植物生理学呼吸作用详解演示文稿
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植物生理学04呼吸作用PPT课件
葡萄糖
丙酮酸
无氧 无氧呼吸生成酒精或乳酸 有氧 TCA循环 CO2 20
葡萄糖
ATP
ATP
磷酸葡萄糖 → 磷酸果糖 二磷酸果糖
磷酸甘油醛
乙醇
2 NADH
二磷酸甘油酸
乙醛
乳 酸
CO2
2ATP
2ATP
丙酮酸
磷酸烯醇 磷酸甘油酸
式丙酮酸 21
注意：
➢ 在细胞质中进行。 ➢ 糖酵解不仅是个降解的过程，可以进行逆转，生成糖。 ➢ 糖酵解过程中生成的中间产物，有很少一部分可以转
延胡索酸加水生成苹果酸。水的加入相当于向中间产物注入了氧原子， 促进了还原性碳原子的氧化。 4)TCA循环中并没有分子氧的直接参与，但该循环必须在有氧条件下才能进 行，因为只有氧的存在，才能使NAD+和FAD在线粒体中再生，否则 TCA循环就会受阻。 5)该循环既是糖、脂肪、蛋白彻底氧化分解的共同途径；又可通过代谢中间 产物与其他代谢途径发生联系和相互转变。 •
10
2）中间产物可转变为其他有机物
Sugars Fats AA Protein
11
如：呼吸与植物激素的关系：
PPP：E–4-P
莽草酸 Trp IAA
EMP：PEP
TCA：OAA
Asp
Met
S-腺
苷蛋氨酸（SAM） 1-氨基环丙烷-1羧
酸（ACC） 乙烯
12
13
Nobel Prizes in Chemistry for Respiration Research
FADH
CO2
琥珀酸
CO2 NADH
ATP 琥珀酰CoA α-酮戊二酸
24
值得注意的几个问题：
植物生理学课件第四章呼吸作用
体进一步氧化产生ATP。 通过底物水平磷酸化，直接合成ATP。 （2）TCA是植物体进行有氧呼吸的主要途径，是
物质代谢的枢纽。 TCA既是糖、脂类和氨基酸 等彻底分解的共同途径，其中间产物又是合成 糖、脂类和氨基酸的原料。
3. 戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway, PPP）
CO2+H2O
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
二、生物氧化（biological oxidation）
生物氧化是指发生在生物体细胞线粒 体内的一系列传递氢、电子的氧化还原反 应。生物氧化过程中释放的能量一部分以 热能形式散失，一部分贮存在高能磷酸化 合物ATP中。
简称TCA）
TCA循环中 虽然没有O2的 参加，但必须 在有氧条件下 经过呼吸链电 子传递，使 NAD+ 和FAD、 UQ在线粒体中 再生，该循环 才可继续，否 则TCA循环就会 受阻。
三羧酸循环的生理意义：
（1）TCA是植物体获得能量的最主要形式。 使NAD+和FAD还原成NADH和FADH2。这些电子供
1. 为植物生命活动提供能量
需呼吸作用提供 能量的生理过程有： 离子的主动吸收和运 输、细胞的分裂和伸 长、有机物的合成和 运输、种子萌发等。
不需呼吸作用直 接提供能量的生理过 程有：干种子的吸胀 吸水、离子的被动吸 收、蒸腾作用、光反 应等。
2. 中间产物是合成重要有机物质的原料
呼吸作用的中间产物如，
如：细胞色素系统、铁硫蛋白、铁氧还蛋白等。
呼吸传递体中除 UQ外,大多数组分是与 蛋白质结合，以复合体形式嵌入膜内存在的。
植物线粒体的电子传递链位于线粒体 的内膜上，由五种蛋白复合体组成。
物质代谢的枢纽。 TCA既是糖、脂类和氨基酸 等彻底分解的共同途径，其中间产物又是合成 糖、脂类和氨基酸的原料。
3. 戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway, PPP）
CO2+H2O
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
二、生物氧化（biological oxidation）
生物氧化是指发生在生物体细胞线粒 体内的一系列传递氢、电子的氧化还原反 应。生物氧化过程中释放的能量一部分以 热能形式散失，一部分贮存在高能磷酸化 合物ATP中。
简称TCA）
TCA循环中 虽然没有O2的 参加，但必须 在有氧条件下 经过呼吸链电 子传递，使 NAD+ 和FAD、 UQ在线粒体中 再生，该循环 才可继续，否 则TCA循环就会 受阻。
三羧酸循环的生理意义：
（1）TCA是植物体获得能量的最主要形式。 使NAD+和FAD还原成NADH和FADH2。这些电子供
1. 为植物生命活动提供能量
需呼吸作用提供 能量的生理过程有： 离子的主动吸收和运 输、细胞的分裂和伸 长、有机物的合成和 运输、种子萌发等。
不需呼吸作用直 接提供能量的生理过 程有：干种子的吸胀 吸水、离子的被动吸 收、蒸腾作用、光反 应等。
2. 中间产物是合成重要有机物质的原料
呼吸作用的中间产物如，
如：细胞色素系统、铁硫蛋白、铁氧还蛋白等。
呼吸传递体中除 UQ外,大多数组分是与 蛋白质结合，以复合体形式嵌入膜内存在的。
植物线粒体的电子传递链位于线粒体 的内膜上，由五种蛋白复合体组成。
植物生理学-呼吸作用(PPT)
The physiological roles of EMP pathway
1）提供物质合成的中间产物(TP、Pyr)。 2）提供部分ATP和NADH。~能量和还原力。 3） EMP途径是有氧、无氧呼吸的共同途径。 4）大多数反应可逆，为糖提供了基本途径。
二、发酵作用（fermentation） 在无氧条件下，催化丙酮酸形成乙醇或乳酸。
Aerobic respiration：生活细胞利用O2，将某些有 机物质彻底氧化分解，生成CO2和H2O，并释放能量 的过程。
如以葡萄糖作为呼吸底物，则有氧呼吸的总过程：
C6H12O6+6H2O+6O2 △G=-2870KJ·mol-1
6CO2+12H2O+能量
底物分解完全（逐步被分解）；释放能量多。
Anaerobic respiration：生活细胞在无氧条件下， 把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放 能量的过程。
微生物中称为发酵（fermentation）
酒精发酵（酵母菌）：
C6H12O3
2C2H5OH+2CO2+ 能量 △G=-226KJ·mol-1
乳酸发酵（乳酸菌）：
C6H12O6 2CH3CHOHCOOH+能量 △G=-197KJ·mol-1
底物分解不彻底；释放能量少。
二 、 呼 吸 作 用 的 生 理 意 义 physiological significances
1.Provide the energy for life activity~ATP 2.为重要有机物质提供合成原料。如:
α-酮戊二酸 苹果酸 甘油醛磷酸…
合成
糖类、脂类、氨基 酸、蛋白质、…
2 甘油醛-3-P 2 果糖-6-P
植物生理学004 植物的呼吸作用-PPT课件
ADP+Pi ATP CoQ Cytb
ADP+Pi ATP
Fe· S Cytc1 Cytc Cytaa3 O
Fe· S
FADH
可能偶联的部位
P/O=3 P/O=2
N
三、电 子传递 途径的 多样性
四、末端氧化酶类
末端氧化酶：位于呼吸电子传递链的 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。
淀粉、蔗糖 磷酸己糖
正常情况下PPP途径占呼吸 3%~30%，处于逆境时，PPP上 升，油料作物结实期PPP上升
糖 酵 解
磷酸戊糖
乳酸脱氢酶 无 氧 脱羧酶
PPP途径
磷酸丙糖
丙酮酸
乳酸（淹酸菜、泡菜、青贮饲料）
乙醇 洒精发酵
脂 肪
β –氧化
有 氧
乙 醛 有氧
乙酸（醋）
琥珀酸 草酸 甲酸
乙酰CoA 三羧酸循环
二. 生理意义
1. 为植物生命活动提供能量 2. 中间产物是合成重要有机物质的原料 3. 提供还原力 4.在植物抗病免疫方面有重要作用
中间产物是合成重要有机物质的原料
为植物生命活动提供能量和还原力
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 植 物的呼吸 代谢途径
呼吸链(respiratory chain)即呼吸电子传递链(electron transport chain)，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。 氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有NAD＋、NADP ＋、 FMN、FAD、UQ等，它们既传递电子，也传递质子。 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。
植物生理学课件：第四章 植物的呼吸作用
2、促进果实成熟：在果实成熟过程中出现 的呼吸跃变现象，与抗氢呼吸速率增强有 关。
3、增强抗病力:抗黑斑病的甘薯块根组织的 抗氢呼吸速率明显高于感病品种。
酚氧化酶（phenol xoidase）
在植物体内普遍存在，定位于质体和微体中，含铜； 催化酚氧化成醌。
1、单元酚氧化酶(monophenol xoidase) 如 络氨酸酶（tyrosinsae）；
呼吸跃变与温度关系很大，如苹果在 22.5oC贮藏时，呼吸跃变出现早而显著， 在10oC下就不显著且出现稍迟，而在 2.5oC下几乎看不出来。
呼吸跃变产生的原因 果实内产生乙烯导致细胞透氧量增加。
乙烯处理可促进呼吸跃变，催熟果实
推迟呼吸跃变措施
降温 香蕉贮藏的最适温度是11~14oC，苹果4oC 降低氧浓度 曾加环境的CO2和N2的浓度
二、果实的呼吸作用与贮藏
呼吸跃变(respirtory climacteric):果实 成熟中出现呼吸速率突然增高的高峰。
(1)呼吸跃变型：如苹果、梨、香蕉、番茄 等。
(2)非呼吸跃变型：如柑橘、柠檬、橙、菠 萝等。
。
呼吸跃变型果实其内含物一般较为复杂， 成熟过程中发生内含物的强烈水解而导致 呼吸增强
第四节 呼吸作用与农业生产
一、种子的呼吸与贮藏 1、种子形成与呼吸 种子形成过程中，其贮藏物质累积的最快
时，呼吸速率也最大。 在种子成熟过程中，呼吸途径也发生变化。 水稻开花初期的籽粒呼吸以EMP-TCA为
主，随着籽粒成熟，PPP加强。
2、种子的安全贮藏与呼吸作用
种子安全贮藏时所允许的最大含水量 称之为安全含水量。
苹果酸 甘油醛磷酸
合成
糖类、脂类、氨基酸、 蛋白质、酶、核酸、 激素 、维生素
3、增强抗病力:抗黑斑病的甘薯块根组织的 抗氢呼吸速率明显高于感病品种。
酚氧化酶（phenol xoidase）
在植物体内普遍存在，定位于质体和微体中，含铜； 催化酚氧化成醌。
1、单元酚氧化酶(monophenol xoidase) 如 络氨酸酶（tyrosinsae）；
呼吸跃变与温度关系很大，如苹果在 22.5oC贮藏时，呼吸跃变出现早而显著， 在10oC下就不显著且出现稍迟，而在 2.5oC下几乎看不出来。
呼吸跃变产生的原因 果实内产生乙烯导致细胞透氧量增加。
乙烯处理可促进呼吸跃变，催熟果实
推迟呼吸跃变措施
降温 香蕉贮藏的最适温度是11~14oC，苹果4oC 降低氧浓度 曾加环境的CO2和N2的浓度
二、果实的呼吸作用与贮藏
呼吸跃变(respirtory climacteric):果实 成熟中出现呼吸速率突然增高的高峰。
(1)呼吸跃变型：如苹果、梨、香蕉、番茄 等。
(2)非呼吸跃变型：如柑橘、柠檬、橙、菠 萝等。
。
呼吸跃变型果实其内含物一般较为复杂， 成熟过程中发生内含物的强烈水解而导致 呼吸增强
第四节 呼吸作用与农业生产
一、种子的呼吸与贮藏 1、种子形成与呼吸 种子形成过程中，其贮藏物质累积的最快
时，呼吸速率也最大。 在种子成熟过程中，呼吸途径也发生变化。 水稻开花初期的籽粒呼吸以EMP-TCA为
主，随着籽粒成熟，PPP加强。
2、种子的安全贮藏与呼吸作用
种子安全贮藏时所允许的最大含水量 称之为安全含水量。
苹果酸 甘油醛磷酸
合成
糖类、脂类、氨基酸、 蛋白质、酶、核酸、 激素 、维生素
植物生理学呼吸作用 PPT课件
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三、末端氧化酶系统的多样性
位于电子传递途径的末端，能把电子直接传递给分
子氧的氧化酶称为末端氧化酶。
（一）线粒体内末端氧化酶
1. 细胞色素氧化酶
这是植物体内最主要的末端氧化酶，其作用是将Cyta3中 的电子交给O2生成水。它与氧的亲和力高，易受CN-、CO、 N3-的抑制。
36
2. 交替氧化酶
29
1. 底物水平磷酸化
底物水平磷酸化是指底物脱氢(或脱水）,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谢物，再通过酶 促磷酸基团转移反应直接偶联ATP的生成。
30
2.氧化磷酸化
氧化磷酸化是指电子从NADH或FADH2经电子传递链 传递给分子氧生成水，并偶联ADP和Pi生成ATP的过程。
交替氧化酶又称抗氰氧化酶，它将UQH2的电子交给O2 生成H2O。它与氧的亲和力高，不受CN-、CO、N3-的抑 制。
37
（二）线粒体外末端氧化酶
1. 酚氧化酶
酚氧化酶分为单酚氧化酶和多酚氧化酶，它是一种 含铜的氧化酶，存在于质体、微体中。它催化分子氧对多 种酚类的氧化，生成棕褐色的醌。醌能杀害多种微生物， 防止伤口感染，提高抗病力。
22
图4-6 磷酸戊糖途径
23
磷酸戊糖途径的生理意义：
➢产生大量NADPH为体内反应提供还原力。 ➢为其它物质代谢提供原料。Ru5P可合成核酸。 ➢重组阶段的酶和产物与光合C3途径相同，可相互交流。 ➢产生绿原酸、咖啡酸等抗病物质，可增强抗病性。
24
（四）乙醛酸循环
油料种子萌发时能够将体内脂肪降解为乙酰CoA，再在乙 醛酸循环体内通过乙醛酸循环生成琥珀酸、乙醛酸和苹果酸。 乙醛酸和苹果酸经苹果酸脱氢酶催化，重新生成草酰乙酸，于 是构成一个循环，故称为乙醛酸循环。
三、末端氧化酶系统的多样性
位于电子传递途径的末端，能把电子直接传递给分
子氧的氧化酶称为末端氧化酶。
（一）线粒体内末端氧化酶
1. 细胞色素氧化酶
这是植物体内最主要的末端氧化酶，其作用是将Cyta3中 的电子交给O2生成水。它与氧的亲和力高，易受CN-、CO、 N3-的抑制。
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2. 交替氧化酶
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1. 底物水平磷酸化
底物水平磷酸化是指底物脱氢(或脱水）,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谢物，再通过酶 促磷酸基团转移反应直接偶联ATP的生成。
30
2.氧化磷酸化
氧化磷酸化是指电子从NADH或FADH2经电子传递链 传递给分子氧生成水，并偶联ADP和Pi生成ATP的过程。
交替氧化酶又称抗氰氧化酶，它将UQH2的电子交给O2 生成H2O。它与氧的亲和力高，不受CN-、CO、N3-的抑 制。
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（二）线粒体外末端氧化酶
1. 酚氧化酶
酚氧化酶分为单酚氧化酶和多酚氧化酶，它是一种 含铜的氧化酶，存在于质体、微体中。它催化分子氧对多 种酚类的氧化，生成棕褐色的醌。醌能杀害多种微生物， 防止伤口感染，提高抗病力。
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图4-6 磷酸戊糖途径
23
磷酸戊糖途径的生理意义：
➢产生大量NADPH为体内反应提供还原力。 ➢为其它物质代谢提供原料。Ru5P可合成核酸。 ➢重组阶段的酶和产物与光合C3途径相同，可相互交流。 ➢产生绿原酸、咖啡酸等抗病物质，可增强抗病性。
24
（四）乙醛酸循环
油料种子萌发时能够将体内脂肪降解为乙酰CoA，再在乙 醛酸循环体内通过乙醛酸循环生成琥珀酸、乙醛酸和苹果酸。 乙醛酸和苹果酸经苹果酸脱氢酶催化，重新生成草酰乙酸，于 是构成一个循环，故称为乙醛酸循环。
植物生理学第章呼吸作用PPT.
有氧呼吸Байду номын сангаас
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和水，同时释放能 量的过程。是高等植物进行呼吸的主要形式。
以葡萄糖作为呼吸底物，植物呼吸作用的 总 方 程 式 是 ： 1mol 葡 萄 糖 经 三 羧 酸 循 环 产 生 36-38个ATP。
无氧呼吸
在无氧条件下，活细胞将呼吸底物降解为不 彻底氧化产物（如酒精或乳酸），同时释放能量 的过程。
植物生理学第章呼吸作用
优选植物生理学第章呼吸作用
一、呼吸作用的概念
呼 吸 作 用 (respiration): 指 一 切 生 活细胞经过某些代谢途径使有机物氧 化分解，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：
有氧呼吸(aerobic respiration)
无氧呼吸(anaerobic respiration)
彻底氧化成CO2和H2O；在无氧条件 从小养成好习惯，
（2） 每天活动时间最好安排在上午或下午，一定要避免中午高温时期。防止中暑。 2.2.10面试中问应聘者的问题 什么时候用三孔的插座呢？（洗衣机、电冰箱、电饭锅用三孔插座） 2.6.3处理零星事务
下生成乳酸或乙醇；还可以进行糖酵 教学目标: 掌握 狗咬伤后的急救
度诺贝尔化学奖。
哈登（1865-1940） 奥伊勒—凯尔平（1873-1964）
哈登(Arthur Harden)，英国生物化学家，奥伊 勒 — 凯 尔 平 (HansEuler—chelpin) ， 瑞 典 籍 德 国 人 ， 生物化学家，二人因对糖的发酵及与酶的关系方面的 研究成果共同获得了1929年诺贝尔化学奖。
2、TCAC的生理意义
（1）TCAC是植物体进行有氧呼吸的主要途 径，是物质代谢的枢纽。蛋白质、脂肪、核 酸代谢的产物必须通过TCAC才能彻底氧化。 （2）TCAC是植物体获得能量的最主要形式。 （3）TCAC的中间产物为其它物质的合成提 供原料。
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植物生理学呼吸作用详解演示文稿
一、引言
植物是通过光合作用制造能量的，但是在夜间或者黑暗环境中，植物无法进行光合作用，此时就需要进行呼吸作用来获得能量。
本文将详细介绍植物呼吸作用的过程和重要性。
二、呼吸作用的定义和概念
呼吸作用是植物细胞在无氧条件下将有机物氧化分解为能量的过程，产生能量的同时释放出二氧化碳和水。
呼吸作用主要发生在植物的线粒体中。
三、呼吸作用的过程
1.糖酵解过程：植物细胞首先将葡萄糖分解为苹果酸，在胞质中进行糖酵解过程。
此过程产生少量的能量和二氧化碳。
2.乳酸发酵过程：在无氧条件下，植物细胞继续将苹果酸进一步分解为乳酸，产生少量的能量。
3.呼吸链过程：乳酸在线粒体中进一步氧化分解，产生更多的能量和二氧化碳。
此过程参与了ATP的合成，提供了植物细胞的能量需求。
四、呼吸作用与光合作用的关系
虽然光合作用和呼吸作用都是植物细胞中的能量代谢过程，但它们之间是互补的关系。
光合作用通过吸收光能来合成有机物质，释放氧气，并且将部分有机物质储存起来。
而呼吸作用则是将储存的有机物质氧化分解为能量，并释放出二氧化碳和水。
五、呼吸作用的重要性
1.能量供应：呼吸作用通过氧化分解有机物质来提供植物细胞所需的
能量。
这种能量不仅用于植物的生长和发育，也用于繁殖、抵抗病原体和
适应环境的压力等。
2.维持生命活动：呼吸作用是维持植物细胞正常生命活动的基本过程。
它使细胞得以运作，完成各种代谢活动，并维持细胞内环境的稳定性。
3.发散二氧化碳：呼吸作用产生的二氧化碳释放到大气中，为其他生
物的光合作用提供原料，维持了生态系统的平衡。
六、呼吸作用的调控
呼吸作用的速率受到多种因素的调节，包括温度、氧气浓度、光照强
度和水分状况等。
例如，高温和高光照可以提高呼吸作用的速率，而低温
和低氧气浓度则会降低呼吸作用的速率。
七、结语
呼吸作用是植物生命活动的重要组成部分，它为植物细胞提供能量，
并维持细胞的正常代谢。
通过了解呼吸作用的过程和重要性，我们可以更
好地理解植物的生物学特性，并为农业生产和植物科学研究提供理论指导。
感谢大家的聆听！。