植物生理 呼吸作用
植物生理学课件第四章呼吸作用
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—植物呼吸作用
植物生理学—植物呼吸作用植物呼吸作用是植物进行生命活动所必需的过程之一、它是指植物通过呼吸作用吸取氧气，并释放二氧化碳。
植物呼吸是在光照条件下进行的，它通过细胞线粒体内的氧化还原反应产生能量，维持植物的生长和代谢活动。
植物呼吸的过程是气体交换的过程，与动物呼吸有所不同。
植物通过气孔进行气体交换，它们位于叶片的表面。
气孔可以根据植物的需求调节开闭，以控制二氧化碳和水分的流失。
植物吸收的氧气主要通过叶片和根部进行。
在叶片上，气孔将二氧化碳排出，在气孔的内部，氧气被吸入。
根部吸收来自土壤中微量氧气，这些氧气主要供植物的根部进行呼吸作用。
植物在氧化还原反应中产生能量，这一过程称为细胞呼吸。
细胞呼吸主要涉及线粒体，线粒体是细胞内的重要器官，里面有多种酶参与氧化还原反应。
在细胞呼吸中，植物将葡萄糖等有机物氧化分解为二氧化碳、水和能量，这个过程是植物生命必需的。
植物呼吸作用对植物的生长和代谢活动起着重要的作用。
它提供了细胞所需的能量，维持了植物体内的各种生化过程，包括物质合成、信号传导和细胞分裂等。
同时，植物呼吸还协助根系吸收水分和营养物质，并提供了分布在整个植物体内的氧气。
植物呼吸作用的速率受到多种因素的影响。
光照是一个重要的因素，光照充足时，植物进行光合作用，氧气产生速率增加，呼吸作用速率相应增加。
此外，温度也是影响植物呼吸速率的关键因素，一般来说，温度越高，呼吸速率越快。
植物呼吸在一定程度上会导致二氧化碳的排出，从而促进了大气中的二氧化碳浓度增加。
这对气候变化产生了影响，因为二氧化碳是一种温室气体，它可在大气中滞留并加剧温室效应。
然而，植物在光合作用中吸收二氧化碳，并通过光合作用将其转化为有机物质。
因此，植物呼吸作用和光合作用共同调控着大气中二氧化碳的浓度，从而维持了地球生态系统的平衡。
总之，植物呼吸作用是植物生理学中非常重要的一个方面，它通过氧化还原反应产生能量，并维持了植物的生长和代谢活动。
植物呼吸作用对大气中二氧化碳的浓度和地球气候具有影响，同时与光合作用共同调节着地球生态系统的平衡。
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。
植物生理学-呼吸作用
二、呼吸作用的生理意义
1.为植物生命活动提供能量 为植物生命活动提供能量 呼吸氧化有机物， 呼吸氧化有机物，将其中的 化学能以ATP形式贮存起来。 ATP形式贮存起来 化学能以ATP形式贮存起来。 ATP分解时 分解时， 当ATP分解时，释放能量以满 足各种生理过程的需要。 足各种生理过程的需要。 呼吸放热可提高植物体温， 呼吸放热可提高植物体温， 有利种子萌发、 有利种子萌发、开花传粉受 精等。 精等。 2.中间产物是合成植物体内重要有机物质的原料 2.中间产物是合成植物体内重要有机物质的原料 呼吸产生许多中间产物，其中有些十分活跃， 呼吸产生许多中间产物，其中有些十分活跃，是进一步合成其他 有机物的物质基础。 有机物的物质基础。 3.在植物抗病免疫方面有着重要作用 3.在植物抗病免疫方面有着重要作用 呼吸作用氧化分解病原微生物分泌的毒素，以消除其毒害。 呼吸作用氧化分解病原微生物分泌的毒素，以消除其毒害。 植物受伤或受到病菌侵染时，通过旺盛的呼吸，促进伤口愈合， 植物受伤或受到病菌侵染时，通过旺盛的呼吸，促进伤口愈合， 加速木质化或栓质化，以减少病菌的侵染。 加速木质化或栓质化，以减少病菌的侵染。
2、乳酸发酵(lactate fermentation) 在含有乳酸脱氢
酶的组织里，丙酮酸便被NADH还原为乳酸， 酶的组织里，丙酮酸便被NADH还原为乳酸， NADH还原为乳酸 COCOOH＋NADH＋ CHOHCOOH＋ (5CH3COCOOH＋NADH＋H+ 乳酸脱氢酶 CH3CHOHCOOH＋NAD+ (5-7) 每分子葡萄糖经乳酸发酵产生2分子乳酸和2分子ATP ATP。 每分子葡萄糖经乳酸发酵产生2分子乳酸和2分子ATP。 C6H12O6 酶 2CH3CHOHCOOH + 2ATP +2H2O 许多细菌能利用葡萄糖产生乳酸， 许多细菌能利用葡萄糖产生乳酸 ， 产生乳酸的这类细菌通 常称为乳酸菌。 常称为乳酸菌。 利用乳酸菌的发酵可以制造酸牛奶、泡菜、 利用乳酸菌的发酵可以制造酸牛奶 、 泡菜 、 酸菜和青贮饲 料的发酵等。由于乳酸菌缺少蛋白酶， 料的发酵等。由于乳酸菌缺少蛋白酶，它不会消化组织细胞 中的原生质， 中的原生质，而只利用了汁液中的糖分及氨基酸等可溶性含 氮物质作为营养，因而组织仍保持坚脆状态。 氮物质作为营养，因而组织仍保持坚脆状态。由于乳酸的积 PH值可降至 值可降至< 从而又抑制了其它分解蛋白质的腐败 累 ， PH 值可降至 <4 ， 从而又抑制 了其它分解蛋白质的腐败 细菌及丁酸菌的生长，起到了防腐作用。 细菌及丁酸菌的生长，起到了防腐作用。 在无氧条件下， 通过酒精发酵或乳酸发酵，实现了NAD 在无氧条件下 ， 通过酒精发酵或乳酸发酵 ， 实现了 NAD+ 的 再生，这就使糖酵解得以继续进行。 再生，这就使糖酵解得以继续进行。
植物的呼吸作用
植物的呼吸作用
植物的呼吸作用是重要的生理过程，它允许植物从环境空气中吸收氧气，并释放二氧化碳。
与动物呼吸相似，植物呼吸依赖于氧气的摄入和二氧化碳的排出，但过程由于植物的特殊结构而有所不同。
在植物的呼吸作用中，氧气通过气孔进入植物的叶片，然后进入叶绿体中的细胞。
在叶绿体中，氧气参与到细胞呼吸中的氧化过程中，以产生能量和水的副产物。
同时，二氧化碳作为呼吸废物由细胞释放出来，并通过气孔离开植物体。
植物的呼吸作用是不断进行的，即使在夜晚或光合作用停止的情况下也是如此。
由于植物被动感知周围环境中的氧气浓度和二氧化碳浓度，它们能够在不同条件下调节呼吸速率。
在光合作用进程中，光合产物提供的能量可以通过呼吸消耗，以维持植物的正常生长和代谢。
值得注意的是，植物的呼吸作用和动物呼吸作用虽然存在相似之处，但并不相同。
植物利用光合作用将二氧化碳转化为有机物质（葡萄糖），同时释放氧气。
然而，在光合作用停止或不足的情况下，植物需要通过呼吸作用来从外部环境获取能量。
总而言之，植物的呼吸作用是一个重要的生理过程，它使植物能够从环境中摄取氧气、释放二氧化碳，并产生能量维持生长和代谢。
这一过程通过细胞内过程进行，而植物能够根据环境条件调节呼吸速率。
尽管与动物呼吸作用存在相似之处，但植物的呼吸作用在光合作用停止时起到重要的能量供应作用。
呼吸作用-植物生理
第四章植物的呼吸作用前面各章都是说明植物把外界物质改造为自身物质的过程，是新陈代谢的同化作用方面；本章讨论的呼吸作用，是将植物体内的物质不断分解的过程，是新陈代谢的异化作用方面。
呼吸作用释放的能量供给各种生理活动的需要，它的中间产物在植物体各主要物质之间的转变起着枢纽作用，因此，呼吸作用是植物代谢的中心、，十分重要。
第一节呼吸作用的概念、生理意义和场所一、呼吸作用的概念呼吸作用(respiration)包括有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。
1．有氧呼吸有氧呼吸(aerobic respiration)指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同时释放能量的过程。
一般来说，葡萄糖是植物细胞呼吸最常利用的物质，因此，呼吸作用过程简括表示如下：C6H12O6＋6O2 → 6CO2＋6H2O+能量△G=2870kJ上述方程式是目前通常使用的。
然而最近有人认为，上述反应不能准确说明呼吸的真正过程，因为氧气在呼吸过程中不直接与葡萄糖作用，需要水分子参与到葡萄糖降解的中间产物里，中间产物的氢原子与空气中的氧气结合，还原成水。
为了更准确说明其生化变化，故将呼吸作用方程式改写为下式：C6H12O6＋6H2O＋602 → 6CO2＋12H2O＋能量△G=2870kJ有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式。
事实上，通常所提的呼吸作用就是指有氧呼吸，甚至把呼吸看成为有氧呼吸的同义语。
本书仍依此习惯称呼。
2.无氧呼吸无氧呼吸(anaerobic respiration)一般指在无氧条件下，细胞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。
这个过程用于高等植物，习惯上称为无氧呼吸，如应用于微生物，则惯称为发酵(fermentation）。
高等植物无氧呼吸可产生酒精，其过程与酒精发酵是相同的，反应如下：C6H12O6 → 2C2H5OH＋2CO2＋能量△G =100 kJ除了酒精以外，高等植物的无氧呼吸也可以产生乳酸，例如，马铃薯块茎、甜菜块根和玉米胚在进行无氧呼吸时，就产生乳酸。
植物生理学植物的呼吸作用
3、没有丙酮酸氧化过程，缺乏新物质合成 的原料。
（3） CO2 CO2浓度增高, 呼吸受抑,
＞5％时，明显抑制, 土壤积累CO2可达4％～10％
（4）水分
➢种 子 含 水 量 是制约种子呼 吸强弱的重要 因素。
＜10％
呼吸开始 有氧呼吸 下降
无氧呼吸出现并 逐步增强，有氧 呼吸迅速下降。
过高? O2 过低?
无氧呼吸的消失点
氧饱和点 oxygen saturation point
氧 饱 和 点 与 温 度 有 关
长时间的无氧呼吸为什么会使植物受到伤害？
1、无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋 白质变性；
电子传递体包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白 呼吸链传递体传递电子的顺序是： 代谢物→NAD+→FAD→CoQ→细胞色素系统→O2。
氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子， 主要有NAD＋、FMN、FAD、CoQ等。 它们既传递电子，也传递质子；
2.呼吸链上的传递体
H+
图示五种酶复合体
呼吸链的组成 呼吸链中五种酶复合体 (1)复合体Ⅰ(NADH:泛醌氧化还原酶) (2)复合体Ⅱ(琥珀酸:泛醌氧化还原酶) (3)复合体Ⅲ(UQH2 :细胞色素C氧化还原酶) (4)复合体Ⅳ(Cytc:细胞色素氧化酶) (5)复合体Ⅴ(ATP合成酶)
呼吸底物的含量 机械损伤
4.乙醛酸循环(glyoxylic acid cycle) GAC
脂肪
5.乙醇酸氧化途径 (glycolic acid oxidation pathway) GAP
水稻根系 H2O2
（二）电子传递途径的多样性
植物生理学呼吸作用
植物生理学呼吸作用植物生理学呼吸作用是指植物体内的呼吸代谢。
呼吸作用是维持植物生命活动所必需的基本生物化学过程之一，它通过分解有机物质，释放出能量，以供植物进行生长和发育。
植物的呼吸作用与人类和动物的呼吸作用有着相似的原理，但具体的过程和机制会有所不同。
植物的呼吸作用可以分为两种类型：有氧呼吸和无氧呼吸。
有氧呼吸是指植物通过氧气来将有机物分解成无机物，以释放能量。
无氧呼吸是指在缺氧条件下，植物体内的能量代谢主要通过发酵方式进行。
这两种呼吸作用在植物的不同组织和不同阶段中会有所不同。
有氧呼吸是植物体内最主要的能量产生过程，它主要发生在叶片和根系中。
在叶片中，光合作用产生的葡萄糖通过线粒体的呼吸代谢过程，被分解成二氧化碳和水，并释放出能量。
这个过程叫做细胞呼吸。
植物通过这种呼吸途径消耗能量，维持生长和发育的正常进行。
与叶片不同，根系和幼嫩的器官在光合过程中能产生少量的能量。
根系的呼吸主要是为了维持细胞代谢的需要，而幼嫩器官则主要是为了保持正常发育所需的能量供应。
总之，植物的呼吸作用是一个能量供给的过程，使得植物能够维持正常的生长和发育。
有时候，植物体内的氧气供应不足，就会出现缺氧状态。
在这种情况下，植物的呼吸作用会转为无氧呼吸。
无氧呼吸就是一种在缺氧环境下进行的发酵过程。
植物通过这种呼吸方式，在缺氧环境中，仍然能够释放出一定量的能量。
植物的呼吸作用对环境条件非常敏感。
光合作用和呼吸作用之间的平衡是保证植物生长健康的关键。
夜间或在光照不足的情况下，植物无法进行光合作用，但仍然需要能量维持正常的生长代谢。
这时植物会通过呼吸作用来满足这部分能量需求。
另外，一些环境因素也会影响植物的呼吸作用。
例如，温度是影响呼吸作用速率的重要因素。
一般来说，随着温度的升高，呼吸速率也会增加。
但当温度超过一定范围时，呼吸速率会受到抑制。
此外，氧气浓度、植物的营养状况和植物的光照水平等因素也会对植物的呼吸作用产生影响。
总结起来，植物的呼吸作用是一种将有机物质分解为无机物质的过程，通过此过程释放能量，以供植物生长和发育所需。
植物生理学04呼吸作用
植物生理学04呼吸作用呼吸作用是植物维持生命活动的关键过程之一、它是指植物通过氧气和糖在细胞内进行氧化还原反应，从而产生能量和二氧化碳的过程。
呼吸作用不仅能提供生命活动所需的能量，还能使植物控制体内的氧气和二氧化碳浓度。
呼吸作用在植物中分为两个过程：有氧呼吸和乳酸发酵。
有氧呼吸是指在充分供氧的条件下，植物以糖为底物，通过线粒体中的氧化还原反应产生能量、二氧化碳和水。
这是植物维持正常生命周期和生长发育的主要途径，也是光合作用的产物被利用的途径。
乳酸发酵是指在供氧不足的情况下，植物将糖转化为乳酸来产生能量。
有氧呼吸是通过三个主要步骤实现的：糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
在糖酵解阶段，糖分子被分解成两分子的丙酮酸，然后再转化为乙酸，并进一步氧化生成还原辅酶NADH。
在三羧酸循环中，乙酸被氧化为二氧化碳，进一步产生ATP。
氧化磷酸化是最终产生ATP的过程，通过线粒体内部的电子传递链和ATP合成酶，将NADH和FADH2的能量转化为ATP和水。
其次，呼吸作用能够调节植物体内的氧气和二氧化碳浓度。
在光合作用中，植物通过吸收二氧化碳、释放氧气来合成有机物质。
然而，当光照强度降低或夜间无光时，植物停止光合作用，而进行呼吸作用。
这时，植物通过呼吸作用释放二氧化碳，保持了氧气和二氧化碳之间的平衡。
另外，呼吸作用还受到许多生态因素的调节。
温度是一个重要的调节因子，温度升高可以促进呼吸作用的进行，但也增加了氧化酶的活性，进而加速能量的消耗。
光照和氧气浓度也会影响呼吸作用。
高光照强度和氧气浓度会抑制呼吸作用，因为它们促进了光合作用，提供了足够的能量。
而低光照和氧气浓度则有助于呼吸作用的进行。
总之，呼吸作用是植物维持生命活动的重要过程之一，通过氧气和糖的氧化还原反应产生能量和二氧化碳。
它不仅提供了生长和发育所需的能量，还能调节植物体内的氧气和二氧化碳浓度，以适应不同的环境条件。
了解植物的呼吸作用有助于我们更好地理解植物的生命活动和生态适应性。
植物生理学第4章 呼吸作用
14.丙酮酸脱羧酶，15.乙醇脱氢酶，16.乳酸脱氢酶
无氧呼吸过程中，葡萄糖分子的大部分能量 仍保存在乳酸或酒精分子中。无氧呼吸导致细胞 有机物消耗大，能量利用效率低，乳酸和酒精积 累对原生质有毒害作用。
毕希纳（Eduard Buchner）：德国化学 家，他于 1897 年发表《无细胞的发酵》 论文，证明离体酵母提取物可以象活体 酵母细胞一样将葡萄糖转变为酒精和二 氧化碳。这一研究成果结束了长达半个 世纪有关发酵的本质生命力论和机械论 的争论。 Eduard Buchner 由于毕希纳在微生物学和现代酶化 学方面做出重大项献，他被授予 1907 年 度诺贝尔化学奖。
糖酵解：葡萄糖到丙酮酸（在细胞质中）
葡萄糖的磷酸化作用 6—磷酸果糖的磷酸化作用 2分子1，3—DPGA的脱磷酸作用 2分子磷酸烯醇式丙酮酸的脱磷酸作用 2分子3—磷酸甘油醛氧化时生成的2NADH+H+ 丙酮酸转化为乙酰CoA（线粒体内）
(由于往返过程的消耗每分子NADH只能生成2ATP)
形成2NADH+H+
三羧酸循环（线粒体内 2分子琥珀酰CoA形成2分子GTP 2分子异柠檬酸，α —酮戊二酸和苹果酸氧化 作用中生成6NADH+H+ 2分子琥珀酰的氧化作用中生成2FADH2 每mol葡萄糖净生成
+6
+2 +18 +4 38molATP
1分子的葡萄糖通过糖酵解、三羧酸循环和电 子传递链彻底氧化成 CO2 和 H2O 时，总共产生 38 个ATP。
复合体I 鱼藤酮 复合体III 抗霉素A 复合体IV
氰化物，CO
2、电子传递支路1
H2O2 又在过氧化氢酶催化下分解释放氧
气，可氧化水稻根系周围的各种还原性物质 （如 H2S 、 Fe2+ 等），从而消除还原性物质对 水稻根的毒害，使水稻能在还原条件下的水田 中正常生长发育。
植物生理学4呼吸作用
植物生理学4呼吸作用呼吸作用是植物体内的一种重要生理过程，是指植物体利用光合产生的有机物质进行氧化过程，产生能量和二氧化碳的同时释放出水分的过程。
呼吸作用是植物生理学中非常重要的一环，它与光合作用相对应，相互作用，共同构成了植物体内物质与能量的平衡。
植物体在进行呼吸作用时，主要通过以下三个过程完成：糖的分解、氧气的吸入和二氧化碳的排出。
首先，植物体内的糖类是呼吸作用的主要底物。
在光合作用中，植物通过吸收阳光和水，将二氧化碳和水合成为葡萄糖等有机物。
而在呼吸作用中，植物体将葡萄糖等有机物代谢成为能量。
这个过程通常被称作“有氧呼吸”，是指在充足氧气存在的情况下进行的呼吸作用。
糖的分解过程可分为糖酵解和三羧酸循环两个阶段，其中糖酵解过程是关键步骤，产生能量和产物包括乳酸、酒精等。
其次，植物体需要通过吸收氧气来完成呼吸作用。
氧气是呼吸作用的必需品，植物通过气孔、根细胞、叶肉细胞等部位吸收空气中的氧气。
氧气被植物体内的细胞吸收后，与有机物发生反应，释放出能量，进行代谢活动。
最后，植物通过呼吸作用将产生的二氧化碳排出体外。
在呼吸作用的过程中，植物体内有机物被氧化，产生一部分能量，并释放出二氧化碳。
二氧化碳与水一同经气孔排出植物体外。
这一过程不仅对植物本身而言重要，也对维持地球气候平衡起到了积极的作用。
总体来说，植物体内的呼吸作用是为了释放能量，以维持植物的生命活动。
正常情况下，植物体内的呼吸作用与光合作用是相互促进的，二者相互平衡，保持植物的正常生长发育。
然而，在一些情况下，如黑暗条件下或光合作用受到限制时，呼吸作用可能会占据主导地位，导致植物消耗过多的有机物和能量，从而影响其生长和发育。
此外，植物的呼吸作用对人类和地球生态系统也具有重要意义。
植物通过呼吸作用释放出的二氧化碳可以被其他植物利用，进行光合作用，生产氧气，维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。
同时，植物通过呼吸作用产生的能量也可以为其他生物提供食物和能量，构成生态系统的食物链和能量传递网络。
植物生理学-呼吸作用
糖酵解途径分三个阶段：
(1) 已糖磷酸化 (2) 已糖磷酸的裂解 (3) ATP和丙酮酸的生成
糖酵解
和发酵途径
植物的呼吸代谢途径
糖酵解的生理意义
普遍存在于生物体中，是有氧呼吸和无氧呼吸的共同 途径
糖酵解一些中间产物(如丙糖磷酸)和最终产物丙酮酸
的化学性质十分活跃，参与不同物质的合成
为糖的异生提供了基本途径 糖酵解释放一些能量，供生物体需要，对于厌氧生物 来说是糖分解和获取能量的主要方式
呼吸作用的概念和生理意义
呼吸作用的生理意义
提供植物生命活动所需要的大部分能量 为其他化合物合成提供原料
呼吸作用的概念和生理意义
在进化上
无氧呼吸早于有氧呼吸，因为地球开始时无游离氧，只 有绿色光合生物出现后才有氧，进而有了有氧呼吸
至今仍有专性嫌气微生物只能在无氧下生活，有氧 反而有害
高等植物虽有各种氧化酶，但仍保存了无氧呼吸的 方式，在种子萌发初期和体积大的延存器官中(块根、 块茎及果实)内部仍进行无氧呼吸; 在水淹时也可进 行无氧呼吸
第四章 植物的呼吸作用
Plants carry on both photosynthesis and respiration
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第四章 植物的呼吸作用
呼吸作用的概念和生理意义 植物的呼吸代谢途径 电子传递与氧化磷酸化
呼吸作用中能量的储存与利用 呼吸作用的调节和控制 影响呼吸作用的因素 呼吸作用与农业生产
影响呼吸作用的因素
O2 O2浓度下降时，有氧呼吸抑制，无氧呼吸增强 长时间无氧呼吸会造成植物受伤死亡 CO2
CO2对呼吸作用具有抑制作用，但只有在CO2浓度远远超
植物生理学—植物呼吸作用
• 糖酵解专一抑制剂：碘代乙酸、氟化物 • 糖酵解全过程净产生2个ATP，2个NADH，折合8个ATP。
C6H12O6+2Pi+2ADP+2NAD+ ------→2CH3COCOOH+2ATP+2NADH+2H+ • 无氧条件下丙酮酸脱羧还原成酒精或直接还原成乳酸； • 有氧条件下脱羧形成乙酰辅酶A(Ac-CoA)，进入TCAC。 可见，EMP是有氧呼吸和无氧呼吸必经的共同途径。
酸磷酸） FMN 黄素单核苷酸（flavin
mononucleotide） FAD 黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin
adenine dinucleotide) UQ 泛醌（ubiquinone）辅酶Q（UQ或CoQ）
电子传递体： 在呼吸链中指细胞色素体系和Fe-S蛋白，只传递电子。细胞色素是一类以 铁卟啉为辅基的结合蛋白，可分为Cyta、Cytb、Cytc三类。
第五章 植物的呼吸作用
• §1 • §2 • §3 • §4 • §5 • §6
呼吸作用的概念和意义 植物的呼吸代谢途径 生物氧化 呼吸作用的调节和控制 影响呼吸作用的因素
呼吸作用与农业生产
植物代谢中心
• 呼吸作用和光合作用共同组成了绿色植物代谢 核心。
• 植物通过光合作用捕获太阳能，合成有机物， 而通过呼吸作用将有机物氧化分解，释放能量 用于生命活动，它的中间产物在植物体各种主 要物质转变中起枢纽作用，所以呼吸作用是植 物代谢中心。
氧化磷酸化抑制剂
• 氧化磷酸化抑制剂分两类： （1）电子传递抑制剂：如果将电子传递链打断，磷酸化
作用因得不到氧化作用释放出的能量，氧化磷酸化无 法进行；
植物生理学的呼吸作用的名词解释
植物生理学的呼吸作用的名词解释植物是地球上最古老的生物之一，它们通过光合作用将太阳能转化为化学能，从而为地球上的生物提供食物和氧气。
然而，植物并不只是光合作用的受益者，它们也需要进行呼吸作用来维持自身的生命活动。
本文将对植物生理学中呼吸作用相关的名词进行解释。
1. 呼吸作用呼吸作用是指植物通过氧气代谢有机物质并释放出能量的过程。
与动物不同，植物的呼吸作用并不涉及外部空气的吸入和排出，而是通过气孔和根系进行气体交换。
呼吸作用在植物的每个细胞中发生，为植物提供所需的能量，用于生长、细胞分裂、物质运输等生物学过程。
2. 呼吸速率呼吸速率是指单位时间内细胞呼吸释放的二氧化碳量。
呼吸速率是植物活动状态的重要指标，通常与生理状态和环境条件密切相关。
在气候温暖、光照充足的条件下，植物的呼吸速率较高；而在低温、暗处或其他不利生长因素下，呼吸速率会降低甚至停止。
3. 有氧呼吸有氧呼吸是指植物利用氧气来氧化有机物质并释放能量的呼吸过程。
这是一种高效的能量产生方式，其主要发生在植物细胞的线粒体中。
在有氧条件下，植物通过有氧呼吸将光合作用产生的葡萄糖转化为ATP（三磷酸腺苷），以供植物细胞的生理活动使用。
4. 无氧呼吸无氧呼吸是指在缺乏氧气的情况下，植物细胞利用发酵途径进行能量产生的呼吸形式。
这种呼吸方式相对低效，并会产生乳酸、酒精等副产物。
无氧呼吸通常在光合作用暂停或无法进行的情况下发生，例如夜间或根系缺氧的情况下。
5. 呼吸代谢呼吸代谢是指植物通过呼吸作用将有机物质氧化分解，释放出能量和二氧化碳的过程。
呼吸代谢不仅在植物的生长发育过程中起着重要作用，同时也参与了植物对环境的响应。
植物在遭受脆弱条件下（如干旱、低温等）会调节呼吸代谢以适应环境变化。
6. 呼吸节律呼吸节律是指植物呼吸速率在一定时间范围内周期性变化的现象。
植物的呼吸节律受到光周期、温度、水分等内外环境因素的影响。
光周期调节的呼吸节律主要与植物的光合活动有关，而温度和水分则会直接影响细胞呼吸速率的调节。
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
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第四章：呼吸作用
一、名词解释类（详见植物生理学名词解释荟萃）
呼吸作用有氧呼吸无氧呼吸糖酵解途径三羧酸循环途径磷酸戊糖途径电子传递链氧化磷酸化抗氰呼吸巴斯德效应呼吸速率呼吸商
二、简答、论述、填空、选择、判断类
1.有氧呼吸与无氧呼吸的区别
●无氧呼吸快，有机物大量消耗。
●无氧呼吸产生酒精，使植物中毒。
●无氧呼吸不能提供大量的还原力。
●无氧呼吸不能产生大量的中间产物。
2.呼吸作用的意义
★为植物提供了生命活动所需的能量。
★为其他化合物的合成提供了原料。
★增强了植物的抗病和免疫能力。
3.植物的呼吸途径
A：糖酵解途径（反应底物：淀粉、蔗糖；进行场所：细胞质内；反应历程三阶段：己糖磷酸化、磷酸己糖裂解、ATP和丙酮酸的生成）。
B：三羧酸循环（反应底物：丙酮酸；场所：线粒体）。
C：磷酸戊糖途径（反应底物：葡萄糖；场所：细胞质）。
D：乙醇酸途径（水稻根部特有的）。
E：乙醛酸途径（油料种子萌发所特有的）。
4.磷酸戊糖途径的特点
◆PPP的氧化还原辅酶不同。
◆PPP可作为生物合成中间原料的来源。
◆可以提高植物的抗病力，抗病力强的植物，PPP强。
◆提高植物的适应能力，正常代谢条件下，TCA占主要位置，逆境条件下，PPP 加强。
5.抗氰呼吸的概念及生理意义
■概念（详见植物生理学名词解释荟萃）。
■生理意义：a：P/O比为1，放热多，但固定的却少。
放热增温，促进植物开花，种子萌发。
b：增加乙烯生成，促进果实成熟，促进衰老。
c：在防御真菌的感染中起作用。
d：分流电子。
6.呼吸作用的多样性主要有：
呼吸化学途径的多样性、呼吸链电子传递系统的多样性、末端氧化酶系统的多样性。
7.呼吸作用多样性的生理意义
使植物在长期的进化过程中对不断变化的外界环境的一种适应性表现，以不同方式为植物提供新的物质和能量。
8.呼吸作用的调节正负效应的判据
▲通过质量作用原理在可逆反应中底物与产物之间按质量作用关系调节平衡。
▲变构调节：不改变酶的催化部分，主要通过某种物质结合酶的某一个结构部位，从而改变酶的活性。
9.呼吸作用与粮食、果蔬的贮藏关系
⊙呼吸作用与粮食贮藏
干种子的呼吸速率与粮食贮藏有密切关系。
当呼吸加快时，引起体内有机物大量消耗，同时呼吸产生的水分，会使粮堆湿度升高，部分微生物大量繁殖。
另外，呼吸放出的热量，又使粮堆温度升高，反过来又促进呼吸加快，导致粮食发热霉变。
防治方法：通风或密闭贮藏、增高二氧化碳含量或降低氧气含量、充入氮气。
⊙呼吸作用与果蔬贮藏
某些果实（苹果、梨、香蕉、番茄）成熟到一定程度，会产生呼吸速率突然升高，然后又迅速下降的现象，称为呼吸跃变现象。
乙烯是植物催熟激素，果实的呼吸跃变与乙烯有关，与温度有关。
一是降低温度，推迟呼吸跃变的发生。
二是利用CO2/O2的比值进行气调，增加环境中二氧化碳浓度，降低氧气浓度，这样可以抑制果实中乙烯的形成，推迟呼吸跃变的发生。
也可将果蔬密封在塑料袋中，抽取空气，充入氮气，是氧气浓度下降3%-6%，或将果蔬密封在塑料袋中，利用自身呼吸产生的二氧化碳抑制呼吸，即所谓的自体保鲜法。