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植物生理学呼吸作用简化第1页/共60页 2 植物呼吸代谢多样性表现在：一 呼吸代谢途径的多样性二 电子传递途径的多样性 三 末端氧化酶的多样性第2页/共60页 3一　植物呼吸代谢途径的多样性糖酵解、无氧呼吸(酒精发酵和乳酸发酵)、TCA途径、PPP途径、乙醛酸途径、乙醇酸途径第3页/共60页 4植物呼吸代谢途径的多样性：◆ 植物在长期进化过程中适应外界环境的表现。◆ 多条途径随着植物种类的不同、不同的发育时期、不同的生理状态、不同的环境条件而有很大的差异。第4页/共60页 51、主路 　2、支路1 3、支路2 4、支路3 5、抗氰呼吸 6、其它电子传递途径二　呼吸链电子传递途径的多样性第5页/共60页 6第6页/共60页 71 电子传递主路 NADH→FMN→FeS→UQ→cytb→FeS→cytc1→ cyt c→cyt aa3→O2 为动物、植物、微生物所共有。P/O=3.2 电子传递支路1 NADH→FP2→UQ→cytb→FeS→cytc1→cyt c→cyt aa3→O2 P/O=2或略低于2。不被鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素A等抑制。第7页/共60页 83 电子传递支路2 NADH→FP3→UQ→cytb→FeS→cytc1→cyt c→cyt aa3→O2 P/O=2。4 电子传递支路3 NADH→FP4→cytb5→cyt c→cyt aa3→ O2 P/O=1。5 交替途径(抗氰呼吸) NADH→FMN→FeS→UQ →FP→O2。不被抗霉素A、氰化物抑制。 P/O=1。第8页/共60页 9◆ 抗氰呼吸的生理意义：◇ 放热效应。 产生的热量对产热植物早春开花有保护作用，也有利于低温下种子的萌了。◇ 促进果实成熟。 乙烯的形成与抗氰呼吸呈平行关系。◇ 增强抗病能力。第9页/共60页 10◇ 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。第10页/共60页 11第11页/共60页 126 其它电子传递途径(线粒体外)◆ 乙醇酸氧化酶： NADH→乙醛酸→乙醇酸→O2◆ 多酚氧化酶：NADPH→酚→O2◆ 抗坏血酸氧化酶： NADPH→谷胱甘肽→抗坏血酸→O2。电子传递途径的多样性第12页/共60页 13第13页/共60页 14三　末端氧化系统的多样性1 末端氧化酶2 种类1 细胞色素氧化酶2 交替氧化酶3 线粒体外的氧化酶第14页/共60页 151 末端氧化酶(terminal oxidase) ◆ 能将底物上脱下的电子最终传给O2，使其活化并形成H2O或H2O2的酶类。◆ 分布 ◇存在于线粒体内，本身就是电子传递体。 ◇存在于细胞质基质和其它细胞器中。第15页/共60页 16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。交替氧化酶(AO) ◆ 含Fe, 将电子从UQ经FP传给O2。 ◆ 对氧的亲和力较高。易受水杨基氧肟(wò)酸(SHAM)所抑制。对氰化物不敏感。2 种类第16页/共60页 17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。 ◆ 酚氧化酶 ◇ 含Cu. ◇ 分布于微粒体和质体中. ◇ 分为 单酚氧化酶(酪氨酸氧化酶) 多酚氧化酶(儿茶酚氧化酶). 它与酚类底物分别被间隔在细胞的不同部位.与植物的木质化、木栓化、抗病性有关. 第17页/共60页 18◇ 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。第18页/共60页 19 ◇ 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。第19页/共60页 20◆ 抗坏血酸氧化酶◇ 分布在细胞质中，含Cu。◇ 将维生素C(抗坏血酸)氧化为脱氢抗坏血酸。◇ 与植物的受精作用、能量代谢、物质合成有密切关系。◇ 对氧亲和力低，受氰化物抑制，对CO不敏感。第20页/共60页 21◆ 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