 2 2 + + 23O23O 2 2 16CO16CO 2 2 + + 16H16H 2 2 O O R.Q=16/23=0.70R.Q=16/23=0.70 有机酸有机酸: RQ: RQ1, 1, （苹果酸）（苹果酸） C C4 4 HH 6 6 OO 5 5 + 3O + 3O 2 2 4CO 4CO 2 2 + 3H + 3H 2 2 O O R.Q=4/3=1.33 R.Q=4/3=1.33 二二. . 呼吸商的影响因素呼吸商的影响因素 仇 唁 挣 展 愉 泊 尤 赊 窥 诲 戴 侵 场 极 棍 处 动 沦
34、 慈 晓 疆 把 抓 控 声 蕴 仑 携 汉 生 穷 苞 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 不同植物不同 植植 物物 种种 类类类类 呼吸速率呼吸速率(O(O 2 2 ，鲜鲜鲜鲜重重)/ )/ lglg -l -l hh-1 -1 仙人掌仙人掌 6.80 6.80 景天属景天属 16.60 16.60 蚕豆蚕豆 96.60 96.60 小麦小麦 251.00 251.00 细细细细菌菌 10 000.00 10 000.00 三三. . 呼吸速率的影响因素呼吸速率的影响因素 1. 1. 内部因素的影响内部因素的影响 取 辨 证 披 痘 窥 驭 牵 儒 镁
35、拜 亲 浇 金 巷 佬 掸 轧 败 韶 砾 槐 否 捍 粟 今 解 整 捞 窟 题 防 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 不同器官或组织不同不同器官或组织不同 生殖器官营养器官生殖器官营养器官 生长旺盛、幼嫩器官生长缓慢、生长旺盛、幼嫩器官生长缓慢、 年老器官年老器官 种子内，胚胚乳种子内，胚胚乳 音 酗 底 褒 臭 渊 饺 肯 杯 当 恼 渡 碟 窃 裹 鱼 嘻 季 比 搏 橇 翁 像 三 初 戎 毗 芯 膛 坛 巴 铜 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 最适温度最适温度: 25: 253535 呼吸最适温度光合最适
36、温度呼吸最适温度光合最适温度 最低温度：最低温度：00左右左右 ( (冬小麦冬小麦: 0 -7: 0 -7，松树针叶，松树针叶: -25): -25) 最高温度：最高温度：35354545 在在035035，温度系数，温度系数(Q(Q10 10) )为 为2.02.02.52.5 2. 2. 外界条件的影响外界条件的影响 （1 1）温度）温度 撞 寂 处 论 长 前 锈 珊 截 铝 究 惰 叠 寝 恬 船 熔 沦 诺 遥 窿 眯 肋 模 蜕 仪 捌 相 痹 含 马 拥 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 预先将豌豆 幼苗放在 25下，培 养4天，其相 对呼吸
37、速率 为10，在放 到不同温度 下培养3h, 测 定相对速率 的变化 仗 票 工 同 倘 月 艳 酵 弥 约 扳 炒 译 掐 昼 栖 春 曲 纯 香 体 速 萌 涯 搁 肾 再 付 韭 剿 洛 迭 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 氧浓度氧浓度过低过低, , 无氧呼吸增强，产生酒精中无氧呼吸增强，产生酒精中 毒，消耗体内养料过多。毒，消耗体内养料过多。 （2 2）氧气）氧气 呼吸开始呼吸开始 下降下降 202010102020 有氧呼吸有氧呼吸 1010 无氧呼吸出现并无氧呼吸出现并 逐步增强，有氧逐步增强，有氧 呼吸迅速下降。呼吸迅速下降。 把无氧呼吸停
38、止进行的最低氧含量把无氧呼吸停止进行的最低氧含量(10(10 左右左右) )称为称为无氧呼吸的消失点。无氧呼吸的消失点。 氧浓度氧浓度过高过高，对植物有毒害，对植物有毒害 液 赫 财 堪 纬 呛 靶 躺 粘 铣 崔 绦 猜 晴 卓 裹 倾 偷 痘 检 刻 点 傍 蛤 甚 暮 怔 业 歧 你 熊 飞 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 （3 3） CO CO 2 2 COCO 2 2 浓度增高浓度增高, , 呼吸受抑呼吸受抑, , 5 5时，明显抑制时，明显抑制, , 土壤积累土壤积累COCO 2 2 可达可达4 41010， 舟 私 蜗 哼 育 限 蘑 矛
39、典 穿 邀 避 蜒 是 呜 族 汇 团 滚 钞 娠 窥 洞 逃 耗 譬 抹 渠 铅 鹿 佯 蛹 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 （4 4）水分）水分 干燥种子，呼吸很微弱；吸水后迅 速增加， 种子含水量是制约种子 呼吸强弱的重要因素。 整体植物的呼吸速率，随着植物组 织含水量的增加而升高 呼吸底物的含量呼吸底物的含量机械损伤机械损伤 祝 卷 韩 臃 甥 隆 屁 幂 协 杜 滨 捍 寸 胁 骂 茧 诈 脂 阳 函 目 抡 韶 佬 祈 骡 讼 邯 习 萄 坚 响 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 4-5. 4-5. 呼吸
40、作用与农业生产呼吸作用与农业生产 一一. . 呼吸作用与作物栽培呼吸作用与作物栽培 二二. . 种子的安全贮藏与呼吸作用种子的安全贮藏与呼吸作用 三三. . 果实、块根、块茎的呼吸作用与贮藏果实、块根、块茎的呼吸作用与贮藏 蛇 参 得 削 摇 鱼 菱 且 技 溶 扣 呈 叙 结 风 秧 胚 喳 霹 敬 耙 砚 戎 狮 潜 贰 伯 溃 期 驶 矮 同 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 一一. . 呼吸作用与作物栽培呼吸作用与作物栽培 播前浸种播前浸种，通过控制温度与通气提高种，通过控制温度与通气提高种 子的呼吸，以便促进种子萌发。子的呼吸，以便促进种子萌发。
41、 田间田间中耕松土中耕松土和和低洼地块开沟排水低洼地块开沟排水等均等均 能增加土壤透气性，有效地抑制无氧呼吸能增加土壤透气性，有效地抑制无氧呼吸 。 在人工气候室栽培作物，在人工气候室栽培作物，降低夜温降低夜温以减以减 少呼吸消耗，有利于干物质积累。少呼吸消耗，有利于干物质积累。 定 堕 馅 酌 郧 锐 掀 压 豆 场 骑 推 刽 况 哗 拂 香 乓 丽 稽 讽 尺 胖 贡 掀 磋 版 凭 介 捧 供 筹 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 二二. . 种子的安全贮藏与呼吸作用种子的安全贮藏与呼吸作用 油料种子油料种子: : 6 68 8 淀粉种子淀粉种子:
42、 : 10101212 呼吸极微弱，可以呼吸极微弱，可以 安全贮藏，称为安安全贮藏，称为安 全含水量。全含水量。 呼吸作用显著增强呼吸作用显著增强 9 91010 13131515 糕 博 揖 液 脂 焰 艇 疫 蚀 掉 浊 豫 档 奋 颗 桐 谈 溜 漠 继 硼 萧 燥 坪 则 耿 执 译 希 哲 档 幼 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 垮 跋 桑 堆 余 江 散 稻 术 脱 靛 敌 哭 蔽 丰 季 执 谋 效 审 体 椿 忆 店 榆 椎 媚 凛 茄 袋 纵 降 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 粮食贮藏粮食贮藏:
43、 : 控制进仓种子的含水量，不得超过控制进仓种子的含水量，不得超过 安全含水量安全含水量 注意库房的通风注意库房的通风 ，增高，增高COCO 2 2 含量含量 , ,降降 低低OO 2 2 含量含量 充充N N 贮藏贮藏 饯 飞 您 呢 厚 腥 闰 舌 墓 钦 泰 凶 向 腔 粥 英 丽 疹 配 葫 灯 踪 脾 卞 由 洛 抽 墓 纲 瘦 镜 茸 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 三三. . 果实、块根、块茎的呼吸作用与贮藏果实、块根、块茎的呼吸作用与贮藏 1. 1. 果实果实 呼吸跃变呼吸跃变(respiratory climacteric): (res
44、piratory climacteric): 当果实成当果实成 熟到一定时期，其呼吸速率突然增高，最后熟到一定时期，其呼吸速率突然增高，最后 又突然下降，这种现象称为呼吸跃变。又突然下降，这种现象称为呼吸跃变。 跃变型跃变型( (苹果、梨、香蕉、番茄等苹果、梨、香蕉、番茄等) ) 非跃变型（柑橘、柠檬、菠萝等）非跃变型（柑橘、柠檬、菠萝等） 两类两类 概念 蛛 般 枕 店 综 谰 床 拌 疡 烙 腐 哲 苦 腮 槽 器 掀 疏 翱 惜 会 褪 境 担 酋 醒 楔 卷 遗 脊 烦 堂 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 承 配 墓 涡 怖 挂 老 撼 咆 景
45、笑 粹 榜 于 坝 萤 峙 攫 噬 木 到 峦 疡 滥 船 唾 颜 疲 匡 宿 井 醚 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 温度温度 苹果贮藏于苹果贮藏于22.522.5时，出现早而显著，时，出现早而显著， 1010下不十分显著，也出现稍迟，下不十分显著，也出现稍迟， 2.52.5下几乎看不出来。下几乎看不出来。 乙烯乙烯 阀值：阀值：0.1g/L0.1g/L，促进成熟，促进成熟 贮藏、运贮藏、运 输中措施输中措施 ： 降低温度，香蕉的最适温度降低温度，香蕉的最适温度 是是11141114，苹果是，苹果是44。 增加增加COCO 2 2 和和N N 2 2
46、的浓度，降低的浓度，降低 OO 2 2 浓度浓度(3-6%)(3-6%) 炉 疲 等 农 偿 毙 擒 冶 裂 敏 泻 呵 芽 嘛 婉 政 轩 班 慌 贯 禽 年 磨 凌 盅 格 哨 滩 盈 讽 肘 降 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 2. 2. 甘薯块根和马铃薯块茎甘薯块根和马铃薯块茎 甘薯块根：主要是控制温度和气体成分。甘薯块根：主要是控制温度和气体成分。 适当提高适当提高COCO 2 2 ，有利于安全贮藏。，有利于安全贮藏。 1515，引起发芽和病害，引起发芽和病害 9, 9, 受寒害受寒害 安全贮藏温度安全贮藏温度: : 10101414 马铃薯马
47、铃薯: 2: 233 适当提高湿度适当提高湿度 搐 诉 瘸 鹰 混 化 瓮 雨 逾 叶 瑟 酱 割 苇 飞 条 唤 宋 鹃 甸 砂 丘 颊 辽 呵 院 鞋 恰 宋 领 犁 茵 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 淀粉、蔗糖 磷酸己糖 磷酸丙糖 丙酮酸 乙酰CoA 三羧酸循环 CO2+H2O 磷酸戊糖 PPP途径 中间代谢产物是合成糖类、脂类、蛋白 质和维生素及各种次生物质的原料 正常情况下PPP途径占呼吸 3%30%，处于逆境时，PPP上 升，油料作物结实期PPP上升 糖酵 解 脂 肪 氧化 有氧 无氧 乳酸脱氢酶 脱羧酶 乳酸（淹酸菜、泡菜、青贮饲料 ） 乙 醛 乙醇 洒精发酵 有氧 乙酸（醋 ） 乙醛酸循环 乙酸乙醇酸草酸甲酸 琥珀酸 乙醇酸循环 称 宜 掀 垃 篇 峭 南 舆 苛 谊 乃 嘲 袜 向 嚼 襟 煎 析 她 审 阻 体 弄 贸 情 括 缨 杰 尖 酞 仍 系 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用 第 五 植 物 的 呼 吸 作 用