植物生理学---呼吸作用(简化版).pptVIP

医学课件 植物呼吸代谢多样性表现在： 植物呼吸代谢途径的多样性： 1、主路 　 2、支路1 3、支路2 4、支路3 5、抗氰呼吸 6、其它电子传递途径 3 电子传递支路2 NADH→FP3→UQ→cytb→FeS→cytc1→cyt c→cyt aa3→O2 P/O=2。 ◆ 抗氰呼吸的生理意义： ◇ 代谢协同调控。 ▽ 当底物和还原力过剩时，细胞色素途径电子传递呈饱和状态，此时能量“溢流”。抗氰呼吸活跃可分流电子，消耗多余的底物和还原力。 ▽ 当细胞色素氧化酶途径受阻时，抗氰呼吸产生或加强，可以保证EMP-TCA循环和PPP能正常进行，保证底物继续氧化，维持生命活动各方面的需要。 6 其它电子传递途径(线粒体外) 1 末端氧化酶(terminal oxidase) 细胞色素氧化酶 ◆ 主要末端氧化酶。呼吸所耗O2的80%由它完成。 ◆ 包括cyta 和cyta3，含有2个铁卟啉和2Cu,将电子从cyta3传给O2。 ◆ 与氧的亲和力高。受氰化物、CO的抑制。 线粒体外的氧化酶 参与的电子传递途径没有能量截留和利用。 ◇ 受氰化物、CO的抑制。 ◇ 当马铃薯块茎、苹果果实受到伤害后出现褐色就是此酶将酚氧化为醌的结果。 ◇ 伤呼吸： 植物组织受伤后呼吸增强的部分。它与酚氧化酶活性增加有关。 ◇ 制红茶： 要揉破细胞，通过酚氧化酶的作用将茶叶中的酚类(儿茶酚，即邻苯二酚)氧化并聚合红褐色的色素从而制红茶。 ◇ 制绿茶：先需马上杀青以破坏酚氧化酶。 ◆ 抗坏血酸氧化酶 ◆ 乙醇酸氧化酶： ◇ 为一种黄素蛋白，含FMN，不含金属 ◇ 催化乙醇酸氧化为乙醛酸并产生H2O2，与甘氨酸和草酸的合成有关。 ◇ 与氧的亲和力极低，不受氰化物、CO的抑制 ◆ 过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物岐化酶 小结： 呼吸代谢多样性表现在： ◆ 呼吸途径的多样性(EMP、TCA、PPP等)， ◆ 电子传递途径的多样性， ◆ 末端氧化酶的多样性。 ◆ 呼吸底物不同，RQ不同： ◇ 糖 彻底氧化时RQ=1。 ◇ 富含氢的脂肪、蛋白质 RQ1。 棕榈酸(C16H32O2)转变为蔗糖时时RQ=0.36 ◇ 富含氧的有机酸(氧含量高于糖) RQ1。 苹果酸(C4H6O5)氧化时RQ=1.33。 ◆ 环境中氧供应对RQ影响很大。 如糖，在无氧时发生酒精发酵，只有CO2产生，无O2的吸收，则RQ远大于1 。 如不完全氧化吸收的氧保留在中间产物中放出的CO2量相对减少，RQ会小于1。 二 影响呼吸速率的内部因素 2 同一植株不同器官，呼吸速率有所不同。 主要因代谢不同、非代谢组成成分的相对比重不同等影响。 ◆ 生长旺盛、细嫩部位呼吸速率高。 ◆ 生殖器官比营养器官呼吸速率高。雌蕊较高，雄蕊中以花粉为最强。 7 呼吸底物充足时呼吸强度高。 三 影响呼吸速率的外界因素 ◆ 最低温度因植物种类、同一植物不同生理状态有很大差异。 有些多年生越冬植物在-25 ℃仍呼吸，但在夏天温度低于 -4 ? -5 ℃时就不能忍受低温而停止呼吸。 ◆ 呼吸作用最高温度： 一般为35?45℃间。 最高温度在短时间内可使呼吸速率较最适温度时要高，但温度越高时间越长，呼吸迅速下降. 大部分植物器官，0-25 ℃温度范围内Q10为2-2.5， 但温度进一步增加至30-35℃， 呼吸速率虽仍增加，但Q10开始下降。 2 氧气 水稻和小麦的消失点约为18%，苹果果实的消失点约为10%。 在组织内部，由于细胞色素氧化酶对O2的亲和力极高，当内部氧浓度为大气氧浓度时的0.05%时有氧呼吸仍可进行。 ◆ 氧浓度过高： 对植物有害，这可能与活性氧代谢形成自由基有关。 3 CO2 环境中CO2浓度增高时脱羧反应减慢，呼吸作用受抑制。CO2浓度高于5%时呼吸作用受明显抑制，达10%时可使植物死亡。 可用高浓度CO2来贮藏果疏。 5 机械损伤 机械损伤明显促进组织的呼吸作用. 6 病原菌的侵染 植物组织感病后呼吸增加. 环境对呼吸作用的影响表现在： ◆ 影响酶的活性进而影响呼吸速率； ◆ 影响呼吸途径：EMP-TCA、PPP、有氧呼吸与无氧呼吸、抗氰呼吸； ◆ 影响呼吸底物，RQ可表现出变化。 一　呼吸效率(生长效率) ◆ 维持呼吸(maintenance respiration)：提供保持细胞活性所需能量的呼吸部