植物生理学004-植物的呼吸作用课件.ppt

1、第一节第一节.呼吸作用的概念和意义呼吸作用的概念和意义一一.概念概念1.有氧呼吸有氧呼吸 三、呼吸作用的场所 糖酵解和戊糖磷酸途径细胞质 三羧酸循环和生物氧化线粒体第二节第二节 植植物的呼吸物的呼吸代谢途径代谢途径淀粉、蔗糖淀粉、蔗糖磷酸己糖磷酸己糖磷酸丙糖磷酸丙糖丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA三羧酸循环三羧酸循环CO2+H2O磷酸戊糖磷酸戊糖PPPPPP途径途径中间代谢产物是合成糖类、脂类、蛋白质和维生素及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各种次生物质的原料正常情况下正常情况下PPP途径占呼吸途径占呼吸3%30%，处于逆境时，处于逆境时，PPP上上升，油料作物结实期

2、升，油料作物结实期PPP上升上升糖酵解糖酵解脂脂肪肪 氧化氧化有氧有氧无氧无氧乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶脱羧酶脱羧酶乳酸（淹酸菜、泡菜、青贮饲料）乳酸（淹酸菜、泡菜、青贮饲料）乙乙醛醛乙醇乙醇洒精发酵洒精发酵有氧有氧乙酸（醋）乙酸（醋）乙醛酸循环乙醛酸循环乙酸乙酸乙醇酸乙醇酸草酸草酸甲酸甲酸琥珀酸琥珀酸乙醇酸循环乙醇酸循环 有机物在有机物在生物活细胞中生物活细胞中所进行的一系所进行的一系列传递氢和电列传递氢和电子的氧化还原子的氧化还原过程，称为过程，称为生生物氧化物氧化(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 一、呼吸链的概念和组成一、呼吸

3、链的概念和组成呼吸链呼吸链(respiratory chain)即呼吸电子传递链即呼吸电子传递链(electron transport chain)，是线粒体内是线粒体内膜上由呼吸传递体组成的氢和电子传递总轨道。膜上由呼吸传递体组成的氢和电子传递总轨道。氢传递体氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有NAD、NADP、FMN、FAD、UQ等，等，它们既传递电子，也传递质子。它们既传递电子，也传递质子。电子传递体电子传递体包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白，只传递电子。包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白，只传递电子。糖酵解和三羧酸循环中产生的NADH+

4、H+不能直接与游离的氧分子结合，需要经过呼吸链的传递后，才能与氧结合。呼吸链的组成呼吸链的组成 呼吸链中五种酶复合体呼吸链中五种酶复合体 (1)(1)复合体复合体(NADH:(NADH:泛醌氧化还原酶泛醌氧化还原酶)(2)(2)复合体复合体(琥珀酸琥珀酸:泛醌氧化还原酶泛醌氧化还原酶)(3)(3)复合体复合体(UQH(UQH2 2:细胞色素细胞色素C C氧化还原酶氧化还原酶)(4)(4)复合体复合体(Cytc:(Cytc:细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶)(5)(5)复合体复合体(ATP(ATP合成酶合成酶)NNADHFMN FeSCoQCytb FeS Cytc1CytcCytaa3O2FeSF

5、ADH总结：总结：1、电子传递是底电位（高还原势）向高电位（低还原势高氧化势）传递。2、传递顺序N3、Fe-s蛋白和细胞色素每次传递1个电子，不接受质子；FMN、FAD、UQ每次 可接受2个电子和2个质子。4、FMN、UQ接受质子后将质子传递到膜间空间。5、UQ是脂溶性苯醌衍生物，不与蛋白结合，因此可在膜内自由移动，是复合 体1.2.3之间的电子载体。6、细胞色素C是线粒体内膜外侧的外周蛋白，是传递链中唯一可移动的色素 蛋白，在复合体3.4之间传递电子。二、氧化磷酸化二、氧化磷酸化（一）磷酸化的概念及类型（一）磷酸化的概念及类型 生物氧化过程中释放的自由能，促使生物氧化过程中释放的自由能，促使

6、ADP形成形成ATP的方式。一般有两种，即底物水平的磷酸化和氧化的方式。一般有两种，即底物水平的磷酸化和氧化磷酸化。磷酸化。1.1.底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)指底物脱氢指底物脱氢(或脱水）或脱水）,其分子内其分子内部所含的能量重新分布，即可生成某些高能中间代部所含的能量重新分布，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谢物，再通过酶促磷酸基团转移反应直接偶联ATPATP的的生成。生成。在高等植物中以这种形式形成的在高等植物中以这种形式形成的ATPATP只占一小只占一小部分，糖酵解过程中有两个步骤发生底物水

7、部分，糖酵解过程中有两个步骤发生底物水平磷酸化：平磷酸化：(1)(1)甘油醛甘油醛-3-3-磷酸被氧化脱氢，生成一个高磷酸被氧化脱氢，生成一个高能硫酯键，再转化为高能磷酸键，其磷酸基能硫酯键，再转化为高能磷酸键，其磷酸基团再转移到团再转移到ADPADP上，形成上，形成ATPATP。(2)2-(2)2-磷酸甘油酸通过烯醇酶的作用，脱水磷酸甘油酸通过烯醇酶的作用，脱水生成高能中间化合物生成高能中间化合物(PEP)(PEP)，经激酶催化转移，经激酶催化转移磷酸基团到磷酸基团到ADPADP上，生成上，生成ATPATP。在在TCATCA循环中，由琥珀酰循环中，由琥珀酰CoACoA形成琥珀酸时通形成琥珀酸

8、时通过底物水平磷酸化生成过底物水平磷酸化生成ATPATP。2.氧化磷酸化氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)是是指电子从指电子从NADH或或FADH2经电子传递链传递给经电子传递链传递给分子氧生成水分子氧生成水,并偶联并偶联ADP和和Pi生成生成ATP的过程。的过程。它是需氧生物合成它是需氧生物合成ATP的主要途径。电子沿呼的主要途径。电子沿呼吸链由低电位流向高电位是个逐步释放能量的吸链由低电位流向高电位是个逐步释放能量的过程。过程。NADHFMN FeSCoQCytb FeS Cytc1CytcCytaa3O2ADP+Pi ATPADP+Pi ATPADP+Pi

9、ATPFeSFADH可能偶联的部位P/O=3 P/O=2三、电子传三、电子传递途径的多递途径的多样性样性N四、末端氧化酶类四、末端氧化酶类末端氧化酶末端氧化酶：位于呼吸电子传递链的：位于呼吸电子传递链的末端，并与氧还原为水相偶联的酶。末端，并与氧还原为水相偶联的酶。1、细胞色素氧化酶 cytochrome oxidase 含Cu 与Fe,作用是将cyta3的电子交给O2，使之活化并与质子结合形成水。部位：线粒体，在植物中普遍存在，占氧消耗的4/5。2、交替氧化酶(alternate oxidase)部位：线粒体。NADH复合体ICoQ O2 由于越过了复合体III和IV，因此该酶和电子传递途径

10、不受氰 化物抑制，又称为抗氰氧化酶，其P/O比为1，受SHAM(水杨基杨肟酸抑制)。作用：与植物授精、种子萌发时温度升高有关(又称放热呼吸)。受水杨酸、乙烯的诱导。3、多酚氧化酶 分为单酚氧化酶和多酚氧化酶。多酚氧化酶含Cu。该酶存在于质体和微体中，而底物存在于液泡中，只有当组织受伤或衰老时，细胞结构解体，二者发生反应，将酚氧化为棕禢色的醌。(醌对微生物有毒，防感染)利用该性质可用于制茶。交替氧化酶抗氰呼吸4、乙醇酸氧化酶存在于过氧化物体中，将乙醇酸氧化为乙醛酸，参与C2循环。5.黄素氧化酶存在于乙醛酸体中，参与脂肪酸的氧化分解。6.抗坏血酸氧化酶存在于细胞液和细胞壁中，催化抗坏血酸氧化为脱氢

11、抗坏血酸，在氧化还原系统中起重要作用。末端氧化酶的多样性末端氧化酶的多样性本身就是电子传递体成员，伴有ATP的形成，存在于线粒体中，如细胞色素氧化酶、交替氧化酶细胞色素氧化酶、交替氧化酶。不产生ATP，存在于胞基质和其他细胞器中，如抗坏血酸氧化酶、抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶。乙醇酸氧化酶等。多酚氧化酶。乙醇酸氧化酶等。第四节 呼吸过程中能量的贮存和利用第五节 呼吸作用的调节和控制自学植物呼吸监测仪植物呼吸监测仪 第六节第六节 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概念概念呼吸底物不同，呼吸底物不同，RQRQ不同。不同。C6H1 2O6+6O2 6CO2+6H2O R.Q=6/6=

12、1.0 脂肪、蛋白质脂肪、蛋白质:RQ1，C4H6O5+3O2 4CO2+3H2O R.Q=4/3=1.33 不同植物不同不同植物不同 植植 物物 种种 类类 呼吸速率呼吸速率(O2，鲜重，鲜重)/lg-lh-1 仙人掌仙人掌 6.80 景天属景天属 16.60 蚕豆蚕豆 96.60 小麦小麦 251.00 细菌细菌 10 000.00 干燥种子，呼吸很微弱；吸水后迅干燥种子，呼吸很微弱；吸水后迅速增加，速增加，种子含水量是制约种子种子含水量是制约种子呼吸强弱的重要因素。呼吸强弱的重要因素。整体植物的呼吸速率，随着植物组整体植物的呼吸速率，随着植物组织含水量的增加而升高织含水量的增加而升高第七节第七节 呼吸作用与农业生产呼吸作用与农业生产概念概念后面内容直接删除就行资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用主要经营：网络软件设计、图文设计制作、发布广告等公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPT设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求The user can demonstrate on a projector or computer,or print the presentation and make it into a film to be used in a wider field