第04章 呼吸作用
04呼吸作用
称 为 氧 化 磷 酸 化 作 用 (oxidative
phosphorylation) 。
2. 磷酸化的类型
• (1)底物水平磷酸化指底物脱氢(或脱水),其 分子内部所含能量的重新分布或集中,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。（P112：琥 珀酰CoA→琥珀酸) • (2)电子传递体系磷酸化(氧化磷酸化)是指电 子从NADH或FADH2脱下,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。
有 氧
乙 醛 有氧
乙酰CoA 三羧酸循环
乙醛酸循环 乙酸 乙醇酸 乙醇酸循环
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
第二节 呼吸代谢的生化途径
一、糖酵解
1.概念：
糖酵解(glycolysis)是指在细胞质内所发 生的、将葡萄糖降解为丙酮酸并释放能量的过 程， 研究糖酵解途径方面有突出贡献的三位生 物化学家:Embden, Meyerhof和Parnas,又把糖 酵解途径称为Embden-Meyerhof-Parnas途径, 简称EMP途径。
二、呼吸底物对呼吸商的影响因素
（１）呼吸底物为糖类（Ｇ）而又完全 氧化时，Ｒ· Ｑ为１。 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O R· = 6CO2 / 6O2= 1 Q
3.三羧酸循环的生理意义 （1）TCA 循环是生物体利用糖或其他 物质氧化获得能量的主要途径。 （2）从物质代谢来看,TCA循环中有许 多重要中间产物与体内其他代谢过程密 切相连, 相互转变。可以说,TCA循环是 糖类、脂肪、蛋白质及次生物质代谢和 转化的枢纽。
植物生理学第4-1章章呼吸作用
戊糖磷酸途径 (PPP) pentose phosphate pathway 在高等植物中，还发现可以不经过EMP生成丙酮酸而进行有氧呼吸的途径，就是PPP途径。即葡萄糖被胞质溶胶和质粒中的可溶性酶直接氧化，产生NADPH和一些磷酸糖的酶促过程。 6G6P+12NADP++7H2O 6CO2 +12NADPH + 12H+ +5G6P+Pi 发生在细胞质中 在成熟和老年组织中及逆境时发生较多
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 2ATP 2ATP 丙酮酸 磷酸烯醇 磷酸甘油酸 式丙酮酸
淀粉、葡萄糖或果糖在细胞质内，在一系列酶的参与下分解成丙酮酸的过程。
C6H12O6+2ADP+2NAD++2Pi
2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+ +2H2O
对高等植物来说，不管是有氧呼吸还是无氧呼吸，糖的分解都先经过糖酵解阶段，形成丙酮酸， 然后才分道扬镳。
葡萄糖→→丙酮酸 无氧 →无氧呼吸→酒精或乳酸 有氧 → TCA循环→CO2
呼吸代谢途径※
糖酵解途径(EMP)---在细胞质进行
乙醇发酵和乳酸发酵---在细胞质进行
三羧酸循环 (TCA)---在线粒体进行
磷酸戊糖途径(PPP)---在细胞质进行
乙醛酸循环---在乙醛酸体、线粒体进行
乙醇酸氧化途径---在细胞质进行
第二节 植物的呼吸代谢途径
糖酵解(EMP) Embden,Meyerhof,Parnas
无氧呼吸（发酵） 指细胞在无氧条件下，把淀粉、葡萄糖等有机物质分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。 高等植物无氧呼吸可产生酒精或乳酸： C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 +Δ G（-226kj） C6H12O6 2CH3CHOHCOOH+Δ G（-197kj） 苹果、香蕉等贮藏过久有酒味，稻谷酿酒。 胡萝卜和甜菜的块根等贮藏过久有乳酸味。 无氧呼吸是植物适应生态多样性的表现。
植物的光合作用与呼吸作用
参与植物体内 的信号传导： 呼吸作用可以 参与植物体内 的信号传导， 使植物对外界 环境做出反应。
光合作用与呼 吸作用的比较
定义与作用比较
光合作用：植物吸收阳光、二氧化碳和水，转化为有机物和氧气的过程。 呼吸作用：植物分解有机物，释放能量和二氧化碳的过程。 作用比较：光合作用是植物生长和生存的基础，呼吸作用是植物维持生命活动的必要条件。
光合作用的主要步骤：光 反应和暗反应。
光反应：在光照条件下， 植物吸收二氧化碳和水分， 产生氧气和能量。
暗反应：在无光照条件下， 植物利用能量和二氧化碳， 合成有机物。
过程与反应
光合作用：植物吸收阳光、水分和二氧化碳，转化为氧气和有机物 反应过程：光反应和暗反应 光反应：在光照下，植物吸收二氧化碳和水分，产生氧气和能量 暗反应：在暗处，植物利用能量和二氧化碳，合成有机物
呼吸作用类型：有氧呼吸和无氧呼吸。
过程与反应
呼吸作用是植 物细胞内的一 种代谢过程， 主要发生在线
粒体中。
呼吸作用分为 三个阶段：糖 酵解、丙酮酸 氧化和电子传
递链。
糖酵解阶段： 葡萄糖被分解 成丙酮酸，同 时产生能量。
丙酮酸氧化阶 段：丙酮酸被 氧化成二氧化 碳和水，同时
产生能量。
电子传递链阶 段：能量被用 来 合 成 AT
目录
01 单击此处添加目录标题内容 03 呼吸作用
02 光合作用 04 光合作用与呼吸作用的比较
添加章节标题
光合作用
定义与作用
光合作用：植物吸收阳光、 水分和二氧化碳，转化为 氧气和有机物的过程。
作用：为植物提供能量和 物质基础，维持生态系统 的平衡。
呼吸作用：消耗能量，维持植物生命活动
影响因素比较
初中生物呼吸作用教案
初中生物呼吸作用教案
一、教学目标
1. 了解呼吸作用的定义和作用；
2. 掌握人类呼吸器官的结构和功能；
3. 了解呼吸作用与新陈代谢的关系。
二、教学重点
1. 呼吸作用的作用和定义；
2. 人类呼吸器官的结构和功能。
三、教学难点
1. 呼吸作用与新陈代谢的关系。
四、教学过程
1. 呼吸作用的定义和作用（15分钟）
- 通过PPT等多媒体手段介绍呼吸作用的定义和作用，引导学生了解呼吸对生物体的重要性。
2. 人类呼吸器官的结构和功能（20分钟）
- 手绘示意图，详细介绍人类呼吸器官的结构和功能，让学生了解呼吸过程中各个器官的作用。
3. 呼吸作用与新陈代谢的关系（20分钟）
- 通过实例分析，引导学生理解呼吸作用与新陈代谢之间的关系，加深对呼吸作用的理解。
4. 小结与作业布置（5分钟）
- 总结本节课的内容，布置相关练习作业，巩固学生对呼吸作用的理解。
五、教学资源
1. PPT多媒体资料；
2. 手绘呼吸器官示意图；
3. 相关课堂练习题。
六、教学效果评估
1. 课堂提问；
2. 练习题测验；
3. 学生小组讨论。
七、教学反思
1. 本节课的教学目标是否达到；
2. 学生对呼吸作用的理解程度如何；
3. 是否需要对教学内容进行进一步澄清和强化。
《呼吸作用》ppt课件
A.只在白天 B.只在光下 C.在白天和黑夜 D.只在晚上
植物体进行呼吸作用的时间是（ ）
考考你
浇花过勤，花土总是含有大量的水分，这样会导致根烂掉，植物死亡，其原因是。 （ ）
水分过多，根无法呼吸
根吸收的水分过多而死亡
水分过多，根毛无法吸收
水分过多，使细胞能大量繁 殖，导致根烂掉
B
4.植物在白天吸入二氧化碳，释放出氧气，而在夜间吸入氧，呼出二氧化碳，这是因为 （ ） A．日光下进行光合作用， 呼吸作用停止 B．光合作用强于呼吸作用 C．呼吸作用在夜间进行， 光合作用在夜间停止 D．叶片进行光合作用， 不进行呼吸作用
植物的呼吸作用
在卧室里摆放很多绿色植物的做法科学吗？
实验一：探究种子在呼吸作用中是否释放能量
单击此处添加小标题
实验结论：种子萌发时释放能量
单击此处添加小标题
实验现象： 萌发种子瓶内温度 高于 煮熟种子内的温度
种子萌发过程中产生的能量来源于光合作用的时候贮存在有机物中的能量。
提示：想想光合作用的产物
种子在萌发过程中产生的能量是从哪里来的？
二氧化碳的性质： 二氧化碳 + 澄清石灰水 → 石灰水变混浊
实验2：探究种子在呼吸作用中是否释放二氧化碳
实验结论： 证明种子呼吸时释放二氧化碳和水
实验现象 甲组试管内变浑浊 乙组无变化
实验3：探究种子在呼吸作用中是否吸收氧气
甲瓶 —— 熄灭 乙瓶 —— 燃烧 这说明什么呢？
实验结论：证明了种子呼吸时吸入了氧
Байду номын сангаас
添加标题
实验一：证明种子萌发时释放能量 实验二: 证明种子呼吸时释放二氧 化碳和水 实验三 : 证明了种子呼吸时吸入了氧
04呼吸作用
三 三 羧 酸 循 环
图4-11 三羧酸循环示意图
三羧酸循环的生理意义
1. TCA循环是生物体利用糖或其它物质氧化获得能量的有效途径。 2.乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸，使两个碳原子进入循环。 TCA循环中释放的CO2中的氧，不是直接来自空气中的氧，而是来自被氧 化的底物和水中的氧。 3.在每次循环中消耗2分子H2O。一分子用于柠檬酸的合成，另一分 子用于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。 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。
四、呼吸作用中的能量代谢
呼吸作用通过一系列的酶促反应把 贮存在有机物中的化学能释放出来，一 部分转变为热 能而散失掉，一部分以 ATP形式贮存，以后当ATP分解成ADP 和Pi时，就把贮存在高能磷酸键中的能 量再释放出来，供植物生长发育利用。
（一）、有氧呼吸的能量计算
1、 lmol的葡萄糖在EMP途径中通过底物水 平磷酸化，可产生4molATP，但在葡萄糖磷 酸化时要消耗掉2molATP，所以净生成 2molATP。 同时在真核细胞中，底物脱氢反应生成的 2molNADH，必须从细胞质进入线粒体，才 能通过电子传递链氧化磷酸化生成ATP，然而 NADH不能直接渗入线粒体，而需要通过甘油 -3-磷酸—二羟丙酮磷酸穿梭往返线粒体。
三
戊糖磷酸途径
图4-12 戊糖磷酸途径的化学历程
(二)戊糖磷酸途径的特点和生理意义
1.PPP是葡萄糖直接氧化分解的生化途径，每氧化1分子葡萄糖可产 生12分子的NADPH+H+，有较高的能量转化效率。 2.该途径中生成的NADPH在脂肪酸、固醇等的生物合成、非光合细 胞的硝酸盐、亚硝酸盐的还原以及氨的同化、丙酮酸羧化还原成苹果 酸等过程中起重要作用。 3.该途径中的一些中间产物是许多重要有机物质生物合成的原料， 如Ru5P和R5P是合成核苷酸的原料。 4.该途径分子重组阶段形成的丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖的 磷酸酯及酶类与卡尔文循环的中间产物和酶相同，因而戊糖磷酸途径 和光合作用可以联系起来。 5.PPP在许多植物中普遍存在，特别是在植物感病、受伤、干旱时， 该途径可占全部呼吸的50%以上。由于该途径和EMP-TCAC途径的酶系统 不同，因此当EMP-TCAC途径受阻时，PPP则可替代正常的有氧呼吸。
初中生物《呼吸作用》教学课件
01 有机物氧化分解
生物体利用氧气将有机物氧化分解成二氧化碳和 水。
02 能量释放
有机物氧化分解过程中释放的能量，一部分以热 能形式散失，另一部分用于合成ATP。
03 ATP合成
呼吸作用过程中释放的能量，部分用于合成ATP ，为生物体的生命活动提供直接能量。
02 5. 开始计时，并观察实验材料的呼吸作用情况。
实验步骤与操作方法
6. 记录实验数据，包括实 验材料的质量变化、二氧 化碳的生成量等。
操作方法
7. 分析实验结果，得出结 论。
实验步骤与操作方法
1. 在实验前，需要对实验 材料进行称量，并记录初 始质量。
2. 在实验过程中，需要保 持恒温环境，以避免温度 变化对实验结果的影响。
3. 呼吸作用和光合作用都是生物体进行能量转换的过程，但它们发生在不同的细胞器和时间段 。光合作用是在叶绿体中利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程，而呼吸作 用是在细胞质基质和线粒体中进行的。
4. 呼吸作用在日常生活中的应用有很多，例如人们通过跑步、骑车等运动来消耗能量，这些能 量来自于呼吸作用中释放的能量；另外，呼吸作用产生的二氧化碳也是植物光合作用的原料之 一。
日常生活中的应用。
角色扮演
让学生扮演不同的细胞器或细胞结 构，模拟呼吸作用的过程，加深对 呼吸作用的理解。
互动问答
教师提出问题，学生通过举手或其 他方式回答，或者学生向教师提出 问题，教师解答。
思考题及答案解析
思考题 1. 呼吸作用是什么？其意义是什么？
2. 呼吸作用的主要过程是什么？请简述。
思考题及答案解析
03
呼吸作用实验设计与操作
呼吸作用反应式分步
呼吸作用反应式分步
第一步，呼吸作用的概述。
呼吸作用是生物体获取能量的重要过程，通过呼吸作用，生物
体可以将食物中的化学能转化为ATP等形式的能量，以维持生命活
动的正常进行。
呼吸作用的反应式描述了食物分解和氧化的过程，
是生物体生存的基础。
第二步，有氧呼吸的反应式。
有氧呼吸是指在氧气存在的条件下进行的呼吸作用。
其反应式
可以简单描述为：
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量。
这个反应式说明了葡萄糖与氧气在线粒体内发生氧化还原反应，最终产生二氧化碳、水和能量。
第三步，无氧呼吸的反应式。
无氧呼吸是指在缺氧条件下进行的呼吸作用。
其反应式可以简单描述为：
C6H12O6 → 2乳酸 + 能量（动物细胞）。
C6H12O6 → 2乙醇 + 2CO2 + 能量（植物细胞）。
这个反应式说明了在氧气不足的情况下，葡萄糖发生分解产生乳酸或乙醇，同时释放能量。
第四步，总结。
呼吸作用反应式的分步介绍了有氧呼吸和无氧呼吸的化学反应过程。
这些反应式揭示了生物体如何利用食物中的能量，并为生命活动提供所需的能量。
了解呼吸作用反应式有助于我们更深入地理解生物体内部的能量转化过程，对于生物学和医学等领域具有重要意义。
《植物生理学》第七版课后习题答案
《植物⽣理学》第七版课后习题答案第⼀章植物的⽔分⽣理⽔势：⽔溶液的化学势与纯⽔的化学势之差，除以⽔的偏摩尔体积所得商。
渗透势：亦称溶质势，是由于溶质颗粒的存在，降低了⽔的⾃由能，因⽽其⽔势低于纯⽔⽔势的⽔势下降值。
压⼒势：指细胞的原⽣质体吸⽔膨胀，对细胞壁产⽣⼀种作⽤⼒相互作⽤的结果，与引起富有弹性的细胞壁产⽣⼀种限制原⽣质体膨胀的反作⽤⼒。
质外体途径：指⽔分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻⼒⼩，移动速度快。
共质体途径：指⽔分从⼀个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另⼀个细胞的细胞质，形成⼀个细胞质的连续体，移动速度较慢。
渗透作⽤：⽔分从⽔势⾼的系统通过半透膜向⽔势低的系统移动的现象。
根压：由于⽔势梯度引起⽔分进⼊中柱后产⽣的压⼒。
蒸腾作⽤：指⽔分以⽓体状态，通过植物体的表⾯（主要是叶⼦），从体内散失到体外的现象。
蒸腾速率：植物在⼀定时间内单位叶⾯积蒸腾的⽔量。
蒸腾⽐率：光合作⽤同化每摩尔CO2 所需蒸腾散失的⽔的摩尔数。
⽔分利⽤率：指光合作⽤同化CO2 的速率与同时蒸腾丢失⽔分的速率的⽐值。
内聚⼒学说：以⽔分具有较⼤的内聚⼒⾜以抵抗张⼒，保证由叶⾄根⽔柱不断来解释⽔分上升原因的学说。
⽔分临界期：植物对⽔分不⾜特别敏感的时期。
1. 将植物细胞分别放在纯⽔和1mol/L 蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压⼒势、⽔势及细胞体积各会发⽣什么变化？答：在纯⽔中，各项指标都增⼤；在蔗糖中，各项指标都降低。
2. 从植物⽣理学⾓度，分析农谚“有收⽆收在于⽔”的道理。
答：⽔，孕育了⽣命。
陆⽣植物是由⽔⽣植物进化⽽来的，⽔是植物的⼀个重要的“先天”环境条件。
植物的⼀切正常⽣命活动，只有在⼀定的细胞⽔分含量的状况下才能进⾏，否则，植物的正常⽣命活动就会受阻，甚⾄停⽌。
可以说，没有⽔就没有⽣命。
在农业⽣产上，⽔是决定收成有⽆的重要因素之⼀。
⽔分在植物⽣命活动中的作⽤很⼤，主要表现在4个⽅⾯：⽔分是细胞质的主要成分。
04 呼吸作用
依据呼吸过程中是否有氧参与，可将呼吸作用分
为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。
3
1、有氧呼吸
有氧呼吸（aerobic respiration）是指生活细胞利 用氧（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
可用下列总反应式来表示：
基因
酶
代谢
功能 性状 结构
基因 有序 表达
时间进程
14
生长 发育
一、 化学途径的多样性
糖酵解( Glycolysis)： Embden-Meyerhof-Parnas (EMP), in Cytoplasmic 无氧呼吸(Anaerobic respiration)： in cytoplasmic, pyruvic acid.
6
无氧呼吸的特点：
1. 底物分解不彻底；
2. 释放的能量少。
有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。 苹果、香蕉贮藏久了产生的酒味，便是酒精发 酵的结果；胡萝卜、甜菜块根和青贮饲料在储藏时 也会产生乳酸等。 动物组织中也会进行乳酸发酵。
7
二、 呼吸作用的生理意义
1. 为生命活动提供能量
(1) 呼吸作用通过氧化磷酸化和底物水平磷酸化
如NAD+、黄素单核苷酸(FMN)、黄素腺嘌呤二核 苷酸(FAD)、辅酶Q(UQ) 等； (2) 电子传递体 -- 只传递电子，不传递质子； 如细胞色素系统、某些黄素蛋白、铁硫蛋白、铁氧
还蛋白等。 23
NADH等还原性物质中的电子经电子传递链传
递给分子氧生成水，并偶联ADP和Pi生成ATP的过
程 ，称为氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation) 。
04呼吸作用-4
（4）糖酵解有三个不可逆反应,但其它反应均 是可逆的,它为糖异生作用提供基本途径。
EMP调控-不可逆反应及控速酶
磷酸果糖激酶(PFK):ADP和AMP为它的别构激活 剂,ATP为抑制剂。当ATP浓度高时,与别构中心结 合引起构象变化而抑制酶的活性。
淀粉
己糖磷酸 PPP 戊糖磷酸
EMP 丙糖磷酸
丙酮酸 乙醇 酒精发酵 脂肪
乳酸 乳酸发酵 脂肪酸
乙酰辅酶A
OAA 柠檬酸 乙酸 OAA 柠檬酸
TCAC
乙醇酸
GAC
琥珀酸
草酸 乙醛酸 异柠檬酸
甲酸GAOP
1、EMP途径的总反应式：
从以上步骤可以看到1分子的葡萄糖通过 途径的分解，变成2分子的丙酮酸，其过 程有两次脱氢，形成2分子的NADH，产 生了两分子的ATP，总反应的方程式如下：
PPP在G降解中所占的比例与生理过程 有关：
（1）感病、受旱、受伤的组织中， PPP加强
（2）植物组织衰老时，PPP所占比例 上升
（3）水稻、油菜等种子形成过程中， PPP所占比例上升
PPP生理意义
（1）为葡萄糖进行直接氧化的途径，生成的 NADPH 也可能进入线粒体，通过氧化磷酸化作用 生成ATP。
2、无氧呼吸-缺陷
无氧呼吸过程中葡萄糖分子的大部分能 量仍保存在丙酮酸、乳酸或乙醇分子中。
能量利用效率是很低的，有机物质耗损大
发酵产物酒精和乳酸的累积，对细胞原生质 有毒害作用。因此，长期进行无氧呼吸的植 物会受到伤害，甚至会死亡。
参与发酵作用的酶都存在于细胞质中，所 以发酵作用是在细胞质中进行的。
C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→2C3H4O3+ 2NADH+2H++2ATP+2H2O
动物生理学练习题及答案 第04章 动物的呼吸作用习题
。
。
的结果。
8．早稻浸种催芽时，用温水淋种和时常翻种，其目的就是使
9．氧化磷酸化的解偶联剂是
三、选择题
1．苹果贮藏久了，组织内部会发生：（ ）
A. 抗氰呼吸
B. 酒精发酵
，PPP 途径的抑制剂是
2. 在植物正常生长的条件下，植物的细胞里葡萄糖降解主要是通过：（ ）
A. PPP
B．EMP-TCA
3．植物组织衰老时，戊糖磷酸途径在呼吸代谢途径中所占比例（ ）
C．糖酵解
C．EMP
C．维持一定水平
C．光呼吸
C．线粒体中
C．线粒体
C．乙醛酸体
C．TCA
。
。
9．如果呼吸途径是通过 EMP-TCA 途径，那么 C1/C6 应为：（ ）
A. 大于 1
B．小于 1
10．在植物体内多种氧化酶中，不含金属的氧化酶是（ ）
A. 细胞色素氧化酶
四、是非判断与改正
B．酚氧化酶
1．从发展的观点来看，有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。（ ）
2．有氧呼吸中 O2 并不直接参加到 TCA 循环中去氧化底物，但 TCA 循环只有在 有 O2 条件下进行。（ ）
3．在完整细胞中，酚与酚氧化酶处在不同细胞区域中。（ ）
4．提高环境中 O2 的含量，可以使 EMP 速度加快。（ ）
5．涝害淹死植株，是因为无氧呼吸进行过久，累积酒精，而引起中毒。（ ）
6．果实成熟到一定时期都会出现呼吸跃变现象。（ ）
7．绿色植物光呼吸的底物与呼吸作用的底物是相同的。（ ）
8．淀粉种子安全含水量应在 15%～16%以下。（ ）
五、问答题
1．呼吸作用多条路线论点的内容和意义如何？
植物生理学04呼吸作用
二 呼吸作用与粮食储藏 降水、控温、控湿、控气、控微生物。
三 呼吸作用与果蔬储藏 降温、控氧（3－6％）、保湿、充N2等
第四章练习题 1 何谓植物的呼吸作用？它有什么生理作用？ 2 EMP、HMP、TCA 途径的主要过程及各自特点是什么？ 3 分析线粒体结构与呼吸作用的相关性。 4 举例说明植物呼吸过程中末端氧化具有多样性的生理义。 5 简述植物通过光合作用和呼吸作用所驱动的能量流动过程。 6 分析植物的光合作用和呼吸作用的相互关系。 7 空气中的氧对植物的呼吸有何影响？为什么？ 8 指出柠檬酸、NADPH、NADH 对植物呼吸作用调控的作用 位
促进 抑制ຫໍສະໝຸດ 三腺苷酸能荷调节（一）能荷(EC) 1 定义：用以表示细胞中腺苷酸系统能量状态的指标。
75 100
[ATP] + 1/2 [ADP] 能荷＝
[ATP] + [ADP] + [AMP]
ATP合成反应
相对速度（％）
2 能荷与代谢调节
50
通过反馈抑制，话细胞的
25
能荷一般稳定在0.75~0.95
间。能荷是细胞中ATP合
ATP利用反应
成反应和利用反应的调节
0
因素。
0.0
0.5
1.0
能荷
第六节 影响呼吸作用的因素
一 呼吸速率和呼吸商
（一）呼吸速率：
是度量呼吸强度的最常 用的生理指标。通常用植 物的单位鲜重、干重或原生质，在一定时间内所放出 CO2的量或吸收O2的量来表示。
(二）呼吸商
1 定义：呼吸商又称呼吸系数。是表示呼吸底物性
细胞质（基质）：糖酵解 戊糖磷酸途径 线粒体：三羧酸循环 生物氧化
贵州大学829植物生理学二04-植物的呼吸作用
第四章 植物的呼吸作用一、要点提示呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。
呼吸作用为细胞的生命活动提供了大部分的能量，同时，它的中间产物又是合成多种重要有机物的原料。
呼吸作用是细胞代谢的中心。
有氧呼吸和无氧呼吸的底物一般都是从糖类开始的，在产生丙酮酸后才分道扬镳。
高等植物以有氧呼吸为主，但亦可短期进行无氧呼吸。
高等植物的糖分解代谢途径是多种的，有糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸途径等。
糖酵解和戊糖磷酸途径在细胞质中进行，三羧酸循环在线粒体中进行。
线粒体内膜上有５种蛋白复合体组成的呼吸链和ＡＴＰ合酶。
呼吸链除了标准图式外，还有抗氰呼吸等多条电子传递途径。
植物体内的氧化酶也是多种多样的，保证细胞呼吸代谢正常进行。
呼吸作用产生的电子和质子沿着电子传递途径传到氧，结合形成水。
与此同时也进行氧化磷酸化，形成ＡＴＰ，即电子传递给氧的过程中，消耗氧和无机磷酸，把能量积存于ＡＴＰ中。
苹果酸、琥珀酸、胞质ＮＡＤＨ和抗坏血酸的ＡＤＰ∶Ｏ各为２．５、１．５、１．５和１．０。
呼吸作用是一个放能的过程，它逐步放出能量，一部分以热的形式散失于环境中，其余则贮存在某些含有高能键（如特殊的磷酸键和硫酯键）的化合物（ＡＴＰ或乙酰ＣｏＡ等）中。
细胞能量利用率约为５２％。
ＡＴＰ是细胞内能量转变的“通货”。
植物的光合作用和呼吸作用是相互联系的。
无论是糖酵解、戊糖磷酸途径还是三羧酸循环，细胞都能自动调节和控制，使代谢维持平衡。
影响呼吸速率的内部因素很多。
一般来说，凡是生长迅速的植物、器官、组织和细胞，其呼吸均较旺盛。
影响呼吸速率的外界条件，主要有温度、氧气和二氧化碳。
由于呼吸是代谢的中心，在作物栽培过程中，一般来说，都应使呼吸83 第四章 植物的呼吸作用过程正常进行。
但呼吸消耗有机物和放热，对贮藏粮食和果蔬来说，又应该降低呼吸速率，以利安全贮存。
二、术语解释呼吸作用（respiration）：生活细胞内的有机物质，在一系列酶的参与下，逐步氧化分解，同时释放能量的过程。
植物生理学-第四章植物的呼吸作用
指植物组织在一定时间内，释放CO2与吸收O2的数量比值。
单击此处添加标题
释放CO2的量 R·Q = 吸收O2的量
单击此处添加标题
R·Q是表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一种指标。
单击此处添加标题
R·Q = 6CO2 / 6O2= 1
１、呼吸底物的性质 （１）呼吸底物为糖类（Ｇ）而又完全氧化时，Ｒ·Ｑ为１。
乙醇酸氧化E（过氧化物体）
章节一
细胞色素氧化
交替氧化E
酚氧化E
Vc氧化E
乙醇酸氧化E
分布部位
所含金属
对O2亲 和力
对氰 化物敏感
线粒体 线粒体 质体 细胞质 过氧化 微体 物体
若糖类在缺氧情况下进行酒精发酵，呼吸商大于1，异常的高； 若在呼吸过程中形成不完全氧化的有机酸，呼吸商小于1。如G不完全氧化成苹果酸：
三、呼吸速率的影响因素
（一）内部因素的影响 1、不同植物种类，呼吸速率不同。
植物种类 呼吸速率（氧气，鲜重） μl · g-1 · h-1 仙人掌 3.00 蚕豆 96.60 小麦 251.00 细菌 10 000.00
二、呼吸商的影响因素
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
R·Q = 4CO2 / 11O2= 0.36
如：油料种子萌发初期，棕榈酸先氧化为蔗糖。
（2）若呼吸底物是富含氢的物质，如蛋白质或脂肪，则呼吸商小于1。
C16H32O2 + 11O2 C12H22O11 + 4CO2 +5H2O
乙醇酸氧化途径
PPP在G降解中所占的比例与生理过程有关：
感病、受旱、受伤的组织中，PPP加强 植物组织衰老时，PPP所占比例上升 水稻、油菜等种子形成过程中，PPP所占比例上升
考研神圣总结04 植物的呼吸作用
第四章植物的呼吸的作用1、有氧呼吸：C6H12O6+6H20+6O2→6CO2+12H2O+能量2、无氧呼吸：C6H12O6→2C2H50H（酒精）+2CO2+能量3、发酵（无氧呼吸的一种）：C6H12O6→2CH3CHOHCOOH（乳酸）+能量4、呼吸作用糖的分解代谢途径：糖酵解（EMP途径，胞质溶液）、戊糖磷酸途径（胞质溶液和质体）、三羧酸循环（线粒体）。
5、EMP途径：己糖在有氧或无氧的状态下均能分解丙酮酸的过程。
过程中没有氧分子参与，氧来自于水或被氧化的糖分子，也称内呼吸。
6、EMP途径过程：己糖磷酸化阶段（淀粉或己糖活化，消耗ATP，形成G6P（己糖磷酸），再消耗ATP形成果糖-1，6-二磷酸）、己糖磷酸裂解阶段（己糖磷酸裂解为甘油醛-3-磷酸（PAGld）和二羟丙酮酸，即之间的相互转化）、氧化产能阶段（PGAld氧化释放能量，经甘油酸磷酸、烯醇丙酮酸磷酸（PEP），形成ATP和NADH+和H+，生成丙酮酸的过程）。
7、底物水平磷酸化：底物分子磷酸直接转到ADP生成ATP的过程。
8、EMP方程式：葡萄糖+2NAD++2ADP+2Pi→2丙酮酸+2NADH+2H++2ATP+2H2O9、EMP的生理意义：是有氧和无氧呼吸的共同途径；丙糖磷酸、丙酮酸等中间产物参与不同物质的合成；大多数反应均可逆，为糖异生作用提供基本途径；释放能量供生物体需要（尤其是厌氧生物）。
10、戊糖磷酸途径：PPP途径，是有氧呼吸途径。
分两个阶段：氧化阶段（G6P（己糖磷酸，葡糖-6-磷酸）经过二次脱氢、一次脱羧，生成1个Ru5P（核酮糖-5-磷酸）和2个NADPH，释放CO2的过程）、非氧化阶段（以Ru5P为起点，经一系列反应生成果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸（PGAld））。
氧化阶段为可逆反应，非氧化阶段为可逆反应。
11、PPP途径的反应方程：6G6P+12NADP++7H2O→5G6P+6CO2+Pi+12NADPH+12H+11、PPP途径生理意义：合成的NADPH为细胞的合成反应提供主要的还原动力；合成的中间产物为许多重要化合物合成提供原料，如Ru5P是合成甘氨酸的原料；非氧化阶段的中间产物、酶和光合作用的中间产物、酶相同。
光合作用与呼吸作用
调节气候：光合作用通过吸收二氧化碳来减缓温室效应，而呼吸作用则释放二氧化碳对气候 产生一定影响。
感谢您的观看
汇报人：XX
光合作用与呼 吸作用的应用
光合作用在农业中的应用
提高作物产量：通过增强光合作用，增加植物对光能的利用，从而提高作物的产量。 优化作物品质：通过调节光合作用的产物，可以改善作物的营养成分，提高其品质。 增强抗逆性：通过增强光合作用，植物可以更好地适应不良环境，提高其抗逆性。 延长保鲜期：通过调节光合作用的产物，可以延长作物的保鲜期，使其更长时间保持新鲜。
光合作用的反应过程
光合作用定义：植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。 光合作用场所：叶绿体。 光合作用过程：光反应和暗反应两个阶段。 光合作用产物：有机物和氧气。
光合作用的意义
提供能量：光合作用将太阳能转化为化学能，为生物体提供能量。
合成有机物：光合作用利用二氧化碳和水合成有机物，为生物体的生长和发育提供物质 基础。
呼吸作用在农业中的应用
提高农作物的产 量：通过控制呼 吸作用，可以延 长作物的生长期， 增加光合作用的 产物积累，从而 提高产量。
调节农作物的生 长周期：通过控 制呼吸作用，可 以调节植物的生 长速度，使农作 物在不同的生长 阶段得到更好的 生长。
改善农作物的品 质：通过控制呼 吸作用，可以调 节植物体内的营 养物质分配，使 农作物在生长过 程中更好地积累 营养成分，提高 品质。
光合作用与呼吸作 用
汇报人：XX
目录
01 单击此处添加目录标题内容
02 光合作用
03 呼吸作用
04 光合作用与呼吸作用的比较
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（一）化学历程 1.糖的活化阶段 1.糖的活化阶段 2.六碳糖裂解阶段 2.六碳糖裂解阶段 3.氧化阶段 3.氧化阶段 化学历程( 化学历程(图4-2，P102) P102) C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP （二）糖酵解的生理意义 1.产生生物可利用的能量形式 1.产生生物可利用的能量形式——ATP 产生生物可利用的能量形式 ATP 2.为合成反应提供原料 2.为合成反应提供原料 3.有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径 3.有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径
电子传递与氧化磷酸化
反应定位于线粒体内膜（图4-6）。 反应定位于线粒体内膜（
氢传递体： FMN、FAD、 氢传递体：NAD＋、FMN、FAD、UQ 电子传递体：细胞色素系统、 电子传递体：细胞色素系统、黄素蛋白和铁硫蛋白
呼吸链包括5种蛋白复合体：复合体Ⅰ--Ⅴ 呼吸链包括5种蛋白复合体：复合体Ⅰ--Ⅴ，依 次为NADH脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、 次为NADH脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、Cytobc1复合物、 NADH脱氢酶 复合物、 细胞色素氧化酶、ATP合酶 细胞色素氧化酶、ATP合酶
第五节
呼吸作用的调节和控制
一、巴斯德效应和EMP的调节 巴斯德发现氧气抑制酒精发酵, 巴斯德发现氧气抑制酒精发酵,减少糖类的分解和 糖酵解产物的积累的现象，即氧可以的效应。 糖酵解产物的积累的现象，即氧可以的效应。 EMP的过程受到柠檬酸 ATP、ADP、Pi的调节 的过程受到柠檬酸、 的调节。 EMP的过程受到柠檬酸、ATP、ADP、Pi的调节。柠 檬酸、ATP的抑制 的抑制； ADP、Pi起促进作用 起促进作用（ 10） 檬酸、ATP的抑制； ADP、Pi起促进作用（图4-10） 二、PPP和TCA的调控 高抑制PPP,NADH/NAD 高抑制TCA TCA（ 11） NADPH/NDAP+高抑制PPP,NADH/NAD+高抑制TCA（图4-11）。 三、能荷调节
[ATP]+1/2[ADP]
能荷（ ） 能荷（EC）=
[ATP]+ [ADP]+[AMP]
正常细胞的能荷为0.75—0.95 正常细胞的能荷为
巴斯德.L
第六节 影响呼吸作用的因素
一、呼吸强度和呼吸商
放出CO2（摩尔数） 放出CO 摩尔数） R.Q = ———————— 吸收O 摩尔数） 吸收O2（摩尔数） 种子萌发呼吸伤的变化( 种子萌发呼吸伤的变化(图4-11a) 11a 生理意义
茶叶 马蹄莲
第四节 呼吸过程中能量的储存和利用
1.有氧呼吸能量的转化 1.有氧呼吸能量的转化 EMP—TCA——呼吸链 ETC） 呼吸链（ EMP—TCA——呼吸链（ETC） TCA 1摩尔葡萄糖完全氧化，一般认为产生38摩尔ATP 摩尔葡萄糖完全氧化，一般认为产生38摩尔ATP 38摩尔 或36摩尔ATP。能量利用率40%左右。 36摩尔ATP。能量利用率40%左右。 摩尔ATP 40%左右 2.PPP的能量转化 2.PPP的能量转化
糖酵解——三羧酸循环 糖酵解 三羧酸循环——呼吸链 呼吸链 三羧酸循环 磷酸戊糖途径 糖酵解——酒精或乳酸发酵途径 酒精或乳酸发酵途径 糖酵解 高等植物的呼吸代谢存在多条途径（图4-1）。 高等植物的呼吸代谢存在多条途径（ 一、糖酵解 葡萄糖在无需氧状态下分解成丙酮酸的一系列反 应过程，称为糖酵解（ EMP途径 途径）。 应过程，称为糖酵解（ EMP途径）。 反应在细胞质中进行。 反应在细胞质中进行。
酶
X（与氧无关） ATP + X（与氧无关）
氧化磷酸化的机理 化学渗透学说（ 化学渗透学说（图4-7） 氧化磷酸化与光合磷酸化的区别: 氧化磷酸化与光合磷酸化的区别: （1）磷酸化反应定位不同 （2）建立质子电化学梯度的高能电子来源不同 （3）质子定向移动的方向相反
主目录
本章目录
退 出
三、末端氧化酶系统（图4-8） 末端氧化酶系统（ （一）细胞色素氧化酶 （二）交替氧化酶—抗氰呼吸 交替氧化酶 抗 （三）线粒体外的末端氧化酶 1.酚氧化酶 1.酚氧化酶 2.抗坏血酸氧化酶 2.抗坏血酸氧化酶 3.乙醇酸氧化酶体系 3.乙醇酸氧化酶体系
酶 酶 酶
O+能量 2870KJ.mol 能量（ 6CO2+6H2O+能量（2870KJ.mol-1）
能量（226KJ 2C2H5OH+2CO2+能量（226KJ.mol-1) CHOHCOOH+能量(197KJ 能量(197 2CH3CHOHCOOH+能量(197KJ.mol-1)
主目录 本章目录 退 出
主目录 本章目录 退 出
二、三羧酸循环（TCA） 三羧酸循环（TCA） （一）线粒体的结构和功能（图4-3） 线粒体的结构和功能（ （二）化学历程（图4-4） 化学历程（
+2FAD+2（GDP+Pi） 2CH3COCOOH+8NAD++2FAD+2（GDP+Pi）+6H2O→6CO2+8NADH+2FADH2+2GTP
3.光合作用与呼吸作用的比较 3.光合作用与呼吸作用的比较
区别
联系： 联系： 1.拥有相同的辅酶ADP和 1.拥有相同的辅酶ADP和NADP+ 拥有相同的辅酶ADP 2.光合碳循环与PPP相似 2.光合碳循环与PPP相似 光合碳循环与PPP 3.光合释放的氧气可供呼吸利用，呼吸释放的二氧化碳可供光合同化。 3.光合释放的氧气可供呼吸利用，呼吸释放的二氧化碳可供光合同化。 光合释放的氧气可供呼吸利用
二、呼吸作用的生理意义 1.提供植物生命活动所需的能量。 1.提供植物生命活动所需的能量。 提供植物生命活动所需的能量 2.提供有机物合成的原料。 2.提供有机物合成的原料。 提供有机物合成的原料 3.增强植物对伤、病的抵抗能力。 3.增强植物对伤、病的抵抗能力。 增强植物对伤
第二节 植物的呼吸代谢途径
Cyta3
1/2O2
H2O ADP+Pi ATP H+
化学渗透学说
呼吸作用的末端氧化酶系统 呼吸作用的末端氧化酶系统
葡萄糖 果糖 6-磷酸葡萄糖酸
植 物 体 内 主 要 的 呼 吸 途 径
糖 酵 解 途 径
线粒体的结构
三 羧 酸 循 环 的 过 程
戊糖磷酸途径的过程
葡萄糖 ATP ATP ADP
葡萄糖-6-P 葡萄糖 6-P-葡萄糖酸 葡萄糖酸
NDAP+ NDAPH NDAP+
核酮糖-5-P 核酮糖 木酮糖-5-P 木酮糖 甘油醛-3-P 甘油醛 果糖-1， 二 果糖 ，6-二P 磷酸二羟丙酮 果糖-6-P 果糖 甘油醛-3-P 甘油醛
第四章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
呼吸作用
呼吸作用的概念及生理意义 植物的呼吸代谢途径 电子传递和氧化磷酸化 呼吸过程中能量的储存和利用 呼吸作用的调节和控制 影响呼吸作用的因素
第七节 呼吸作用与农业生产
第一节 呼吸作用的概念及意义和场所 一、呼吸作用的概念 生活细胞内的有机物质， 生活细胞内的有机物质，在一系列酶的催化下逐 步氧化分解释放出能量的过程。 步氧化分解释放出能量的过程。 有氧呼吸 C6H12O6+6O2 无氧呼吸 C6H12O6 C6H12O6
第七节 呼吸作用与农业生产
一、呼吸作用的调控与作物栽培 二、呼吸作用与粮油种子的贮藏（图4-12） 呼吸作用与粮油种子的贮藏（ 12） 三、呼吸作用果蔬的贮藏 1.果实成长、成熟过程中呼吸作用变化规律： 1.果实成长、成熟过程中呼吸作用变化规律： 果实成长 “呼吸跃变”（图-13） 呼吸跃变” 13） 2.果蔬的贮藏、 2.果蔬的贮藏、运输 果蔬的贮藏
主目录 本章目录 退 出
一、呼吸途径的化学历程 二、呼吸调控与农业生产
主目录
本章目录
退 出
思考题
1.植物呼吸代谢的多条路线有何生物学意义？ 1.植物呼吸代谢的多条路线有何生物学意义？ 植物呼吸代谢的多条路线有何生物学意义 2.为什么说长时间的无氧呼吸会使陆生植物受伤， 2.为什么说长时间的无氧呼吸会使陆生植物受伤，甚至死 为什么说长时间的无氧呼吸会使陆生植物受伤 亡？ 3.TCA循环、PPP、EMP途径各发生在细胞的什么部位?各 TCA循环、PPP、 途径各发生在细胞的什么部位? TCA循环 途径各发生在细胞的什么部位 有何生理意义？ 有何生理意义？ 4.如何协调温度、湿度及气体的关系来做好果蔬的贮藏？ 4.如何协调温度、湿度及气体的关系来做好果蔬的贮藏？ 如何协调温度 5.呼吸作用与谷物种子贮藏的关系如何? 5.呼吸作用与谷物种子贮藏的关系如何? 呼吸作用与谷物种子贮藏的关系如何 6.为什么说油料种子播种时应注意适当浅播？ 6.为什么说油料种子播种时应注意适当浅播？ 为什么说油料种子播种时应注意适当浅播 名词解释： 名词解释：呼吸商 温度系数 呼吸跃变 呼吸作用
NDAPH
核糖-5-P 核糖 景天庚糖-7-P 景天庚糖 赤藓糖-4-P 赤藓糖 木酮糖-5-P 木酮糖
呼吸链的组成和定位 呼吸链的组成和定位
H+ 膜间空隙 膜间空隙 Ⅰ Fe-S FMN 基质 NADH NAD+ Ⅲ H+
Cytc
H+
H+
Ⅳ
CytaⅤeⅡ源自Fe-S FADUQ库 库
e
抗氰 呼吸
Cytc1 Fe-S Cytb
二、氧化磷酸化 1.底物水平磷酸化 1.底物水平磷酸化 X~ P + ADP 2.氧化磷酸化 2.氧化磷酸化 氧化磷酸化是指在ATP合酶催化下， 氧化磷酸化是指在ATP合酶催化下，与电子传递 是指在ATP合酶催化下 相偶联，将ADP和磷酸合成ATP的过程。 相偶联， ADP和磷酸合成ATP的过程。 和磷酸合成ATP的过程 两个电子传递体释放的能量大于35.5kJ/mol， 两个电子传递体释放的能量大于35.5kJ/mol，可 35.5kJ/mol 以合成1 以合成1molATP. 磷氧比（P/O） 每消耗1mol氧由ADP合成ATP的 氧由ADP合成ATP 磷氧比（P/O）: 每消耗1mol氧由ADP合成ATP的 mol数 mol数。