植物生理学第4章呼吸作用
植物生理学 呼吸作用
（三）氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂
2.3 磷酸戊糖途径（PPP）
作用： 1.提供还原力NADPH2, 2.提供中间产物, 3.也能产生能量。 R-5-P→dR5P……nuclear acid. E4P + PEP→C7……莽草酸途径→芳香族氨 基酸、 植物激素。酚、醌类
油料种子形成，病虫害，开花等PPP增加。 判断： 最初脱下的CO2中C6/ C1比值。 全为PPP时C6/ C1为0；EMP-TCAC6/ C1 为 1。 如比值在0-1之间，说明两条途径都有。
重要中间产物： Pyr(丙酮酸)→Ala PEP→OAA PEP+E4P→C7…… 莽草酸途径……芳 香族氨基酸、植物 激素。
2.2
TCA cycle (Tricarboxylic acid cycle)
• 丙酮酸,在有 氧条件下, 逐 步氧化分解, 最终形成水和 CO2的过程。 Krebs cycle。
2）Alternate oxidase(Cyanide-resistant oxidase) -- 对氰化物不敏感的氧化酶。 不受CN-和N3-及CO等呼吸抑制剂所抑制的呼 吸被称为抗氰呼吸。
在氰化物存在条件下仍运行的呼吸作用称为抗氰呼吸，也即 是对氰化物不敏感的那一部分呼吸。 抗氰呼吸可以在某些条件下与细胞色素电子传递主路(CP)交 替运行，抑制正常电子传递途径就可促进抗氰呼吸的发生， 因此，抗氰呼吸又称为交替途径(alternative pathway AP)，
有氧呼吸与无氧呼吸共有的道路(阶段)
是什么?
Section 2. 呼吸作用途径
2.1 糖酵解Glycolysis--- EMP pathway
糖酵解指在细胞质中己糖降解成丙酮酸过程
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。
植物生理学题库(含答案)第四章 植物呼吸作用
植物生理学题库（含答案）第四章植物呼吸作用一、名词解释1．呼吸作用：指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。
2．有氧呼吸：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CO2并形成水，同时释放能量的过程。
3．糖酵解：指在细胞质内所发生的，由葡萄糖分解为丙酮酸的过程。
4．三羧酸循环：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CO2的过程。
5．生物氧化：指有机物质在生物体内进行氧化，包括消耗氧，生成CO2和H2O，放出能量的过程。
6．呼吸链：呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总轨道。
7．P/O比：指呼吸链中每消耗1个氧原子与用去Pi或产生ATP的分子数。
8．氧化磷酸化：是指呼吸链上的氧化过程，伴随着ADP被磷酸化为ATP的作用。
9．巴斯德效应：指氧对发酵作用的抑制现象。
10．细胞色素：为一类含有铁卟啉的复合蛋白。
细胞色素辅基所含的铁能够通过原子价的变化逆向传递电子，在生物氧化中，它是一种重要的电子传递体。
11．呼吸速率：又称呼吸强度。
以单位鲜重千重或单位面积在单位时间内所放出的CO2的重量(或体积)或所吸收O2的重量(或体积)来表示。
12．呼吸商：又称呼吸系数。
是指在一定时间内，植物组织释放CO2的摩尔数与吸收氧的摩尔数之比。
13．抗氰呼吸：某些植物组织对氰化物不敏感的那部分呼吸。
即在有氰化物存在的情况下仍能够进行其它的呼吸途径。
14．无氧呼吸：指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解为不彻底的氧化产物。
二、是非题(True or false)( ×)1．所有生物的生存都需要O2。
( ×)2．糖酵解途径是在线粒体内发生的。
( √ )3．在种子吸水后种皮未破裂之前，种子主要进行无氧呼吸。
( ×)4．戊糖磷酸途径在幼嫩组织中所占比例较大，在老年组织中所占比例较小。
植物生理学名词解释
第四章呼吸作用一、名词解释1、呼吸作用：生物体内的有机物质通过氧化还原而产生CO2，同时释放能量的过程。
2、有氧呼吸：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CO2并形成水，同时释放能量的过程。
3、三羧酸循环：丙酮酸在有氧条件下由细胞质进入线粒体逐步氧化分解，最终生成水和二氧化碳。
4、生物氧化：指有机物质在生物体内进行氧化分解，生成CO2和H2O，放出能量的过程。
5、呼吸链：呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到氧分子的总轨道。
6、氧化磷酸化：在生物氧化过程中，电子经过线粒体的呼吸链传递给氧（形成水分子），同时使ADP被磷酸化为ATP的过程。
7、呼吸商：又称呼吸系数。
是指在一定时间内，植物组织释放CO2的摩尔数与吸收氧的摩尔数之比。
8.糖酵解：胞质溶胶中的己糖在无氧或有氧状态下分解成丙酮酸的过程。
二、填空题1、呼吸作用的糖的分解代谢途径中，糖酵解和戊糖磷酸途径在细胞质中进行；三羧酸循环途径在线粒体中进行。
三羧酸循环是英国生物化学家Krebs 首先发现的。
2、早稻浸种催芽时，用温水淋种和时常翻种，其目的就是使呼吸作用正常进行。
当植物组织受伤时，其呼吸速率加快。
春天如果温度过低，就会导致秧苗发烂，这是因为低温破坏了线粒体的结构，呼吸“空转”，缺乏能量，引起代谢紊乱的缘故。
3.呼吸链的最终电子受体是O2氧化磷酸化与电子传递链结偶联，将影响_ ATP _的产生。
4.糖酵解是在细胞细胞基质中进行的，它是有氧呼吸和无氧呼吸呼吸的共同途径。
5.氧化磷酸化的进行与ATP合酶密切相关，氧化磷酸化与电子传递链解偶联将影响__ ATP__的产生。
6.植物呼吸过程中，EMP的酶系位于细胞的细胞基质部分，TCA的酶系位于线粒体的线粒体基质部位，呼吸链的酶系位于线粒体的嵴部位。
7. 一分子葡萄糖经有氧呼吸彻底氧化，可净产生__38__分子ATP，•需要经过__6_底物水平的磷酸化。
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》第四章
酒精发酵酶:
C6H12O6
2C2H5OH+2CO2
+能量 （△G°′= -226 kJ·mol-1）
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乳酸发酵： 酶
C6H12O6
2CH3CHOHCOOH +能
量 △G°′= -197 kJ·mol-1
在高等植物中称为无氧呼吸，在微生物 中称为发酵。高等植物通常是以有氧呼吸为主， 但在特定的条件下，如暂时缺氧也可进行无氧呼 吸。
质子传递体包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有NAD+、FMN、 FAD、泛醌（UQ或Q）等，它们既传递质子又传递电子。
除了UQ和细胞色素c（Cytc）外，组成呼吸链的有4种酶复合体， 另外还有一种ATP合酶复合体，它们嵌在线粒体内膜上。
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复合体Ⅰ：含有NADH脱氢酶，FMN,4个Fe-S蛋白 复合体Ⅱ：琥珀酸脱氢酶（FAD, Fe-S蛋白) 复合体Ⅲ：含有2个Cytb(b560和b565)，Cytc 和Fe-S。 复合体Ⅳ：含有细胞色素氧化酶复合物， Cyta,Cyta3。把Cytc的 电子传给O2，形成水。 复合体ⅴ：又称 ATP合成酶或称H+- ATP酶复合体
精品课件
（三）抗氰呼吸
1. 抗氰呼吸的概念
在氰化物存在下，某些植物呼吸不受抑制，这 种呼吸途径称为抗氰呼吸。抗氰呼吸可以在某些条件下与
电子传递主路交替运行，因此，抗氰呼吸又称交替途径。
精品课件
2. 植物抗氰呼吸的生理意义
➢放热增温，促进植物开花、种子萌发 。 ➢增加乙烯生成，促进果实成熟，促进衰老。 ➢代谢的协同调控。 ➢增强抗逆性。
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。
植物生理学第四章植物的呼吸作用
一、生化途径多样性 2 三羧酸循环（TCA循环、柠檬酸循环）
2）总反应
丙酮酸+4NAD+＋FAD＋ADP＋ Pi ＋2H2O→ 3CO2+4NADH＋4H+＋ FADH2＋ATP
2ATP 3ATP
TCA循环中生成的NADH和 FADH2，经呼吸链将H+和电子传给 O2生成H2O,同时偶联氧化磷酸化生 成ATP。 底物水平磷酸化生成ATP。
一、生化途径多样性
3 戊糖磷酸途径（PPP、HMP途径）
葡萄糖在细胞质内直接氧化脱羧，并以戊糖磷酸为重要中间产物 的有氧呼吸途径。
1）反应场所：细胞质 2）总反应： G6P＋2NADP＋＋H2O→Ru5P＋CO2＋ 2NADPH＋2H＋
核酮糖-5-磷酸
3）生理意义： A.产生大量NADPH为体内反应提供还原力。 B.为其它物质代谢提供原料。Ru5P可合成核酸。 C.重组阶段的酶和产物与光合C3途径相同，可相互交流。 D.产生绿原酸、咖啡酸等抗病物质，可增强抗病性。
一、生化途径多样性 2 三羧酸循环（TCA循环、柠檬酸循环）
3）生理意义：
A.提供生命活动所需能量的主要来源。 • 通过电子传递与氧化磷酸化偶联产生大量ATP。 B.是物质代谢的枢纽。起始物乙酰CoA是糖、脂 肪、蛋白质三大类物质代谢的枢纽。 C.释放CO2 D.需O2，接受电子，有氧条件下NAD＋和FAD 才能再生，否则TCA循环受阻。
(△G°′是指pH为7时标准自由能的变化)
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。
酒精发酵: C6H12O6 C6H12O6
酶
2C2H5OH+2CO2 2CH3CHOHCOOH
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。
植物生理学习题大全—第章植物的呼吸作用
植物生理学习题大全—第章植物(d e)呼吸作用TPMK standardization office TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18第四章植物(de)呼吸作用一. 名词解释呼吸作用(respiration)：指生活细胞内(de)有机物质,在一系列酶(de)催化下,逐步氧化降解并释放能量(de)过程.有氧呼吸(aerobic respiration)：指生活细胞在氧气(de)参与下,把体内(de)有机物质彻底氧化分解为二氧化碳和水并释放能量(de)过程.无氧呼吸(anaerobic respiration)：在无氧条件下,生活细胞把体内(de)有机物质分解为不彻底(de)氧化产物并释放能量(de)过程,也称发酵(fermentation ).糖酵解(glycolysis, EMP)：在细胞质基质内发生(de),由己糖经过一些列酶促反应分解为丙酮酸(de)过程.戊糖磷酸途径(pentose phosphate pathway, PPP)：在细胞质基质和质体内进行(de)葡萄糖直接氧化产生NADPH、磷酸戊糖和二氧化碳(de)酶促反应过程.底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)：底物分子(de)磷酸直接转到ADP 而形成ATP(de)过程.三羧酸循环 tricarboxylic acid cycle , TCAC)：丙酮酸在有氧条件下,通过一个包括三羧酸和二羧酸(de)循环逐步分解脱氢、并释放二氧化碳(de)过程.又称为柠檬酸环或Kreds环,简称TCA循环.巴斯德效应(Pasteur effect)：由巴斯德发现(de)氧气抑制发酵作用(de)现象.生物氧化(biological oxidation)：有机物质在生物体内发生(de)氧化作用,包括消耗氧,生成二氧化碳和水并放出能量(de)过程.呼吸链(respiratory chain)：呼吸代谢中间产物(de)电子和质子,沿着一系列有顺序(de)电子传递体传递到分子氧(de)总轨道.抗氰呼吸(cyanide resistant respiration)：指某些植物组织或器官在氰化物存在(de)情况下仍能进行(de)呼吸.参与抗氰呼吸(de)末端氧化酶为交替氧化酶(抗氰氧化酶).末端氧化酶(terminal oxidase)：处于生物氧化一系列反应(de)最末端,将底物脱下(de)氢或电子传递给分子氧,形成水或过氧化氢(de)氧化酶.氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)：指呼吸链上(de)氧化过程偶联ADP和无机磷酸形成ATP(de)作用.P/O：每吸收一个氧原子所酯化(de)无机磷分子数或形成ATP(de)分子数.细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase)：是植物体内最重要(de)末端氧化酶,包括Cyt a ,含有两个铁卟啉和两个铜原子,其作用是将 Cyt c(de)电子传给氧,生成水.和Cyt a3抗氰氧化酶(cyanide resistant respiration)：又称交替氧化酶,该酶活性中心含有铁,其功能是将经泛醌和FP传来(de)电子交给氧,生成水.酒精发酵(alcoholic fermentation)：植物(de)一种无氧呼吸方式,反应(de)产物是酒精和二氧化碳.解偶联(uncoupling)：指呼吸链与氧化磷酸化(de)偶联遭到破坏(de)现象.能荷(energy charge)：是对细胞内腺苷酸ATP-ADP-AMP体系中可利用(de)高能磷酸键(de)一种度量.其数值为(ATP+0.5ADP)/(ATP+ADP+AMP ).反馈调节(feedback regulation)：指整个反应体系中某些中间产物或终产物对其前面某一步反应速率所产生(de)影响.使反应速率加快(de)称为正反馈 , 使反应速率减慢(de)称为负反馈.呼吸速率(respiratory rate)：单位鲜重、干重(de)植物组织在单位时间内所释放二氧化碳(de)量或吸收氧气(de)量.也称呼吸强度.呼吸商(respiratory quotient , RQ)：在一定时间内,植物组织释放二氧化碳(de)摩尔数与吸收氧气(de)摩尔数之比.也称呼吸系数(respiratory coefficient).呼吸跃变(respiration climacteric)：果实成熟过程中,呼吸速率突然上升,然后又很快下降(de)现象.)：温度每升高10℃,呼吸速率所增加(de)倍数.温度系数(temperature coefficient,Q10无氧呼吸消失点(anaerobic respiration extinction point)：使无氧呼吸完全停止时环境中最低(de)氧浓度.称无氧呼吸熄灭点.生长呼吸(growth respiration)：呼吸作用所产生(de)能量和中间产物主要用来合成植物生长所需要(de)物质,这种呼吸称为生长呼吸.维持呼吸(maintenance respiration)：呼吸作用所产生(de)能量除部分用于维持细胞存活外,大部分以热能形式散失,这种呼吸称为维持呼吸.硝酸盐呼吸(nitrate respiration)：在发生硝酸盐还原时,以硝酸盐代替分子氧作为氧化剂,细胞耗氧量减少,这种呼吸称为硝酸盐呼吸.伤呼吸(wound respiration)：植物组织因受到伤害而增强(de)呼吸.盐呼吸(salt respiration)：将植物幼苗从蒸馏水转移到稀盐溶液时,其根系呼吸速率增加,这种呼吸称为盐呼吸.呼吸作用氧饱和点(respiration oxygen saturation point)：一定条件下,当氧浓度升高到某一值时,呼吸速率不再增加,这时环境(de)氧浓度称为呼吸作用氧饱和点.安全含水量(safety water content)：是指能使种子安全贮藏(de)种子(de)含水量,也称为安全水.二. 符号缩写Cyt : 细胞色素CoQ : 辅酶 Q DNP : 2, 4-二硝基苯酚EMP: 糖酵解FAD: 黄素腺嘌呤二核苷酸 FMN : 黄素单核苷酸FP : 黄素蛋白GSSG: 氧化态谷胱甘肽 PAL : 苯丙氨酸解氨酶PPP: 戊糖磷酸途径HMP : 己糖磷酸途径RQ : 呼吸系数 , 呼吸商TCA: 三羧酸循环 UQ : 泛醌三. 简答题1. 呼吸作用(de)生理意义是什么①提供能量：呼吸作用通过氧化磷酸化和底物水平磷酸化形成ATP,供植物生命活动需要.②提供原料：呼吸作用产生(de)许多中间产物是合成碳水化合物、脂肪、蛋白质、核酸和各种生理活性物质(de)原料,从而构成植物体,调节植物(de)生长发育.-(de)代谢还原,氨基酸和脂肪③提供还原力：呼吸作用产生(de)NAD(P)H可用于NO3(de)合成.④防御功能：通过呼吸作用可消除致病微生物产生(de)毒素或消除感染,通过呼吸作用可修复被昆虫或其他动物咬伤(de)伤口以及机械损伤.2. 糖酵解(de)反应阶段.①己糖磷酸化：淀粉或己糖活化,消耗ATP,将果糖转为1,6-二磷酸果糖；②磷酸己糖(de)裂解：磷酸己糖裂解为2分子磷酸丙糖,即3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮；③ATP和丙酮酸(de)生成：3-磷酸甘油醛氧化释放能量,经过3-磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸,形成ATP、NADH和H+,最终生成丙酮酸.3. 糖酵解(de)生理意义.①糖酵解普遍存在于动植物及微生物中,是有氧呼吸和无氧呼吸(de)共同途径.②糖酵解产生(de)中间产物和最终产物丙酮酸,化学性质十分活跃,可以合成产生其他物质.③糖酵解大部分反应是可逆(de),它为糖提供基本途径.④糖酵解释放一些能量,供生物体需要,尤其是厌氧微生物.4. 三羧酸循环(de)化学历程.在有氧条件下,糖酵解产生(de)丙酮酸进入线粒体,通过氧化脱羧生成乙酰CoA,然后再进入三羧酸循环彻底分解.①柠檬酸生成阶段：乙酰CoA和草酸乙酰在柠檬酸合酶催化下,形成柠檬酰CoA,然后加水生成柠檬酸.②氧化脱羧阶段：异柠檬酸(de)生成、异柠檬酸氧化脱羧、α-酮戊二酸氧化脱羧和琥珀酸生成,此阶段释放二氧化碳并合成ATP.③草酰乙酸(de)再生阶段：琥珀酸经过延胡索酸和苹果酸,最后生成草酰乙酸.5. 三羧酸循环(de)要点.①三羧酸循环是植物有氧呼吸(de)重要途径.②三羧酸循环中一系列(de)脱羧反应是呼吸作用中二氧化碳(de)主要来源.一分子丙酮酸经三羧酸循环可产生三分子二氧化碳；当外界二氧化碳浓度增高时,脱羧反应减慢,呼吸作用受到抑制.③三羧酸循环中有五次脱氢,再经过一系列电子传递体(de)传递,释放出能量,最后与氧结合生成水.因此,氢(de)氧化过程实际上是一个放能过程.④三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质(de)共同代谢过程.6. 三羧酸循环(de)生理意义.①三羧酸循环是提供生命活动所需能量(de)主要来源,每个己糖分子通过三羧酸循环产生(de)ATP数远远超过糖酵解(de)ATP数.此外,脂肪,氨基酸等呼吸底物彻底氧化所产生(de)能量也是通过三羧酸循环.②三羧酸循环是物质代谢(de)枢纽,三羧酸循环即是糖、脂肪和氨基酸等彻底氧化分解(de)共同途径,其中间产物又是合成糖、脂肪和氨基酸等(de)原料.7. 磷酸戊糖途径(de)化学历程.①氧化阶段：6-磷酸葡糖糖氧化脱羧生成5-磷酸核酮糖和2个NADPH并释放二氧化碳.②非氧化阶段：以5-磷酸核酮糖为起点,经过异构化、基团转移、缩合等反应,非氧化地重组为糖酵解中间产物6-磷酸果糖和3-磷酸甘油酸.8. 戊糖磷酸途径(de)生理意义是什么①生物合成(de)原料来源 : PPP(de)C3、C4、C5、 C6、C7 等中间产物是合成多种物质(de)原料.②为许多物质(de)合成提供还原力：PPP产生(de)NADPH为许多物质(如脂肪等)(de)合成提供还原力.③提高植物抗病能力：以PPP形成(de)赤藓糖-4-磷酸与EMP途径形成(de)PEP为原料,经莽草酸途径可形成具有抗病作用(de)绿原酸、咖啡酸等物质.④参与植物对逆境(de)适应：在干旱条件下,PPP在己糖分解过程中所占比例增加.9. 呼吸作用中己糖彻底分解(de)代谢途径有哪几条各在细胞(de)什么部位进行呼吸作用中己糖彻底分解(de)代谢途径有两条：糖酵解-三羧酸循环和戊糖磷酸途径.前者需在细胞质基质和线粒体中完成,后者在质体中完成.10. 三羧酸循环、糖酵解和戊糖磷酸途径(de)调节酶各是什么受到怎样(de)调节①三羧酸循环中NADH和ATP对异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等活性均有抑制作用；NAD、ADP对上述酶有激活作用；草酰乙酸对苹果酸脱氢酶有抑制作用；产物（如乙酰CoA等）(de)浓度过高也会抑制各自有关酶(de)活性.②糖酵解(de)调节酶是磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶,它们受到ATP与柠檬酸(de)负调控,受Pi(de)正调控,这也是巴斯德效应(de)原因所在.③戊糖磷酸途径由6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化(de)起始反应,主要受NADPH调控,NADPH/NADP+比率过高时,会对该途径起反馈抑制.11. 氧为何抑制糖酵解和发酵作用当植物组织从缺氧条件下移到空气中时,三羧酸循环和氧化磷酸化得以顺利进行,产生较多(de)ATP和柠檬酸,降低了ADP和Pi(de)水平.ATP和柠檬酸抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶(de)活性,使糖酵解作用减慢；同时在有氧条件下,糖酵解中形成(de)NADH大量进入线粒体内被氧化,从而阻止了丙酮酸(de)还原,使发酵作用受到抑制.12. 高等植物中呼吸链电子传递(de)途径.①细胞色素系统途径；②抗氰呼吸途径（交替呼吸途径）；③外NAD(P)H支路；④内NAD(P)H支路.13. 氧化磷酸化(de)机理与抑制.机理：化学渗透假说.线粒体基质(de)NADH传递电子给O(de)同时,也把基质(de)H+释2放到膜间隙.由于内膜不让泵出(de)H+自由地返回基质,因此膜外侧H+浓度高于膜内侧而形成跨膜梯度,同时也产生跨膜电位梯度,这两种梯度便建立起跨膜质子(de)电化学势梯度,于是使膜间隙(de)H+通过并激活复合体V,驱动ADP和Pi结合形成ATP.抑制：解偶联剂2,4-二硝基苯酚(DNP)等药剂可阻碍磷酸化而不影响氧化,使偶联反应遭到破坏；鱼藤酮、氰化物、丙二酸等物质能够阻断呼吸链(de)电子传递而破坏氧化磷酸化.14. 末端氧化酶(de)种类.线粒体内末端氧化酶（细胞色素c氧化酶、交替氧化酶）、线粒体外末端氧化酶（酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、乙醇酸氧化酶）.15. 长时间无氧呼吸,植物为什么会死亡①无氧呼吸产生并积累酒精,使细胞中(de)蛋白质变性.②氧化1mol葡萄糖产生(de)能量( ATP)少,要维持正常(de)生理活动需要消耗更多(de)有机物,使体内养分耗损过多.③没有丙酮酸(de)有氧分解过程,细胞中缺少合成其他物质(de)原料.16. 植物组织受伤时,呼吸速率为何会加快①细胞中(de)酚氧化酶等与其底物在细胞中是被隔开(de),损伤使原来(de)间隔被破坏,酚类化合物被迅速氧化.②损伤使某些细胞恢复分裂能力,通过形成愈伤组织来修复伤口,这些分裂生长旺盛(de)细胞,需要合成大量(de)结构物质,这些均需通过增强呼吸作用为其合成提供原料和能量,所以组织(de)呼吸速率会提高.17. 试对暗呼吸和光呼吸进行比较.①细胞定位：暗呼吸在一切活细胞(de)细胞质和线粒体中进行,光呼吸在叶肉细胞(de)叶绿体、过氧化体和线粒体中进行.②底物：暗呼吸为己糖,光呼吸为乙醇酸.③能量：暗呼吸伴有底物水平磷酸化和氧化磷酸化而产生ATP,光呼吸则无ATP形成,反而消耗ATP.④中间产物：暗呼吸尤其PPP中间产物丰富,光呼吸中间产物种类很少.⑤代谢途径：暗呼吸有多条途径(如EM P、TCA、PPP),而光呼吸只有乙醇酸循环一条途径.⑥光：暗呼吸在有光、无光(de)条件下均可进行,而光呼吸只能在光下进行.⑦生理意义：暗呼吸是植物生命活动过程中物质代谢与能量代谢(de)中心,而光呼吸是植物对高光强和低二氧化碳浓度条件(de)一种适应,耗散掉细胞中过多(de)ATP,以防止光氧化对光合器官(de)破坏.18. 如何证明植物组织中是否有PPP发生及其在己糖分解过程中所占比例大小可采用同位素14C示踪法.把待测植物组织分成相同(de)两份,分别供给C1标记(de)葡萄糖与C6标记(de)葡萄糖,然后测定两份材料14CO(de)释放量.若C1/C6比值等于1,表明2葡萄糖在待测材料中完全经EM P-TCA途径分解；若C1/C6比值大于1,则表明部分葡萄糖是经PPP分解,其比值越大,表明PPP在己糖分解代谢中所占比例越大.19. 呼吸作用与光合作用(de)辩证关系表现在哪些方面总(de)来说,呼吸作用与光合作用是植物体内相互对立又相互联系(de)两大基本代谢过程.二者(de)对立表现在：光合作用是将无机物(水和二氧化碳)合成为有机物,蓄积能量；呼吸作用是将有机物分解为无机物(水和二氧化碳),释放能量.二者(de)联系表现在：①互为原料：呼吸作用(de)终产物二氧化碳和水是光合作用(de)原料,而光合作用(de)产物葡萄糖和氧气又是呼吸作用(de)原料：②能量代谢方面,在呼吸与光合过程中,均有ATP与NAD(P)H(de)形成；③代谢中间产物方面,虽然呼吸作用与光合作用细胞定位不同,但PPP与C3途径(de)中间产物基本一致,如果在叶片中,某些中间产物很可能被交替使用.20. 呼吸作用中,糖分解代谢(de)调节方式有哪些糖分解代谢(de)调节方式有两种：一种遵循质量作用定律,即在可逆反应中底物与产物之间按质量作用关系调节反应平衡,如磷酸果糖激酶,在无果糖-6-磷酸和ATP时,反应就很难进行.另一种代谢调节方式为变构调节,即代谢途径中(de)很多酶为变构酶,其活性受一些中间代谢产物(de)调节.21. 试说出几个植物体内需要由呼吸作用直接提供能量(de)生理过程和不需要由呼吸作用直接提供能量(de)生理过程.需要呼吸作用直接提供能量(de)生理过程：根系主动吸收水分、离子,细胞结构物质及一些生理活性物质(de)合成,蔗糖(de)运输等.不需要呼吸作用直接提供能量(de)生理过程：吸胀吸水,离子(de)被动吸收,蒸腾作用,光合作用中光能(de)吸收、传递及光合磷酸化等过程.22. 试述水分、矿质营养吸收、有机物质合成与呼吸作用(de)关系.①水分吸收与呼吸(de)关系：首先,细胞代谢性吸水是一种需能过程,呼吸作用旺盛,能量供应充分,利于细胞吸水；其次,根压是根系吸水和水分运输(de)动力,根压(de)产生和维持依赖于根系(de)呼吸作用.②矿质营养与呼吸作用(de)关系：首先,矿质(de)吸收以主动吸收为主,如离子载体(de)活化、离子泵(de)运转、离子通道(de)开启均需呼吸作用提供能量；其次,硝酸盐、硫酸盐(de)还原均需呼吸作用提供NAD(P)H和ATP.③有机物质合成与呼吸作用(de)关系：呼吸作用为蛋白质、脂肪等有机物质(de)合成提供了所需(de)原料以及NAD(P)H和ATP.23. 如何理解汤佩松先生提出(de)植物呼吸代谢多条途径(de)观点①己糖分解(de)多条途径包括EMP-TCA、PPP、乙醇酸氧化途径、乙醛酸循环途径.②电子传递(de)多条途径,如以细胞色素氧化酶为末端氧化酶(de)电子传递途径和以交替氧化酶为末端氧化酶(de)电子传递途径.③末端氧化酶(de)多样性,除线粒体内(de)细胞色素氧化酶和交替氧化酶外,线粒体外还有黄素氧化酶、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、乙醇酸氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶.它们相互依赖,功能各异,分工合作,以保证植物延续生存.呼吸代谢(de)多样性,是植物在长期进化过程中对不断变化环境(de)适应性表现.24. 植物抗氰呼吸(de)分布及其生理意义.①放热效应,利于授粉.②促进果实成熟：果实成熟过程中呼吸跃变(de)产生,主要表现为抗氰呼吸(de)增强,而且,果实成熟中乙烯(de)产生与抗氰呼吸呈平行关系,三者紧密相连.③能量溢流：大多数组织在正常细胞色素途径未饱满之前,不会有抗氰呼吸途径；抗氰呼吸途径随供给糖类增多而增加.因此,抗氰呼吸途径发热消耗过多碳(de)积累,以免干扰源-库关系,抑制物质运输.④代谢(de)协同调控：在细胞色素电子传递途径(de)电子呈饱和状态时,抗氰呼吸就比较活跃,即可以分流电子；而当细胞色素途径受阻时,抗氰呼吸会产生或加强,以保证生命活动继续维持下去.⑤增强抗逆性：抗氰呼吸途径会减少胁迫对植物(de)不利影响.25. 制作绿茶时,为什么要把摘下(de)茶叶立即焙火杀青茶叶中(de)氧化酶主要是多酚氧化酶,加工过程中,多酚氧化酶可将酚类物质氧化成棕红色(de)醌类物质,使茶叶失去绿色.把采下(de)茶叶立即杀青就可以破坏多酚氧化酶(de)活性,保持茶叶(de)绿色.26. 粮食贮藏过程中为什么要降低呼吸速率呼吸速率高会大量消耗有机物；呼吸作用放出(de)水分会使粮堆湿度增大,粮食“出汗”,呼吸作用被进一步增强；呼吸作用放出(de)热量使粮堆温度增高,使呼吸作用增强；高温、高湿(de)环境加速了微生物(de)繁殖,最后导致粮食变质.27. 呼吸跃变与果实成熟(de)关系如何可采取怎样(de)措施延长果实(de)贮藏时间呼吸跃变是果实成熟(de)一个特征,大多数果实成熟是与呼吸跃变相伴随(de),呼吸跃变结束即意味着果实已达成熟.在果实贮藏期间,可以通过降低温度推迟呼吸跃变发生(de)时间.另外,适当减少环境中氧气浓度,增加二氧化碳浓度,降低呼吸跃变发生(de)强度,也可达到延熟、保鲜、防止腐烂(de)目(de).28. 果实成熟时产生呼吸跃变(de)原因是什么①随着果实发育成熟,细胞内线粒体增多,呼吸作用增强.②产生了天然(de)氧化磷酸化解偶联,刺激了呼吸作用(de)增强.③乙烯释放量增加,可提高果皮(de)透气性,呼吸作用增强.④乙烯可能诱导了抗氰呼吸以及其他代谢途径中关键酶基因(de)表达,尤其是水解酶类及合成酶类.29. 测定呼吸速率(de)方法.①小篮子法：在密封(de)广口瓶内盛一定量和一定浓度(de)Ba(OH)2溶液,在瓶塞下悬挂装有待测材料(de)小篮子,材料释放出(de)二氧化碳被碱溶液吸收后,再经过标准溶液标定剩余碱溶液(de)浓度就可计算呼吸作用释放(de)二氧化碳(de)量,进而计算出呼吸速率.②氧电极法.③微量呼吸检压法.30. 呼吸作用(de)影响因素.内部因素：不同植物具有不同(de)呼吸速率；同一植物(de)不同器官或同一器官(de)不同组织,呼吸速率差异较大；同一器官或组织在不同(de)生长过程中,呼吸速率也有着极大(de)变化.外界条件：①温度：温度影响酶(de)活性进而影响呼吸速率；②氧：氧是植物正常呼吸(de)重要因子,氧直接影响呼吸速率和呼吸性质；③二氧化碳：二氧化碳是呼吸作用(de)最终产物,当其浓度增加时,呼吸速率减慢；④机械损伤：机械损伤会显着加快组织(de)呼吸速率.31. 简述呼吸作用与农业生产(de)关系.①在作物栽培上,许多措施都是为保证正常呼吸(de)进行,为作物(de)生长提供充足(de)能量供应,如水稻田里要适时晒田.②其次是粮食贮藏时,要干燥通风、降温,以降低呼吸速率,保证其品质.③在果蔬贮藏方面,注意轻度干燥、降温、降低氧浓度以降低呼吸,也可采用“自体保藏法”抑制呼吸作用,达到延长贮藏时间(de)目(de).④呼吸作用与作物(de)抗病性有密切(de)关系.32.糖酵解、三羧酸循环、戊糖磷酸途径和氧化磷酸化过程发生在细胞(de)哪些部位这些过程相互之间有什么联系①分别发生在细胞(de)胞质溶胶、线粒体、胞质溶胶和质体、线粒体；②糖酵解(de)产物丙酮酸是三羧酸循环(de)原料,糖酵解(de)中间产物葡萄糖-6-磷酸是戊糖磷酸途径(de)原料,三羧酸循环是氧化磷酸化所需能量(de)主要来源.③糖酵解进行到丙酮酸后,在有氧条件下,进入三羧酸循环,进行有氧呼吸.④糖酵解和戊糖磷酸途径(de)产物是三羧酸循环(de)基础,同时糖酵解和戊糖磷酸途径之间形成互补关系.33. 线粒体内膜(de)复合体Ⅰ,复合体Ⅱ,复合体Ⅲ和复合体Ⅳ各有什么结构及功能特点①复合体Ⅰ也称NADH脱氢酶(NADH),由紧密(de)辅因子FMN和几个Fe-S中心组成,其作用是将质子泵到膜间间隙,同时也将点子转移给泛醌(UQ).②复合体Ⅱ又叫琥珀酸脱氢酶,由FAD和三个Fe-S中心组成.它(de)功能是催化琥珀酸氧化为延胡索酸,并把H转移到UQ生成UQH2.此复合体不泵出质子.③复合体Ⅲ又称细胞色素c还原酶,由Cyt c是一个移动载体,其功能是在复合体Ⅲ和Ⅳ之间传递电子,并泵出质子到膜间间隙.④复合体Ⅳ又称细胞色素c氧化酶,含铜,Cyt a和Cyt a3.复合体Ⅳ是末端氧化酶,把Cyt c(de)电子传给O2,激发O2并与质子中(de)Ｈ+结合形成H2O.34. 试比较1mol蔗糖在有氧和无氧条件下生成(de)ATP数目有什么不同有氧条件：60分子ATP（真核生物）、64分子ATP（原核好氧性生物）；无氧条件：4分子ATP；35. 植物细胞(de)呼吸作用是一个耗氧(de)过程,而氧是怎样被利用(de)糖酵解和三羧酸循环所产生(de)NADH+H+不能直接与游离(de)氧分子结合,需要经过电子传递链传递后,才能与氧结合.底物氧化脱氢产生还原型辅酶(NADH、UQH2、FADH2）,还原型辅酶中(de)电子(e)要经过一系列(de)电子传递体传递给分子氧(O2),同时释放能量合成ATP.呼吸电子传递体是按一定(de)顺序排列成行起来(de).在线粒体内膜上,呼吸电子传递体按一定顺序相互衔接,所构成(de)电子传递体系,称为呼吸电子传递链.底物氧化脱下(de)电子不管是否经过呼吸链最终都要传递给分子氧(O2),将底物脱下(de)电子传递给分子氧,并使其还原水.36. 为什么呼吸作用既是一个放能(de)过程又是一个贮能(de)过程呼吸作用指生物体内(de)有机物质,通过氧化还原而产生CO2同时释放能量(de)过程.但是在呼吸作用(de)糖酵解过程中会消耗ATP.因为呼吸作用释放能量(de)速度较慢,而且逐步释放,适合于细胞利用.释放出来(de)能量,一部分转变为热能而散失掉,一部分以ATP(de)形式贮存着.37. 光合磷酸化和氧化磷酸化有什么异同。
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
植物生理学第四章：呼吸作用
➢氧化（电子传递）和磷酸化偶联 ➢解偶联剂：2，4-二硝基酚
植物生理学教研室
植物的呼吸作用
华南农业大学植物生理教研室 植物生理学教研室
植物的呼吸作用
三、线粒体上的末端氧化酶 末端氧化酶是把底物的电子通过传递系统
最后传递给分子氧并形成水或过氧化氢 的酶类。 1、细胞色素氧华化南农酶业大：学植对物生理温教研度室 敏感；对氧气 亲和力强；易受氰化物和CO抑制 2、交替氧化酶 ：抗氰呼吸
植物的呼吸作用
第二篇 植物体内物质和能量的转变
第四章 植物的呼吸作用 第五章 植物体华内南农有业大机学植物物生理的教研代室 谢
（自修） 第六章 植物体内有机物的运输
植物生理学教研室
植物的呼吸作用
第四章 植物的呼吸作用 华南农业大学植物生理教研室 植物生理学教研室
植物的呼吸作用
第一节 呼吸作用的概念、生理意义
➢ 一系列中间产物及酶，与光合作用中卡尔文循 环相同。
植物生理学教研室
植物的呼吸作用
第三节 电子传递与氧化磷酸化
（掌握）
• 生物氧化：有机物质在生物
体内进行氧化，包括消耗氧，
生成CO 和H O，放出能量的 华南农业大学植物生理教研室
2
2
过程。
植物生理学教研室
植物的呼吸作用
一、呼吸链 呼吸链：呼吸代谢中间产物的
植物生理学教研室
植物的呼吸作用
• 呼吸商：又称呼吸系数，简称RQ。 是指在一定时间内，植物组织释 放CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔 数之比。是表示呼吸底物的性质 和氧气供应华南状农业大态学植物的生理一教研室种指标。
• RQ<1 富含氢的脂肪或蛋白质 • RQ=1 糖类 • RQ>1 含氧多的物质，如有机酸
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
植物生理学第四章 植物的呼吸作用07
(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。
糖酵解化学历程 Glu → G6P → F6P → F1,6BP → 3PGA + DHAP
链接动动画画：糖酵解
2. 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。
第一节 呼吸作用的概念、类型和生理意义 第二节 高等植物呼吸代谢的多样性 第三节 呼吸作用的调节 第四节 呼吸作用的生理指标及其影响因素 第五节 植物呼吸作用与农业生产的关系
第一节 呼吸作用的概念、类型与生理意义
一、呼吸作用的概念与类型: 呼吸作用(respiration)是在酶的催化下，氧化
有机物并释放能量的异化作用(disassimilation) 。
动画
Structure organization of the mitochondrion
糖酵解产生的丙酮酸是通过丙酮酸转运 器（pyruvate translocator）输入线粒 体基质的。丙酮酸转运器位于线粒体内 膜，促进丙酮酸和线粒体基质中OH-进行 电中性交换，使丙酮酸进入线粒体基 质。
PPP途径化学历 程（2）
3
PPP途径化学历程（3）
2. 戊糖磷酸途径的特点和生理意义:
植物生理学004 植物的呼吸作用
一、呼吸链的概念和组成
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。
.
2. 氧化磷酸化(oxidative phosphorylation) 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。 它是需氧生物合成ATP的主要途径。电子沿呼 吸链由低电位流向高电位是个逐步释放能量的 过程。
.
ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP
二. 种子的安全贮藏与呼吸作用
油料种子: ＜6％～8％ 淀粉种子: ＜10％～12％
9％～10％ 13％～15％
呼吸极微弱，可以 安全贮藏，称为安 全含水量。
呼吸作用显著增强
粮食贮藏: ➢ 控制进仓种子的含水量，不得超过
安全含水量 ➢ 注意库房的通风 ，增高CO2含量 , 降低O2含量 ➢ 充N 贮藏
ADP+Pi ATP
NADH FMN Fe·S CoQ Cytb 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。
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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。
高等植物无氧呼吸产生酒精（植物的根部淹 水时）或乳酸（如块根和块茎）。反应式如下：
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二、呼吸作用场所的多样性
细胞质是糖酵解和戊糖磷酸途径进行的场所， 线粒体是三羧酸循环和生物氧化进行的场所，乙醛 酸途径是在植物的乙醛酸循环体中进行的。
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四 、 乙 醛 酸 循 环 （ glyoxylic acid cycle, GAC）
乙醛酸途径是在植物的乙醛酸循环体中进行 的，脂肪酸β-氧化产物乙酰CoA与草酰乙酸在 柠檬酸合成酶作用下缩合为柠檬酸开始，柠檬 酸裂解产生乙醛酸和琥珀酸，乙醛酸再与另一 个乙酰CoA缩合形成苹果酸，最后和三羧酸循 环一样合成柠檬酸，是TCA的一个支路。反应 式如下： 2CH3CO-S-CoA+NAD++2H2O → CH2COOH + 2CoASH + NADH + H+
为纪念对这方面工作贡献较大的三位德 国 生 物 化 学 家 ， Embden ， Meyerhof 和 Parnas，又称EMP途径。
以葡萄糖为呼吸底物，糖酵解总反应式如下：
C6H12O6 + 2NAD+ + 2 ADP + 2 Pi 2 CH3COCOOH + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O
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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。
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六、植物体内主要呼吸代谢相互关系示意图
植物体内主要呼实吸用代文档谢相互关系示意图
第三节 呼吸电子传递和氧化磷酸化
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二、三羧酸循环（TCAC） 糖酵解的产物丙酮酸在有氧条件
下进入线粒体逐步氧化分解，形成水和 二氧化碳的过程。总反应方程式如下：
CH3COCOOH +4 NAD++FAD +ADP+Pi+2H2O 3CO2 +ATP +4NADH+4H++FADH2
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克雷布斯 Hans Adolf
Krebs （1900-1981）
第四章 植物的呼吸作用 respiration
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第一节 呼吸作用的概念和场所
呼吸作用一方面为生命活动提供能量， 另一方面是植物代谢的中心，它的中间 产物是各种主要物质之间相互转变的枢 纽。
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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。
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第二节 植物呼吸代谢 生化途径的多样性
1、糖酵解 2、无氧呼吸 3、三羧酸循环 4、戊糖磷酸途径 5、乙醛酸循环 6、乙醇酸循环 7、光呼吸
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一、糖酵解(glycolysis)
糖酵解是指淀粉、葡萄糖或其它六碳糖 在无氧状态下分解成丙酮酸的过程。糖酵解过 程在细胞质内进行。
乳酸发酵：糖酵解的最终产物丙酮酸在乳酸脱 氢酶的催化下还原为乳酸的过程。
酒精发酵：丙酮酸在脱羧酶催化下，脱去CO2 生成乙醛，然后由乙醇脱氢酶催化生成乙醇的 过程。
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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。实用文档
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二、氧化磷酸化
氢或电子沿呼吸链向分子氧传递的 途径中逐步放出能量，将无机磷和ADP 合成ATP。这种伴随着放能氧化作用而 进行的磷酸化称为氧化磷酸化作用
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底物水平磷酸化：底物在氧化的过程中， 因分子内部能量的重新分配而形成一种高能磷 酸化合物，通过酶的作用将其高能磷酸基团转 移到ADP上，生成ATP。
CH2COOH
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油类种子萌发时的脂—糖转化示意图
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五、乙醇酸氧化途径
乙醇酸氧化途径是水稻根系特有的糖降解 途径。它的关键酶乙醇酸氧化酶。水稻一直生 活在供氧不足的淹水条件下，水稻根中的部分 乙酰CoA不进入TCA循环，而是形成乙酸。
然后，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 二氧化碳，并且每次氧化均形成H2O2。
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反应过程
葡萄糖完全氧化时产生的ATP数 ATP的生成数/葡萄糖分子
糖酵解：葡萄糖到丙酮酸（在细胞质中）
葡萄糖的磷酸化作用
-1
6—磷酸果糖的磷酸化作用
-1
2分子1，3—DPGA的脱磷酸作用
+2
2分子磷酸烯醇式丙酮酸的脱磷酸作用
+2
2分子3—磷酸甘油醛氧化时生成的2NADH+H+ +6
(由于往返过程的消耗每分子NADH只能生成2ATP)
李普曼 Fritz Albert
Lipmann （18991986）
英国生物化学家Krebs发现了三羧酸循环，获 1953年诺贝尔医学奖。与他共获1953年诺贝尔奖的 美国生物化学家Lipmann发现了辅酶A和它在调节 新陈代谢中的重要作用。
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1、TCAC的生化途径
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2、TCAC的生理意义
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。
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
（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。
C6H12O6+10NAD+2FAD+4Pi+4ADP+2H2O→ 6CO2+10NADH+4ATP+2FADH2
1mol 葡 萄 糖 完 全 氧 化 时 产 生 的 自 由 能 为 2872kJ，每1molATP水解时，其末端高能键可 释 放 的 能 量 约 为 30.6kJ ， 其 能 量 的 利 用 率 应 为
38×30.6/2872×100%=40.5%。
剩余的60%左右的能量，在有氧呼吸的生物 氧化中以热的形式散失。
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三、呼吸链电子传递链的多样性
1、电子传递主路：这条途径的特点是电子传 递通过了复合体Ⅰ、复合体Ⅲ、复合体Ⅳ。对 鱼藤酮、抗霉素A、氰化物都敏感，每传递一 对电子可泵出6个H+，因此该途径的P/O比是3。
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线粒体的电子传递链位于线粒体的内膜 上，由4种蛋白复合体（protein complex） 组成，内膜上还有1种ATP合成酶复合体。
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叶绿体类囊体膜上的电子传递
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光合电子传递链
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呼吸电子传递链
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复合体Ⅰ含有NAD脱氢酶、FMN和3个
Fe-S蛋白。NAD将电子传到UQ。
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复合体Ⅳ包含细胞色素氧化酶复合物（具有铜 原子的CuA和CuB）、Cyta和Cyta3，把Cytc的电子 传给O2，激态O2与基质中的H+结合，形成H2O。
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此 外， 膜 外面 有 外源 NAD(P)H脱 氢酶 ， 氧化 NAD(P)H，与UQ还原相联系。UQH2也会被位于基 质一侧的交替氧化酶氧化。
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P/O比或ADP/O比是线粒体氧化磷酸化 的重要指标，是指每吸收一个氧原子时，所酯 化的无机磷（Pi）的分子数之比或有几个分子 ADP变成了ATP。
一对电子通过电子传递主链，即从 NADH开始的呼吸链上，可使膜间隙产生6个 质 子 ， 在 正 常 情 况 下 可 合 成 3 个 ATP ， 即 P/O=3。
EMP 及 TCAC 中 形 成 的 NADH 、 NADPH、FADH2不能直接与游离的氧分子结 合，而是将脱下的氢以质子或电子的形式在一 系列的传递体中转移传递，最后由末端氧化酶 将电子传递给分子氧，与氧结合生成水。
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线粒体
叶
绿体
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一、呼吸链
呼吸链(respiratory chain)，就是 呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着线 粒体内膜上一系列有顺序的电子传递体， 传递到分子氧的总轨道。
丙酮酸转化为乙酰CoA（线粒体内）
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
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+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。
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三、磷酸戊糖途径（PPP）
PPP是细胞质中进行的6-磷酸葡萄 糖直接氧化途径，在植物体内普遍存在。 由于磷酸戊糖是该途径的中间产物，故 该途径称为磷酸戊糖途径。其反应方程 式如下：
6 G6P + 12 NADP+ + 7 H2O 6 CO2 + 12 NADPH+ 12 H+ + 5 G6P + Pi