第四部分呼吸作用教學(xué)課件

1、代謝合成代謝分解代謝（光合作用）體內(nèi)物質(zhì)代謝外界吸收物質(zhì)代謝（糖、蛋白質(zhì)、脂類和核酸）呼吸作用產(chǎn)生能量有機物的運輸?shù)谖逭轮参锏暮粑饔蒙锏男玛惔x可概括為兩類反應(yīng)： 1.1.同化作用同化作用(assimilation)-把非生活物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生活物質(zhì)。 2.2.異化作用異化作用（disassimilation）-把生活物質(zhì)分解成非生活物質(zhì)。 光合作用屬于同化作用；呼吸作用屬于異化作用。 呼吸作用是所有生物的基本生理功能，是一切生活細胞的共同特征，呼吸停止，也就意味著生命的終止。第一節(jié)呼吸作用的概念和生理意義一、呼吸的概念概念概念生活細胞內(nèi)的有機物,在酶的參與下，逐步氧化分解并釋放能量的過程。類類

2、型型有有氧氧呼呼吸吸生活細胞利用分子氧(o2),將某些有機物徹底氧化分解,形成co2和h2o，同時釋放能量的過程。c6h12o6+6o2 酶 6co2+6h2o g= -2870kjmol-1 (g是指ph為7時標準自由能的變化)無無氧氧呼呼吸吸生活細胞在無氧條件下，把某些有機物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放能量的過程。酒精發(fā)酵:c6h12o6 酶 2c2h5oh+2co2 g= -226 kjmol-1乳酸發(fā)酵c6h12o6 酶 2ch3chohcooh g= -197 kjmol-1 有氧呼吸總反應(yīng)式和燃燒反應(yīng)式相同.但是呼吸作用與物質(zhì)燃燒的主要區(qū)別： 1.燃燒時,有機物被劇烈氧化散熱

3、,呼吸作用中氧化作用分步驟進行,能量逐步釋放.一部分能量轉(zhuǎn)移到atp和nad(p)h分子中,成為隨時可利用的貯備能,另一部分以熱的形式放出。 2.燃燒是物理過程，呼吸作用是生理過程，在常溫、常壓下進行。 二、呼吸作用的生理意義1.為植物生命活動提供能量為植物生命活動提供能量 呼吸氧化有機物，將其中的化學(xué)能以atp形式貯存起來。當atp分解時，釋放能量以滿足各種生理過程的需要。呼吸放熱可提高植物體溫，有利種子萌發(fā)、開花傳粉受精等。抗氰呼吸2.2.中間產(chǎn)物是合成植物體內(nèi)重要有機物質(zhì)的原料中間產(chǎn)物是合成植物體內(nèi)重要有機物質(zhì)的原料呼吸產(chǎn)生許多中間產(chǎn)物，其中有些十分活躍，是進一步合成其他有機物的物質(zhì)基礎(chǔ)

4、。3.3.在植物抗病免疫方面有著重要作用在植物抗病免疫方面有著重要作用 呼吸作用氧化分解病原微生物分泌的毒素，以消除其毒害。植物受傷或受到病菌侵染時，通過旺盛的呼吸，促進傷口愈合，加速木質(zhì)化或栓質(zhì)化，以減少病菌的侵染。ppp，多酚氧化酶第二節(jié)呼吸代謝的多樣性多樣性化學(xué)途徑多樣性呼吸電子傳遞多樣性末端氧化酶多樣性糖酵解三羧酸循環(huán)戊糖磷酸途徑一、化學(xué)途徑多樣性1糖酵解（emp途徑）己糖在無氧狀態(tài)下分解成丙酮酸的過程。1) 場所：細胞質(zhì)2) 總反應(yīng)：c6h12o6+2nad+2adp+2h3po42丙酮酸+2nadh+2h+2atp3)生理意義：a.是有氧呼吸與無氧呼吸的共同途徑。b.產(chǎn)物丙酮酸化學(xué)

5、性質(zhì)活躍，參與其它物質(zhì)代謝。c.大部分反應(yīng)可逆，是糖異生的基本途徑。d.提供部分能量，是厭氧生物能量的主要來源。葉綠體2三羧酸循環(huán)（tca循環(huán)、檸檬酸循環(huán)）1）場所：線粒體a.外膜：通透性相對大，有利于內(nèi)外物質(zhì)交流。b.內(nèi)膜：通透性小，呼吸電子傳遞鏈排列在其上。 嵴 內(nèi)膜向中心內(nèi)陷，形成片狀或管狀的皺褶, 被稱為嵴c.基質(zhì)：呼吸底物氧化的場所，含大量關(guān)鍵酶一、化學(xué)途徑多樣性丙酮酸在有氧條件下進入線粒體，經(jīng)過三羧酸等一系列物質(zhì)轉(zhuǎn)化，徹底氧化為水和co2的循環(huán)過程。2）總反應(yīng)一、化學(xué)途徑多樣性2三羧酸循環(huán)（tca循環(huán)、檸檬酸循環(huán)）丙酮酸丙酮酸+4nad+fadadp pi2h2o 3co2+4na

6、dh4h+fadh2atptca循環(huán)中生成的nadh和fadh2，經(jīng)呼吸鏈將h+和電子傳給o2生成h2o,同時偶聯(lián)氧化磷酸化生成atp。底物水平磷酸化生成atp。3atp2atp3）生理意義：a.提供生命活動所需能量的主要來源。 通過電子傳遞與氧化磷酸化偶聯(lián)產(chǎn)生大量atp。b.是物質(zhì)代謝的樞紐。起始物乙酰coa是糖、脂肪、蛋白質(zhì)三大類物質(zhì)代謝的樞紐。c.釋放co2d.需o2，接受電子，有氧條件下nad和fad才能再生，否則tca循環(huán)受阻。一、化學(xué)途徑多樣性2三羧酸循環(huán)（tca循環(huán)、檸檬酸循環(huán)）3戊糖磷酸途徑（ppp、hmp途徑）1）反應(yīng)場所：細胞質(zhì)2）總反應(yīng)： g6p2nadph2oru5pc

7、o22nadph2h 3）生理意義：a.產(chǎn)生大量nadph為體內(nèi)反應(yīng)提供還原力。b.為其它物質(zhì)代謝提供原料。ru5p可合成核酸。c.重組階段的酶和產(chǎn)物與光合c3途徑相同，可相互交流。d.產(chǎn)生綠原酸、咖啡酸等抗病物質(zhì)，可增強抗病性。一、化學(xué)途徑多樣性葡萄糖在細胞質(zhì)內(nèi)直接氧化脫羧，并以戊糖磷酸為重要中間產(chǎn)物的有氧呼吸途徑。核酮糖-5-磷酸二、呼吸電子傳遞的多樣性1電子傳遞鏈：又稱為呼吸鏈，是傳遞呼吸代謝中電子和質(zhì)子的一系列傳遞體系。2氧化磷酸化：在生物氧化中，電子經(jīng)過線粒體的電子傳遞鏈傳遞到氧，伴隨atp合成酶催化，使adp和磷酸合成atp的過程。交替氧化酶4電子傳遞鏈內(nèi)源nadhfmnfe-su

8、qcyt bcyt ccyt acyt a3o2fp3adpatpfadfp4cyt b5交替途徑fp2外源nadhadpatpadpatp3p/o比：是指氧化磷酸化中每消耗1mol氧時所消耗的無機磷酸摩爾數(shù)之比。是代表線粒體氧化磷酸化活力的重要指標。主路p/o=3支路p/o=2支路 p/o=1交替途徑p/o=1二、呼吸電子傳遞的多樣性4抗氰呼吸（交替途徑） 特點：p/o1，能量以熱能散失，又稱為放熱呼吸。 在高等植物中抗氰呼吸是廣泛存在的,例如天南星科、睡蓮科和白星海芋科的花器官與花粉，玉米、水稻、豌豆、綠豆和棉花的種子、馬鈴薯的塊莖、甘薯的塊根和胡蘿卜的根等。 抗氰呼吸的生理意義： a.放

9、熱增溫，促進植物開花、種子萌發(fā) b.增加乙烯生成，促進果實成熟，促進衰老 c.增強抗逆性二、呼吸電子傳遞的多樣性在氰化物存在下，某些植物呼吸不受抑制，這種呼吸途徑稱為抗氰呼吸。天南星科天南星科玉簪馬蹄蓮白鶴芋花燭花燭南蛇棒海芋 1 線粒體內(nèi)膜:細胞色素氧化酶和交替氧化酶; 2 細胞質(zhì)：酚氧化酶和抗壞血酸氧化酶 3 過氧化體:乙醇酸氧化酶。三、末端氧化酶多樣性處于生物氧化一系列反應(yīng)的最末端，把電子傳遞給o2的酶細胞色素氧化酶親合力最高高4酚氧化酶 植物組織受傷后呼吸作用增強，這部分呼吸作用稱為“傷呼吸傷呼吸” 酚醌 綠茶和紅茶為什么顏色不同? 綠茶綠茶：鮮葉經(jīng)殺青揉捻干燥殺青揉捻干燥3 個工序

10、紅茶紅茶：鮮葉經(jīng)萎萎淍淍揉捻發(fā)酵干燥揉捻發(fā)酵干燥4 個工序二、末端氧化酶多樣性酚氧化酶液泡細胞質(zhì)第六節(jié)影響呼吸作用的因素一、呼吸作用生理指標呼吸作用生理指標 判斷呼吸作用強度和性質(zhì)的指標主要有呼吸速率和呼吸商1呼吸速率：單位時間單位重量的植物所放出的co2的量或吸收的o2的量。 c c6 6h h1212o o6 6 + + 6o6o2 2 酶 6co6co2 2 + 6h+ 6h2 2o o干物質(zhì)消耗量 o2吸收量 co2釋放量 氧電極法 紅外線co2氣體分析儀2呼吸商rqrq= =放出的放出的coco2 2量量 / / 吸收的吸收的o o2 2量量呼吸底物種類不同，呼吸商也不同。1、以葡萄

11、糖作為呼吸底物，且完全氧化時，呼吸商是1 c6h12o6 + 6o2 6co2+6h2o rq = 6/6 = 1.0 2、以脂肪或蛋白質(zhì)為呼吸底物，氧化過程中脫下的氫相對較多(h/o比大) ，形成h2o時消耗的o2多，呼吸商小于1，如以棕櫚酸作為呼吸底物，： c16h32o2 + 23o2 16co2+16h2o rq=16/23 = 0.7 3、以有機酸等含氧較多的有機物作為呼吸底物,呼吸商則大于1，如檸檬酸的呼吸商為1.33。 c6h8o74.5o2 6co24h2o rq=6/4.5=1.33一、呼吸作用生理指標植物組織在一定時間內(nèi)，放出二氧化碳的量與吸收氧氣的量的比值叫做呼吸商，又稱

12、呼吸系數(shù)（rq）。二、內(nèi)部因素對呼吸速率的影響細菌、真菌高等植物喜溫植物耐寒植物草本植物木本植物一般而言，凡是生長快的生長慢的 1不同物種呼吸速率不同2不同器官呼吸速率不同生殖器官營養(yǎng)器官，雌蕊雄蕊花瓣花萼，莖頂端莖基部，種子胚胚乳，多年生植物春季冬季，受傷感病的正常健康的1溫度三、外界條件對呼吸速率的影響定義定義特性特性最低溫度能進行呼吸的溫度低限，一般植物為0 左右 低于光合和生長最低溫度，在此溫度時植物不生長，但生命仍維持，呼吸作用的最低溫度也是生命的最低溫度。最適溫度保持穩(wěn)態(tài)的最高呼吸速率的溫度，一般植物為2535高于光合和生長最適溫度，處于此溫度，凈光合積累由于呼吸消耗而減少，對生長

13、不利。最高溫度能進行呼吸的溫度高限，一般植物為3545短時間內(nèi)可使呼吸速率較最適溫度高，但時間稍長后，呼吸速率就會急劇下降，這是因為高溫加速了酶的鈍化或失活。不同的植物三基點不同：熱帶植物溫帶寒帶植物2o2三、外界條件對呼吸速率的影響無氧呼吸消失點:無氧呼吸停止進行的最低氧含量(10%左右)。氧飽和點:在氧濃度較低的情況下，有氧呼吸隨氧濃度的增大而增強，但增至一定程度時，有氧呼吸就不再增強時的氧濃度。過高：活性氧代謝形成自由基，損傷細胞。過低:(1)無氧呼吸產(chǎn)生酒精(2)能量不足，有機物過度消耗(3)缺少代謝重要的中間產(chǎn)物，如:乙酰coa3co2 二氧化碳是呼吸作用的最終產(chǎn)物，當外界環(huán)境中二氧

14、化碳濃度增高時，脫羧反應(yīng)減慢，呼吸作用受到抑制。三、外界條件對呼吸速率的影響4h2o 種子：干燥種子的呼吸作用很微弱。 吸水后，呼吸速率迅速增加。 整體植物：接近萎蔫時，呼吸速率有所增加， 如萎蔫時間較長，呼吸速率下降。第七節(jié)呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一、呼吸作用與作物栽培例如水稻浸種催芽時，用溫水淋種和時常翻堆，目的是控制溫度和通氣，保證呼吸的順利進行。在秧苗期濕潤管理，寒潮來臨時灌水護秧，寒潮過后，適時排水，是為了根系得到充足的氧氣。二、呼吸與糧食貯藏1、控制水分：種子的含水量不得超過安全含水量。要曬干進倉、保持倉庫干燥。否則，呼吸旺盛消耗大量貯藏物質(zhì)，呼吸放出熱量和水分，會提高糧堆溫度和濕度，有

15、利于微生物活動，易導(dǎo)致糧食的變質(zhì)，使種子喪失發(fā)芽力和食用價值。 2、降溫：注意庫房的通風(fēng)降溫，在能夠忍受的范圍內(nèi)，溫度越低，種子活力衰減的速度越慢。3、控制氣體成分：可對庫房內(nèi)空氣成分加以控制，適當增高二氧化碳含量和降低氧含量?；?qū)⒓Z倉中空氣抽出，充入氮氣，達到抑制呼吸，安全貯藏的目的。三、呼吸作用與果蔬貯藏1 1、呼吸躍變現(xiàn)象、呼吸躍變現(xiàn)象：當果實成熟到一定時期，其呼吸速率突然增高，然后又迅速下降的現(xiàn)象稱之為呼吸躍變現(xiàn)象。2 2、類型、類型：按成熟過程中是否出現(xiàn)呼吸躍變將果實分兩類:呼吸躍變型，如蘋果、梨、香蕉、番茄、獼猴桃、杏等；非呼吸躍變型，如柑橘、葡萄、菠蘿、櫻桃、草莓、綠色蔬菜等。3、貯藏方法：1 1）降低溫度）降低溫度 根據(jù)貯藏物選擇適宜的溫度，大多數(shù)果實45，喜溫果蔬12 左右，香蕉11142 2）氣調(diào)貯藏）氣調(diào)貯藏 適當增加c02濃度，降