第五章 植物的呼吸作用
5第5章植物的呼吸作用--复习材料+自测题
5第5章植物的呼吸作用--复习材料+自测题第5章植物的呼吸作用一、教学大纲基本要求掌握呼吸作用的概念及其生理意义；了解线粒体的结构和功能；熟悉糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸循环等呼吸代谢的生化途径；熟悉呼吸链的概念、组成、电子传递多条途径和末端氧化系统的多样性；了解氧化磷酸化、呼吸作用中的能量代谢和呼吸代谢的调控；掌握呼吸作用的生理指标及其影响因素；掌握呼吸速率的概念及其测定方法；了解种子、果实、块根、块茎等器官的呼吸特点和这些器官贮藏保鲜的关系，并掌握呼吸作用与农业生产的关系。
二、本章知识要点呼吸作用是一切生活细胞的基本特征。
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。
呼吸作用为植物体的生命活动提供了所需的能量，其中间产物又能转变为其他重要的有机物（蛋白质、核酸、脂肪等），所以呼吸作用就成为植物体内代谢的中心。
按照需氧状况将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。
在正常情况下，有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式，在缺氧条件下，植物进行无氧呼吸。
从进化的观点看，有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。
高等植物的呼吸主要是有氧呼吸，但仍保留无氧呼吸的能力。
高等植物的呼吸生化途径、电子传递途径和末端氧化系统具有多样性。
呼吸代谢的多样性是植物在长期进化中形成的对多变环境适应的一种表现。
EMP-TCAC-细胞色素系统是植物体内有机物质氧化分解的主要途径，而PPP、GAC途径和抗氰呼吸在植物呼吸代谢中也占有重要地位。
呼吸底物的彻底氧化包括CO2的释放与H2O的产生，以及将底物中的能量转换成ATP。
EMP-TCAC途径只有CO2的释放，没有H2O的形成，绝大部分能量还贮存在NADH和FADH2中。
这些物质所含的氢不能被大气中的氧所氧化，而是要经过一系列可进行迅速氧化还原的呼吸传递体的传递之后，才能与分子氧结合生成水。
而作为生物体内“能量货币”的ATP就是在与电子传递相偶联的磷酸化过程中大量形成。
第5章 植物的呼吸作用
20℃下，洋葱根尖呼吸的氧饱和点为20%。
过高的氧浓度对植物有毒，这可能与 活性氧代谢形成自由基有关。
图5-21 苹果在不同氧分 压下的气体交换 实点为耗氧量 空点为 CO2释放量 虚线为无 氧条件下CO2的释放，消 失点表示无氧呼吸停止
（三）二氧化碳
二氧化碳是呼吸作用的最终产物，当外界环境中二 氧化碳浓度增高时，脱羧反应减慢，呼吸作用受到 抑制。 大气中C02 的含量约为0．033％，这样的浓度不会 抑制植物组织的呼吸作用。
2、以脂肪或其它高度还原的化合物为呼吸底物，氧化过程中 脱下的氢相对较多(H/O比大) ，形成H2O时消耗的O2多，呼吸 商小于1，如以棕榈酸作为呼吸底物，： C16H32O2 + 23O2 →16CO2+16H2O RQ=16/23 = 0.7(5-23)
3、以有机酸等含氧较多的有机物作为呼吸底物,呼吸商则大 于1，如柠檬酸的呼吸商为1.33。 C6H8O7＋4.5O2 → 6CO2＋4H2O RQ=6/4.5=1.33 (5-24)
可根据呼吸商的大小大致推测呼吸作用的底物及其性质 的改变，但需注意： 1、呼吸底物只有在完全氧化时，这种推测才有意义。 在无氧条件下发生酒精发酵,只有CO2释放，无O2的吸 收，则RQ＝∞。 2，排除体内其他反应的干扰 如有羧化作用发生，则RQ减小。
二、内部因素对呼吸速率的影响
不同的植物种类、代谢类型、生育特性、生理状况，呼吸 速率各有所不同。 一般而言，凡是生长快的植物呼吸速率就高，生长慢的植 物呼吸速率就低。例如细菌和真菌繁殖较快，其呼吸速率 高于高等植物。在高等植物中小麦、蚕豆又比仙人掌高得 多，通常喜温植物(玉米、柑橘等)高于耐寒植物(小麦、苹 果等)，草本植物高于木本植物(表5-4)。
人教版七年级上册第三单元第五章第二节植物的呼吸作用
第二节、植物的呼吸作用
过实验来
何利用推荐的器材设计实验的
首先请兴趣小组的同学向大家描述该实验是我们分别取了号锥形瓶根据推荐器材的具体作用
压时一定不要用太
石灰水变浑浊，因此就不能动物体内的有机物分解时
呼吸作用。
你认为这种说法是
初中生物学教师一般所任教学班级较多，几天后，乙暖水瓶中的温度也有不同程度的升高，教师应抓住这一契机，组织学生一起分析乙暖水瓶中的温度升高的原因。
境、层层递进的思维启动，诱发了学生学习的内在动因，学生在这种自主、探究的学习过程中始终保持最佳情绪状态，不仅获得了知识、技能，而且发展了学生的探索精神和创新能力。
20091027114434第五章 植物呼吸作用及其利用
第五章植物呼吸作用及其利用一、教学目标：1.知识性目标①描述绿色植物的呼吸作用。
②说明呼吸作用对植物生长发育的意义。
③阐明呼吸作用和光合作用之间的关系。
④举例说明呼吸作用在生产生活实际中的应用。
2.技能性目标1、尝试植物的呼吸作用实验。
2、运用植物的呼吸作用原理来解决日常生产和生活中的实际问题。
3.情感性目标1、过小组探究，形成团结合作的精神。
2、养成理论联系实际、实事求是的科学态度。
二、教学重点：1.探究呼吸作用的实验及观察分析。
2. 呼吸作用的概念和意义3.光合作用与呼吸作用的区别和联系。
三、教学难点：植物的呼吸作用释放能量。
四、课前准备：１、提前36小时为每组准备好两套两个分别装有新鲜和煮熟的菠菜叶的密闭的透明广口瓶，并用黑纸包裹后放在暗处。
２、澄清石灰水，量筒，火柴，蜡烛，燃烧匙。
３、提前三天准备好装有新鲜香芹根、新鲜大枣、正在萌发的黄豆种子的密闭的透明广口瓶。
４、提前两天准备好两个分别装有正在萌发的种子和煮熟的种子的保温瓶，并插上温度计密封放置。
５、多媒体课件。
五、教学方法：小组探究、实验观察，分析、归纳，应用、提高。
六、教学过程：七、板书设计：第五章植物的呼吸作用及其利用1、公式：有机物+氧气二氧化碳+水+能量2、利用：八、课后反思：1、实验方法的改进提高了实验的成功率。
2、重视实验的设计、运用实验逐步引导学生总结得出结论，培养了学生的科学思维能力。
3、运用能比较法使学生对光合作用和呼吸作用的理解更透彻。
4、实验多、知识点多成为一节课完成教学任务的难点，须进一步摸索出更合理的教法。
5-1呼吸作用
以葡萄糖为例，糖酵解的反应式如下：
C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→2C3H4O3 +2NADH+2H++2ATP+2H2O
• 糖酵解具有多种功能。（1）糖酵解的一些 中间产物（如甘油醛-3-磷酸等）是合成其他 有机物质的重要原料，其终产物丙酮酸在生 化上十分活跃，可通过各种代谢途径，产生 不同物质。（2）糖酵解中生成的ATP和 NADH，可使生物体获得生命活动所需要的 部分能量和还原力。（3）糖酵解普遍存在生 物体中，是有氧呼吸和无氧呼吸经历的共同 途径。（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。
5.4 影响呼吸作用的因素
呼吸作用的指标 呼吸作用的强弱和性质，一般可 以用呼吸速率和呼吸商两种生理指标 来表示。
（1）呼吸速率（respiratory rate）又 称呼吸强度，是最常用的生理指标。 通常以单位时间内单位鲜重或干重植 物组织或原生质释放的CO2的量或吸 收O2的量来表示。
5.4.1 影响呼吸速率的内部因素 （1）植物种类 生长快的植物呼吸速率高于生长慢 的植物。
5.2.1糖酵解
在无氧条件下酶将葡萄糖降解成丙酮酸，并释放 能量的过程，称为糖酵解（glycolysis）。为纪念在研 究糖酵解途径方面有突出贡献的三位德国生物化学家 Embden, Meyerhof和Parnas,又把糖酵解途径称为 Embden-Meyerhof-Parnas途径（EMP Pathway）。 糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的所有细 胞中，是在细胞质中进行的。虽然糖酵解的部分反应 可以在质体或叶绿体中进行，但不能完成全过程。糖 酵解过程中糖分子的氧化分解是没有氧分子的参与下 进行的，其氧化作用所需的的氧是来自水分子和被氧 化的糖分子，故又称为分子内氧化。
植物生理学_王忠_第五章植物的呼吸作用
四、能荷的调节
能荷(energy charge,EC) -细胞中由ATP在全部腺苷酸中所占 有的比例。 它所代表的是细胞中腺苷酸系统的能量状态。 通过细胞内腺苷酸之间的转化对呼吸代谢的调节作用称为能 荷调节。
当细胞中全部腺苷酸都是ATP时，能荷为1;全部是AMP时,能荷 为0，全部是ADP时，能荷为0.5。 三者并存时，能荷随三者比例的不同而异。 通过细胞反馈控 制，活细胞的能荷一般稳定在0.75～0.95。 反馈控制的机理如下：合成ATP的反应受ADP的促进和ATP的抑 制；而利用ATP的反应则受到ATP的促进和ADP的抑制。
最高温 能进行呼吸的 度 温度高限， 一般植物为 35～45℃
短时间内可使呼吸速率较最适温度 的高，但时间稍长后，呼吸速率就 会急剧下降，这是因为高温加速了 酶的钝化或失活。
不同的植物三基点不同：热带植物＞温带＞寒带植物
呼吸作用的最高温度一 般在35～45℃之间，最 高温度在短时间内可使 呼吸速率较最适温度的 高，但时间稍长后，呼 吸速率就会急剧下降 （图5-20），这是因为 高温加速了酶的钝化或 失活。
内部因素对植物呼吸速率的影响
生长快的>生长慢的， 细菌、真菌＞高等植物 生长旺盛的＞衰老休眠的，喜温植物＞耐寒植物， 草本植物＞木本植物， 阴生植物＞阳生植物， 生殖器官＞营养器官， 雌蕊＞雄蕊＞花瓣＞花萼， 茎顶端＞茎基部， 种子内胚＞胚乳， 多年生植物春季＞冬季， 受伤、感病的＞正常健康的
同一植物的不同器官或组织，呼吸速率也有明显的差异。 例如，生殖器官的呼吸较营养器官强；同一花内又以雌蕊 最高,雄蕊次之,花萼最低；生长旺盛的、幼嫩的器官的呼 吸较生长缓慢的、年老器官的呼吸为强；茎顶端的呼吸比 基部强；种子内胚的呼吸比胚乳强（表5-5）。 一年生植物开始萌发时，呼 吸迅速增强，随着植株生长 变慢，呼吸逐渐平稳，并有 所下降，开花时又有所提高。 多年生植物呼吸速率表现出 季节周期性变化。温带植物 的呼吸速率以春季发芽和开 花时最高，冬天降到最低点。 受伤、感病的＞正常健康的 植物
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。
植物的呼吸作用
乳酸发酵。
植物的呼吸作用
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（二）有氧呼吸作用特点
是一个氧化还原过程。在植物细胞中底物能 够是糖、脂肪、蛋白质、氨基酸和有机酸等。以 葡萄糖为例，它是氢供体，氧是氢受体。
C6H12O6＋6H2O＋6O2→6CO2＋12H2-1 △G0′指pH7时标准自由能改变。
磷酸戊糖路径（PPP）。
各路径之间关系见下列图
植物的呼吸作用
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淀粉
蔗糖 己糖磷酸
戊糖磷酸
糖
酵
丙糖磷酸
解
乙醇
酒精发酵
丙酮酸 缺氧 乳酸 乳酸发酵
磷酸戊糖途径
甘油 脂肪 脂肪酸
乙酰辅酶A
丙二酰辅酶A
草酰乙酸 柠檬酸 三羧酸循环 琥珀酸
乙酸 乙醇酸 草酸 甲酸 乙醇酸氧化途径 琥珀酸
草酸乙酸 柠檬酸 乙醛酸途径
为产生乳酸，同时释放能量过程，称为乳酸发酵，其
反应式以下：
C6H12O6→2CH3CHOHCOOH △G0′= -197 kJ·mol-1 高等植物也可发生乳酸发酵，比如，马铃薯块茎、
甜菜块根、玉米胚和青贮饲料在进行无氧呼吸时就产
生乳酸。 植物的呼吸作用
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与有氧呼吸相比，无氧呼吸特点：
不吸收O2； 底物分解不彻底；
3.草酰乙酸再生：经过上述2个阶段反应，乙酰CoA 两个碳以CO2形式释放了，四碳草酰乙酸转变成 四碳琥珀酸。为确保后续乙酰CoA能继续被氧化 脱羧，琥珀酸经过延胡索酸生成和苹果酸生成， 最终生成草酰乙酸。
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三羧酸循环化学历程
呼吸链
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因为糖酵解中1分子葡萄糖产生2分子丙酮酸， 所以三羧酸循环反应可写成以下方程式：
第五章 植物的呼吸作用
它所需的氧是来自组织内的含氧物质，即水分子和 被氧化的糖分子，因此糖酵解也称为分子内呼吸 （intromolecular respiration）。 每1mol葡萄糖产生2mol丙酮酸时，净产生 2molATP和2molNADH+H+ ，其中ATP是通过底物 水平磷酸化（substrate level phosphorylation）产生的。
线粒体复合物I的假想结构与膜局部结构
2. 复合体Ⅱ
又称琥珀酸：泛醌氧化还原酶(succinate：ubiquinone oxidoreductase)，主要成分是琥珀酸脱氢酶(SDH)、 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、细胞色素b(Cytb)和3个 Fe-S蛋白。 复合体Ⅱ的功能是催化琥 珀酸氧化为延胡索酸，并 将H转移到FAD生成 FADH2，然后再把H转移 到UQ生成UQH2。
线粒体结构示意图
（二）三羧酸循环的化学历程
丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸脱氢酶复合体
CH3COCOOH + CoA-SH + NAD+
CH3CO～SCoA + CO2 + NADH + H+
丙酮酸的氧化脱羧反应是连接EMP和TCA循环的桥梁。
柠檬酸生成阶段 氧化脱羧阶段 草酰乙酸的再生阶段
复合物Ⅱ的假想结构与膜局部结构
3. 复合体Ⅲ
又称UQH2 : 细胞色素C氧化还原酶(ubiquinone : cytochrome c oxidoreductase), 一般都含有2个Cytb, 1 个Fe-S蛋白和1个Cytc1。 复合体Ⅲ的功能是催化电子从UQH2经Cyt b → FeS →Cytc1传递到Cytc，这一反应与跨膜质 子转移相偶联，即将2个H+释放到膜间空间。
5植物的呼吸作用
第二节 呼吸代谢的生化途径
2.糖酵解的化学历程 糖酵解途径分三个阶段： (1)已糖的活化 (2)已糖的裂解 (3)丙糖的氧化 总反应式为：
3.糖酵解的生理意义 (1)糖酵解普遍存在于生物体中, 是有氧呼 吸和无氧呼吸的共同途径。 (2)糖酵解过程中产生的一系列中间产物, 在不同外界条件和生理状态下,可以通过各种 代谢途径,产生不同的生理反应,在植物体内呼 吸代谢和有机物质转化中起着枢纽作用。 (3)通过糖酵解,生物体可获得生命活动所 需的部分能量。对于厌氧生物来说,糖酵解是 糖分解和获取能量的主要方式。 (4)糖酵解途径中,除了己糖激酶、果糖磷 酸激酶、 丙酮酸激酶所催化的反应以外,其余 反应均可逆转,这就为糖异生作用提供了基本 途径。
二、呼吸作用的多条途径:
酒精发酵 无氧呼吸 呼吸作用 有氧呼吸 磷酸戊糖途径 细 胞 色 氧 素 化 氧 化 系 统 统 统 酶 系 统 系 统 统 系 化 氧 系 酶 系 统 物 化 酶 化 酶 系 氧 化 酶 替 化 交 氧 氧 酸 氧 化 过 多 酚 血 酸 氧 坏 醇 酸 抗 乙 醛 乙 糖酵解 糖酵解 乳酸发酵 三羧酸循环 末端氧化系统
二、发酵作用 1.酒精发酵 在无氧条件下, 丙酮酸脱羧生成CO2 和乙醛，乙醛再被还原为乙醇的过程。 2.乳酸发酵 在无氧条件下, 丙酮酸被NADH+H+ 直 接还原为乳酸的过程 。
三、三羧酸循环 1.概念： 三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle) 指丙酮酸在有氧条件下，通过一个包括 三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解 生 成 CO2 的 过 程 。 又 称 为 柠 檬 酸 环 或 Krebs环，简称TCA循环。
二、氧化磷酸化 1. 磷酸化的概念 生物氧化过程中释放的自由能,促使ADP 形成ATP,称为磷酸化作用(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。 (2)电子传递体系磷酸化(氧化磷酸化)是指电 子从NADH或FADH\-2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。
七年级生物上册第5章第二节《呼吸作用》知识点
七年级生物上册第5章第二节《呼吸作用》知识点第5章绿色开花植物的生活方式第二节呼吸作用一、呼吸作用概念、反应式和在农业生产中的应用1、概念：细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。
2、呼吸作用表达式是：有机物+氧气→二氧化碳+水+能量3、场所：所有的活细胞（主要在线粒体内）4、条件: 有光无光都可以，白天晚上都能进行。
5、原料:有机物和氧气。
6、产物：二氧化碳和水。
7、实质：分解有机物，释放能量。
8、意义：为生命活动提供能量。
9、呼吸作用原理在农业生产上的应用（1）温室种植农作物时，适当降低夜间温度，可以降低呼吸作用，减少有机物的消耗，从而提高农作物产量。
（2）贮存粮食种子时采用低温、干燥和通风的方法，贮存蔬菜水果时采用低温保存或覆盖保鲜膜隔绝空气，都是为了降低呼吸作用，减少有机物的消耗。
➢抑制呼吸作用可简记为：低温、低水、低氧、高二氧化碳。
（3）农田适时松土，遇涝排水，主要是为了使根得到充足的氧气，促进根的呼吸作用。
（4）土壤板结影响草生长的主要原因是土壤缺少氧气，影响草根的呼吸。
二、呼吸作用的探究实验（结合呼吸作用表达式理解）实验一：温度计示数增高说明：种子在萌发时放出热量。
实验二：澄清石灰水变混浊说明种子萌发进行呼吸作用产生二氧化碳。
实验三：蜡烛的熄灭说明种子萌发进行呼吸作用消耗氧气。
➢在上述实验中,也可以用新鲜的豆苗和用沸水烫过的豆苗来代替,但是一定要注意用不透光的黑色瓶子来进行实验,目的是防止瓶中植物在进行呼吸作用的同时也进行光合作用,影响实验结果。
➢验证氧气：带火星的木条（复燃）。
➢验证淀粉：碘液（变蓝）。
➢验证二氧化碳：澄清石灰水（变浑浊）。
三、光合作用和呼吸作用的曲线图1、外界条件对呼吸作用的影响：1、若此图代表光合作用，则：A是二氧化碳；C是氧气；B是水分；D是有机物。
若此图代表呼吸作用，则A是氧气，C是二氧化碳。
第五章--植物的呼吸作用及其利用-优质课
第五章植物的呼吸作用及其利用萃文中学马青枝一、教学目标（一）知识目标1．描述绿色植物的呼吸作用。
2．阐明呼吸作用和光合作用之间的关系。
3．说明呼吸作用对植物生长发育的意义。
（二）能力目标1．尝试植物的呼吸作用实验。
2．运用植物的呼吸作用原理来解决日常生产和生活中的实际问题。
（三）情感目标1．关注植物呼吸和我们生产生活的联系。
2．养成理论联系实际、实事求是的科学态度。
3．结合观察植物呼吸现象的实验活动，激发学生对生命科学研究的浓厚兴趣，调动其学习生物学的积极性。
二、重点难点重点：观察实验得出结论。
难点：呼吸作用的概念、过程、意义。
三、教学用具实验器具：新鲜树叶、干树叶、暖水瓶、种子、广口瓶、细木条、煤油、温度计、三角架、空烧杯、石灰水四、课时安排1课时五、教学过程（一）导入师：汽车的行驶需要能量，动物的运动也需要能量，那么植物体由小长大、开花结果，需不需要能量呢？生：需要。
师：哪儿这些能量从哪里来呢？下面我们来学习探究植物的呼吸作用。
我们先来回忆一下植物的光合作用。
1.光合作用的场所叶绿体2.光合作用的原料二氧化碳、水3. 光合作用的动力太阳光（光能）4. 光合作用的产物有机物、氧气5.光合作用的物质转变无机物→有机物6.光合作用的能量转变光能→化学能通过回想以上知识，做到了温故知新。
（二）讲授新课1.探究竟1----证明植物呼吸作用的实验：吸入氧气，释放二氧化碳人和动物的呼吸放出了二氧化碳，那么植物的呼吸放出了什么气体呢？我们来看下面的实验。
（1）取A、B两个相同的无色透明的广口瓶，瓶内分别放入同样的数量相等的新鲜树叶和干树叶。
师：新鲜树叶和干树叶在生理功能上有什么不同？生：新鲜树叶在适宜的条件下能进行光合作用和呼吸作用，干树叶是死细胞，不能进行光合作用和呼吸作用。
（2）密封瓶口，并用黑纸包裹，放在适宜的条件下。
师：为什么要用黑纸包裹？生：营造一个黑暗环境，使树叶不能进行光合作用，只能进行呼吸作用。
八年级生物植物的呼吸作用及其利用
第五章植物的呼吸作用及其利用学习目标：1、描述绿色植物的呼吸作用2、说明呼吸作用对植物生长发育的意义3、阐明呼吸作用和光合作用之间的关系4、举例说明呼吸作用在生产生活实际中的应用自学指导：1、阅读40页探究竟1思考下列问题本实验的变量是；密封瓶口，并用黑纸包裹的目的是；放入沾有煤油的细木条的目的是为了检测是否有；实验现象是；放入干树叶的广口瓶细木条，放新鲜树叶的广口瓶细木条实验结论是：注入澄清的石灰水的目的是为了检测是否有；实验现象是：A瓶内的澄清的石灰水，B 瓶内的澄清的石灰水实验结论是：2、阅读40页探究竟2思考下列问题本实验的现象是：A瓶内的温度，B瓶内的温度实验结论是：3、阅读41页知识链第一段回答下列问题呼吸作用的定义：呼吸作用的公式：呼吸作用的主要细胞器是4、阅读41页知识链第二段了解呼吸作用对于植物生活的意义6、阅读41页知识链第四段回答下列问题影响呼吸作用的因素有、、、等7、阅读实际用了解呼吸作用在生产生活中的应用中耕松土、及时排涝，有利于植物根部的呼吸贮存植物的种子或其它器官时，要降低、减少、降低含量，提高含量等措施以降低它们的呼吸作用8、阅读43页开眼界了解新疆瓜果甜美的原因：平行训练1、任何活细胞都能进行呼吸作用，呼吸作用主要是在细胞的中进行的。
A、细胞片B、叶绿体C、细胞膜D、线粒体2、呼吸作用的实质是A、分解有机物，释放能量B、合成有机物贮存能量C、吸收氧气，放出二氧化碳D、吸收二氧化碳，放出氧气3、下列表示呼吸作用的公式中，正确的是A、二氧化碳+水→有机物+氧气B、二氧化碳+有机物→水+氧+能量C、有机物+氧→二氧化碳+水+能量D、有机物+氧→二氧化碳+水4、植物对矿物质营养的吸收和运输，有机物的运输和合成，细胞的分裂和生长，植物的生长和发育等，都离不开的生理活动是A、光合作用B、呼吸作用C、吸收作用D、蒸腾作用5、甘薯、白菜堆放久了会发热的原因是由于A、光合作用B、呼吸作用C、蒸腾作用D、吸收作用6、有关叶的呼吸作用的概述中，正确的结论是A、白天进行光合作用，夜间进行呼吸作用B、光下光合强度大于呼吸作用C、光合作用的进行先于呼吸作用D、呼吸作用在叶表皮细胞内进行7、新疆地区昼夜温差大，瓜果特别甜，这是因为A、白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用强烈B、白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用微弱C、白天光合作用微弱，晚上呼吸作用强烈D、白天光合作用微弱，晚上呼吸作用微弱8、在过度密植作物茎叶严重遮荫的情况下，会造成减产，主要原因是①光合作用大于呼吸作用②呼吸作用大于光合作用③有机物的积累大于有机物的消耗④有机物的消耗大于有机物的积累A、①③B、②④C、①④D、②③9、如图所示，甲广口瓶内装有萌发的种子，乙广口瓶装有未萌发的种子，甲暖水瓶内装有萌发的种子，乙暖水瓶内装有煮熟的种子，一段时间后，观察现象。
植物的呼吸作用
呼吸作用是植物本身吸收进去O2，然后逐步氧化分解，从而将有机物转化成CO2和水，并且还会释放出能量。
只有活的细胞才能进行，活的植物全部的各器官都能进行，在氧气很充足时和氧气缺乏时释放出来的不同。
植物进行这个活动，可以提供能量，也能成为重要的原料。
一、是什么
呼吸是植物本身的细胞吸收进去O2，然后在一系列酶的作用下逐步氧化分解，从而将有机物转化成CO2和水，并且还会释放出能量，这是生长过程中很重要的一步，对于植物的生长活动意义非凡。
注意只有活的细胞才能进行，是生命的需求之一，活的植物整体全部的各器官都能进行，甚至脱离了植物本身，只要还是活的细胞或组织就还都能进行，但是如果细胞死去，将无法再进行此类活动。
在氧气非常充足的环境下，会放出大量的能量，这些能量可以再次供给给植物。
要是氧气比较的缺乏，只能放出少量的能量，还会分解成乳酸或者酒精，这是属于有害物质，对植物生长不利。
二、意义
1、提供能量：植物进行呼吸作用，主要是为生命体提供能量，
这些能量可以再作用于植物本身，用于细胞分裂、植物生长、矿质元素吸收等一系列生命活动。
2、提供原料：在呼吸过程中可能会产生一些中间产物，这些可以成为合成体内重要化合物的原料。
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；
第五章 植物的呼吸作用
第五章植物的呼吸作用本章重点1．高等植物呼吸作用的特点2．呼吸商3．影响呼吸作用的环境因子4．呼吸作用与农业生产本章难点1．高等植物呼吸作用的特点学时数：2教学目的和要求呼吸作用和光合作用共同组成了绿色植物代谢的核心。
光合作用所同化的碳素及其贮存的能量大部分必须经过呼吸作用的转化，才能变为构成植物身体的成分与有效的能量。
所以植物生长发育以及各种生理活动都与呼吸作用有直接的联系，研究呼吸作用不仅有理论意义，而且对控制植物的生长发育、抗病免疫、农产品贮藏加工等方面都具有广泛的实际意义。
代谢途径在生物化学课程中学习，要求学生在复习的基础上，用学过的知识解释生理现象。
教学方法与手段利用多媒体课件，采用图片进行讲解。
对环境因子及实际应用问题进行师生谈话等方式进行。
第一节呼吸作用的意义与度量一、呼吸作用的概念、特点与意义二、呼吸作用的度量：呼吸速率；呼吸商三、高等植物呼吸作用的特点及意义：1．呼吸代谢途径有多条2．呼吸电子传递链有多条3．末端氧化酶有多种四、抗氰呼吸的意义第二节呼吸代谢的途径（复习）一、糖酵解途径（EMP）二、三羧酸循环（TCA）三、磷酸戊糖途径（PPP）：特点和意义四、乙醛酸循环五、乙醇酸循环第三节生物氧化与能量贮存一、生物氧化（复习）二、末端氧化酶：种类、存在部位、辅因子、与氧亲和力；应用。
第四节影响呼吸作用的因素一、影响呼吸速率的内部因素二、影响呼吸速率的外部因素：水分；温度；O2与CO2；其它因子。
第五节呼吸作用与农业生产一、呼吸作用与作物栽培二、呼吸作用与作物抗病三、呼吸作用与粮食贮藏四、呼吸作用与果蔬贮藏五、呼吸作用与生物工程技术：。
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第5章植物的呼吸作用respirationLife on Earth depends on flow of energy from sun•1 呼吸作用的概念和生理意义•2 植物呼吸代谢途径–有氧呼吸（aerobic respiration ）–无氧呼吸（anaerobic respiration ）•3 植物体内呼吸电子传递途径(electron transport chain ) 的多样性–3.1 细胞色素电子传递途径–3.2 交替氧化酶途径及意义•4 植物呼吸作用的调节•5 影响呼吸作用的因素呼吸速率与呼吸商呼吸速率的测定•6 呼吸作用的实践应用1.1 呼吸作用的概念呼吸作用(respiration )是氧化有机物并释放能量的异化作用(disassimilation )。
有氧呼吸(aerobic respiration )指生活细胞利用分子氧将体内的某些有机物质彻底氧化分解,形成CO 2和H 2O,同时释放能量的过程。
无氧呼吸(anaerobic respiration )一般指生活细胞在无氧条件下利用有机物分子内部的氧,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。
呼吸作用的底物(respiratory substrate)：糖、氨基酸、脂类有氧呼吸反应式：无氧呼吸反应式：1.2 呼吸作用的生理意义• 1. 为植物生命活动提供能量（ATP ）• 2. 为植物体内有机物质的生物合成提供还原力如NADPH 、NADH 、FADH 2•3. 中间产物是合成植物体内重要有机物质的原料•4. 在植物抗病免疫方面有着重要作用1.3. 线粒体Mitochondrion结构与功能•线粒体是进行呼吸作用的细胞器•形态：椭圆型，直径0.5-1.0微米，长1-2微米•双层膜结构：外膜：蛋白质少，脂类多，膜透性大内膜：蛋白质较多，膜透性小，氧化磷酸化和呼吸电子传递场所基质：内膜的内侧空间，可溶性部分三羧酸循环地点膜间空间(intermembrane space)：线粒体内膜与外膜之间的空隙，内含许多可溶性酶底物和辅助因子。
内膜向中心内陷，形成片状或管状的皱褶，称为嵴(cristae)，由于嵴的存在，使内膜的表面积增加，利于呼吸过程中的酶促反应。
•在线粒体内膜的内侧表面有许多小而带柄的颗粒，即ATP合酶复合体，它是合成ATP的场所。
2 植物呼吸代谢途径• 2.1 糖酵解(Glycolysis，EMP)• 2.2 无氧呼吸（Fermentation）• 2.3 三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle，TCA cycle）• 2.4 戊糖磷酸途径(pentose phosphate pathway,PPP)• 2.5 乙醛酸循环(glyoxylic acid cycle,GAC)• 2.6 乙醇酸氧化途径(glycolic acid oxidation pathway, GAOP)•Overview of respiration pathwayGlycolysis and tricarboxylic acid cycle2.1 糖酵解Glycolysis•EMP pathway (Embden-Meyerhoff-Parnass)•部位：细胞质cytosol•总反应式：淀粉/蔗糖－>丙酮酸•丙酮酸pyruvate：是无氧和有氧呼吸的分水岭己糖丙酮酸糖酵解Glycolysis 总反应式：C6H12O6+ 2NAD+ + 2ADP + 2Pi2CH3COCOOH + 2NADH + 2ATP + 2H++ 2H2O糖酵解glycolysis的生理意义(1)EMP是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径，在丙酮酸这一步分道扬镳；(2)糖酵解过程中产生的一系列中间产物,在呼吸代谢和有机物质转化中起着枢纽作用。
(3)对于厌氧生物来说,糖酵解是糖分解和获取能量的主要方式。
(4)EMP中除了己糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶所催化的反应以外,其余反应均可逆转,这就为糖异生作用提供了基本途径。
2.2 无氧呼吸（发酵）Fermentation•无氧状态下糖酵解的后续过程。
主要在缺氧状态下的植物或微生物中发生•包括酒精发酵alcohol和乳酸发酵lactate两种方式旅鸫享受火棘的成熟浆果（酒精发酵）有氧厌氧－发酵线粒体细胞质cytosol无氧呼吸（发酵）Fermentation用于发面的单细胞真菌酵母成熟葡萄上存在野生酵母；酿酒葡萄使用的酵母菌株,当乙醇含量14％以下保持活力Lactic Acid Fermentation 乳酸发酵Alcoholic Fermentation 酒精发酵•NAD+与NADH的周转与丙酮酸还原之间的关系无氧呼吸为植物提供暂时的能量来源（产生少量的ATP），使植物适应短期缺氧条件（淹水、土壤板结等）；产生乙醇或乳酸，植物不能长期生存在缺氧的条件中2.3 三羧酸循环TriCarboxylic acid Cycle, TCA cycle又称柠檬酸循环(citric acid cycle)•有氧时，丙酮酸进入线粒体，经过一系列中间步骤最终彻底氧化成CO2和H2O的过程；•Krebs cycle (Nobel Prize)•TCA cycle 因其循环中所含的3个羧基的中间产物而得名•反应地点:线粒体基质mitochondrial matrix中(除琥珀酸脱氢酶)呼吸链•Reactions and enzymes ofcitric acid cycle.2丙酮酸＋8NAD＋＋2FAD＋2ADP＋2Pi+4H2O－－> 6CO2＋2ATP＋8NADH＋8H＋＋2FADH2p114Overview ofaerobic respirationTCA cycle的要点•丙酮酸彻底被氧化为CO2(×3)，即为呼吸中释放CO2•5次脱H过程，形成高能物质：4 NADH + 1 FADH2•形成ATP (×1) 琥珀酰CoA底物水平磷酸化•生成的NADH和FADH2，电子传递偶联氧化磷酸化生成ATP•TCA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。
2.4 戊糖磷酸途径Pentose Phosphate Pathway, PPP•独立于EMP-TCA途径之外，由G-6-P直接氧化脱氢，故又名为：–葡萄糖直接氧化途径；–己糖磷酸途径；–己糖磷酸旁路•在细胞质中进行•非主要途径：–PPP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•氧化阶段：G-6-P至Ru-5-P，2次脱H和1次脱羧•非氧化阶段：Ru-5-P经过一系列分子内部重排，形成F-6-P和G-3-PPentose Phosphate Pathway戊糖磷酸途径PPP 的作用•在EMP －TCA 途径之外，糖分解不易受阻，扩大植物适应能力：–玉米根系遇2,4-D 等除草剂时，该途径增强•中间产物与核酸、细胞壁结构物质(木质素等)及激素合成相关。
–E4P 和PEP 可合成莽草酸，再合成芳香族氨基酸–合成与植物生长、抗病性有关的木质素、绿原酸、咖啡酸•生成NADPH ，为合成脂肪的主要还原力–油菜与大豆结荚期，种子内PPP 增强，与其中脂肪积累相关–NADPH 参与脂肪酸、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•与抗病性相关，抗病性强的品种，该支路发达：–感染锈病的小麦叶片，靠该支路加强呼吸2.5 乙醛酸循环G lyoxylic A cid C ycle, GAC•脂肪酸经β-氧化分解为乙酰CoA ，在乙醛酸体（glyoxysome ）内生成琥珀酸、乙醛酸、苹果酸和草酰乙酸的酶促反应过程，称为乙醛酸循环（glyoxylic acid cycle, GAC ）素有“脂肪呼吸”之称。
•该途径中产生的琥珀酸可转化为糖•异柠檬酸裂解酶与苹果酸合酶是GAC 中两种特有的酶类异柠檬酸裂解酶苹果酸合成酶乙醛酸循环Glyoxylic Acid Cycle三羧酸循环tricarboxylic acid cycle TCA乙醛酸循环Glyoxylic Acid Cycle GAC•乙醛酸循环可以看成是三羧酸循环的一个支路，它在异柠檬酸处分支，绕过了三羧酸循环的两步脱羧反应，因而不发生氧化降解。
•除了异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶外，其余的酶都与三羧酸循环的酶相同。
GAC and TCA乙醛酸循环是富含脂肪的油料种子所特有的一种呼吸代谢途径•油料种子在发芽过程中，细胞中出现许多乙醛酸体•贮藏脂肪首先水解为甘油和脂肪酸，然后脂肪酸在乙醛酸体氧化分解为乙酰CoA ，并通过乙醛酸循环转化为糖类•淀粉种子萌发时不发生乙醛酸循环。
GAC and TCA乙醛酸循环的修正Mettler 和Beevers 等研究蓖麻种子萌发时脂肪向糖类的转化:•苹果酸直接进入细胞质后再脱氢、逆着糖酵解途径转变为蔗糖。
•在乙醛酸体和线粒体之间存在“苹果酸穿梭”。
•在线粒体中苹果酸脱氢变成草酰乙酸，草酰乙酸与谷氨酸进行转氨基反应，生成天冬氨酸与α-酮戊二酸，并同时透膜进入乙醛酸体，再次发生转氨基反应，所产生的谷氨酸透膜返回线粒体，而草酰乙酸，可继续参与乙醛酸循环。
GAC and TCA•通过“苹果酸穿梭”和转氨基反应解决了乙醛酸体内NAD +的再生和不断补充OAA 途径问题，这对保证GAC 的正常运转是至关重要的。
•植物体内主要呼吸代谢途径相互关系Overview of respiration2.6 乙醇酸氧化途径,GAOP G lycolic A cid O xidate P athway•水稻根系特有的糖降解途径。
•关键酶—乙醇酸氧化酶（glycolate oxidase ）。
水稻根系GAOP 途径•水稻一直生活在供氧不足的淹水条件下，当根际土壤存在某些还原性物质时，水稻根中的部分乙酰CoA 不进入TCA 循环，而是形成乙酸•乙酸在乙醇酸氧化酶及多种酶类催化下依次形成乙醇酸、乙醛酸、草酸和甲酸及CO 2，并且每次氧化均形成H 2O 2•H 2O 2氧化水稻根系周围的各种还原性物质（如H 2S 、Fe 2+等），从而抑制土壤中还原性物质对水稻根的毒害，以保证根系旺盛的生理机能2.7 植物呼吸代谢途径的多样性•植物在长期进化过程中对多变环境的适应表现•然而，植物体内存在着的多条化学途径并不是同等运行的•随着不同的植物种类、不同的发育时期、不同的生理状态和环境条件而有很大的差异。
植物呼吸代谢途径的多样性•TCA：在正常情况下以及在幼嫩的部位，生长旺盛的组织中•无氧呼吸：在缺氧条件下，丙酮酸有氧分解被抑制而积累，进行无氧呼吸•PPP：在衰老，感病、受旱、受伤的组织中•GAC：富含脂肪的油料种子萌发过程中•GAOP：水稻根系在淹水条件下•抗氰呼吸3. 呼吸链电子传递途径的多样性•3.1 细胞色素Cytochrome电子传递途径（生化）•3.2 交替氧化酶alternative oxidase途径•3.3 其他末端氧化酶terminal oxidase途径呼吸链（电子传递链）R espiratory (electron transport) chain •由位于线粒体内膜上的一系列电子传递体和氢传递体组成，它们负责把NADH和FADH2上的电子传递给O2•氢传递体：脱氢酶。