第四章 植物的呼吸作用
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第四章植物的呼吸作用
一、名词解释。
1、呼吸作用:是植物代谢的中心,是一切生物细胞的共同特征,是将体内的物质不断分解,并释放能量以供给各种生理活动的需要,属于新陈代谢的异化作用方面,包括有氧呼吸和无氧呼吸。
2、有氧呼吸:生活细胞在O2的参与下,把某些有机物彻底氧化分解,放出CO2并形成H2O,同时释放能量的过程。
3、无氧呼吸:在无氧的条件下,细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化物,同时释放能量的过程。
4、P/O比:在以某一底物作为呼吸底物时,每利用一个氧原子、或每对电子通过呼吸链传递给氧所酯化无机磷的分子数,或每消耗一个氧原子有几个ADP被酯化呈A TP。它是线粒体氧化磷酸化活力的一个重要指标。
5、氧化磷酸化:电子经过线粒体的电子传递链传递给氧的过程中,伴随A TP合酶催化,使ADP和磷酸合成A TP的过程。
6、能荷:说明腺苷酸系统的能量状态,是ATP-ADP-AMP系统中可利用的高能磷酸键的度量。细胞中的腺苷酸的总量是恒定的,若腺苷酸全部为ATP,则能荷为1.0,细胞充满能量;若腺苷酸全部为ADP,则能荷为0.5;若腺苷酸全部为AMP,则能荷为0,细胞能量完全被放出。
7、能荷调节:通过调节能荷维持细胞内ATP、ADP、AMP三者间的动态平衡。
8、末端氧化酶:指处于生物氧化还原电子传递系统的最末端,最终把电子传递到分子氧并形成水或过氧化氢的酶。
9、巴斯德效应:氧可以降低糖类的分解代谢和减少糖酵解产物的积累,即氧对发酵作用的抑制现象称为巴斯德效应。
10、底物水平磷酸化:由底物的分子磷酸直接转到ADP,最后形成ATP的过程称为底物水平磷酸化。
11、抗氰呼吸:在氰化物存在的条件下,某些植物呼吸不受抑制,把这种呼吸称为抗氰呼吸。抗氰呼吸电子传递途径在某些条件下与正常的NADH电子传递途径交替进行,因此又称为交替途径。
12、呼吸速率:也称为呼吸强度,是衡量呼吸强弱的生理指标,通常用单位时间内单位鲜重或干重植物组织或原生质释放的CO2的体积或所吸收的O2的体积或有机物质的消耗量来表示。
13、呼吸商:指植物组织在一定的时间内,由于呼吸作用放出CO2的量与吸收O2的量的比值,是表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一种指标,也称呼吸系数。
14、糖酵解:己糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程,通称为糖酵解(EMP途径)。
15、三羧酸循环(TCA循环):在有氧条件下,丙酮酸通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解,形成H2O和CO2并释放能量的过程。
16、交替氧化酶:抗氰呼吸电子传递途径的末端氧化酶,将电子从UQ经FP传给O2,对氧的亲和力较高,易受水杨基氧肟酸所抑制,对氰化物不敏感。
17、戊糖磷酸途径:又称为己糖磷酸途径,是指在高等植物中,不经过无氧呼吸生成丙酮酸而进行有氧呼吸的途径。
18、温度系数:温度每升高10℃所引起的呼吸速率增加的倍数,称为温度系数。
19、呼吸跃变:在某些果实成熟过程中,呼吸速率开始略有降低,随之突然升高,然后又突然下降,果实进入成熟,这种果实成熟前呼吸速率突然上升,然后又突然下降的现象称为呼
吸跃变。
20、呼吸效率:每消耗1g葡萄糖可合成生物大分子物质的质量。
21、解偶联:呼吸链与氧化磷酸化的偶联遭到破坏的现象。
二、缩写符号。
1、UQ:泛醌
2、TCA:三羧酸循环
3、RQ:呼吸系数,呼吸商
4、HMP:己糖磷酸途径
5、PPP:戊糖磷酸途径
6、PAL:苯丙氨酸解氨酶
7、GSSG:氧化态谷胱甘肽
8、FP:黄素蛋白
9、FMN:黄素单核苷酸
10、FAD:黄素腺嘌呤二核苷酸
11、EMP:糖酵解
12、CoQ:辅酶Q
13、DNP:2,4-二硝基苯酚
14、GAC:乙醛酸循环
15、DHAP:磷酸二羟丙酮
16、GP:甘油-3-磷酸
17、P/O比:磷氧比值
18、ETS:电子传递系统
19、Cyt:细胞色素
三、误区警示。
1、有氧呼吸时,O2被还原为糖。
解析:被还原为H2O。
2、糖酵解在线粒体内发生。
解析:在细胞质内发生。
3、三羧酸循环的酶类处于线粒体内膜上。
解析:线粒体衬质。
4、既不耗O2又不释放CO2的呼吸作用是不存在的。
解析:存在,葡萄糖乳酸+能量。
5、戊糖磷酸途径是在线粒体内进行的。
解析:细胞质。
6、戊糖磷酸途径在幼嫩组织中所占比例较大。
解析:较小。
7、植物感病时戊糖磷酸途径所占比例下降。
解析:上升。
8、糖酵解为生命活动提高能量多。
解析:能量少。
9、呼吸跃变是由于果实内脱落酸积累所致。
解析:乙烯积累。
10、对同一植物而言,其呼吸作用的最适温度一般低于光合作用的最适温度。解析:高于。
11、富含氢的脂肪、蛋白质为呼吸底物时吸收的氧多,RQ大于1。
解析:小于1。
四、填空题。
1、存在于线粒体内膜上的末端氧化酶是细胞色素氧化酶和交替氧化酶。
2、线粒体是进行有氧呼吸的细胞器,在其内膜上进行的是氧化磷酸化,衬质内进行三羧酸循环。
3、糖酵解过程有三个不可逆反应,分别由己糖激酶,磷酸果糖激酶,丙酮酸激酶催化。
4、参与抗氰呼吸的末端氧化酶为交替氧化酶。
5、马铃薯块茎、苹果、梨在削皮或受伤后出现褐色是多酚氧化酶的作用。
6、EMP和PPP的氧化还原辅酶分别为NAD+和NADP+。
7、高等植物在正常呼吸时,主要的呼吸底物是葡萄糖,最终的电子受体是氧气。
8、呼吸抑制剂主要有鱼藤酮,安米妥,抗霉素A,氰化物。
9、糖酵解是在细胞基质中进行的,它是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径。
10、糖酵解的最后产物是丙酮酸。
11、EMP在细胞质中进行,PPP在细胞质中进行,TCA在线粒体中进行,酒精发酵在细胞质中进行。
12、组成呼吸链的传递体可分为氢传递体和电子传递体。
13、在呼吸链中只能传递电子的组分是Fe-S,Cytaa3和Cytb。
14、呼吸作用的指标是呼吸速率和呼吸商。
五、简答与论述。
1、论述呼吸作用的多样性及其意义。
答:呼吸代谢多样性主要表现在三个方面:代谢途径的多样性、呼吸电子传递途径的多样性和末端氧化酶的多样性。
(1)代谢途径多样性。
(2)呼吸电子传递途径多样性。
主路:NADH——FP1——FeS——UQ——Cytb——Cytc——Cyta——Cyta3——O2
支路1:NADH——FP2——UQ——Cytb——Cytc——Cyta——Cyta3——O2
支路2:NADH——FP3——UQ——Cytb——Cytc——Cyta——Cyta3——O2
支路3:NADH——FP4——Cytb5——Cytc——Cyta——Cyta3——O2
交替途径:NADH——FP1——UQ——X(交替氧化酶)——O2
(3)末端氧化酶多样性