第四章呼吸作用(2011.05)概述.ppt

第二篇 植物体内物质和能量的转变 第四章 植物的呼吸作用 第五章 植物体内有机物代谢（自学） 第六章 植物体内有机物的运输 要求： 掌握植物呼吸的多样性 掌握影响呼吸作用的因素 了解植物呼吸的调节和控制 了解呼吸作用与粮食、果蔬贮藏的关系 第一节??? 呼吸作用的概念、生理意义 一、呼吸作用的概念 呼吸作用 (respiration)：指一切生活细胞内的有机物，在一系列酶的参与下，逐步氧化分解成简单物质，并释放出能量的过程。 呼吸作用根据是否消耗分子氧，分为两种类型： （一）、有氧呼吸(aerobic respiration) （二）、无氧呼吸 (anaerobic respiration) （一）、有氧呼吸 生活细胞在O2的参与下，将某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成水，同时释放能量的过程. 底物:G (一般) 因此常用如下方程式表示呼吸作用： C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O +能量 [2870 KJ] 但O2不直接与G作用,而需要H2O的参与 　　为了更准确的说明其生化变化，有人将呼吸作用的方程式改写为： （二）、无氧呼吸 在无氧条件下，生活细胞将有机物分解为不彻底氧化产物（如酒精或乳酸），同时释放能量的过程.对于高等植物,称为无氧呼吸。 对于微生物，则惯称为发酵。 有氧呼吸与无氧呼吸的关系 有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。高等植物通常以有氧呼吸为主，但它们仍然保持着无氧呼吸的能力，它们可在短期内进行无氧呼吸。此外，在不缺氧的情况下，植物生活的某一时期（如：种子萌发而种皮未破时）、一些延存器官（如：马铃薯块茎、甜菜块根等）以及一些果实的内部也进行无氧呼吸。 总之，有氧呼吸是植物的主要呼吸方式，无氧呼吸是植物对环境的适应。无氧呼吸浪费能量并产生酒精等有毒物质，因此，植物只能短期内进行无氧呼吸。 二、呼吸作用的生理意义 1、提供植物生命活动所需要的大部分能量为生命活动提供能量. 2、呼吸途径的中间产物为其它物质的合成提供原料. 3、在植物的抗病免疫方面起重要作用 三、呼吸作用的场所 EMP和HMP(PPP):细胞质(溶胶) TCA和生物氧化:线粒体 (p101,图4-1) TCA:线粒体基质， 生物氧化:线粒体内膜 第二节??? 植物的呼吸代谢途径 植物呼吸代谢的生物化学途径有三条： 糖酵解(EMP) 三羧酸循环(TCA) 戊糖磷酸途径(HMP/PPP) EMP和HMP(PPP):细胞质(溶胶) TCA和生物氧化:线粒体 (p101,图4-1) TCA:线粒体基质， 生物氧化:线粒体内膜 P105，图4-2 一、糖酵解（glycolysis） 糖酵解是指淀粉、葡萄糖或其它六碳糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程，简称EMP途径(以纪念3位对此贡献突出的德国生化学家)。 场所:细胞质(因糖酵解过程所有酶都存在于细胞质) 底物:淀粉(主),蔗糖, G, F. 淀粉蔗糖均需转化为G或F并被ATP磷酸化. 二、三羧酸循环（Tricarboxylicacid cycle，简称TCA循环），又名柠檬酸循环（citric acid cycle），Krebs环（Krebs cycle） 糖酵解的最终产物丙酮酸，在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环逐步脱羧脱氢，彻底氧化分解，这一过程称为三羧循环。 场所:整个过程在线粒体基质中进行 反应产生NADH2 场所： TCA和生物氧化—线粒体 TCA—基质，生物氧化----内膜 途径：见右图 TCA环的特点： 1、TCA循环中一系列的脱羧反应是呼吸作用释放CO2的来源。 2、在TCA循环中有一系列(5次)脱H过程，氢(24个H )经过一系列的呼吸传递体的传递，释放能量，最后与氧气结合成水。因此，氢的氧化过程实际上是放能的过程。 3. TCA循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过程。这些物质可以通过TCA循环发生代谢上的联系。 三、戊糖磷酸途径(pentose phosphate pathway,简称PPP) ,又称己糖磷酸途径 (hexose monophosphate pathway，简称HMP) 戊糖磷酸途径是一个不经过无氧呼吸生成丙酮酸而进行有氧呼吸的途径。其中用G-6-P脱氢酶将G-6-P直接脱氢故也称为己糖磷酸途径（HMP）。 PPP是细胞质中进行的6-磷酸葡萄糖直接氧化途径，在植物体内普遍存在。 PPP的生理功能 1）中间产物活跃，可形成各种细胞必须产物