七年级生物 植物的呼吸作用课件

2.呼吸链的组成 组成呼吸链的传递体可分为氢传递体和电子传递体两类。
氢传递体H（H++e），是一些脱氢酶的辅酶或辅基， 主要有NAD、NADP、FMN、FAD、UQ等。
电子传递体，是指细胞色素体系和铁硫蛋白（Fe–S）， 它们只传递电子。
呼吸传递体位于线粒体内膜上，由以下5种蛋白质复合体组成 (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)
三、呼吸作用的生理意义
1. 呼 吸 作 用 提 供 植 物 生 命 活 动 所 需 要 的大部分能量。 2.呼吸代谢的中间产物为其他化合物合 成提供原料。 3.呼吸作用在植物抗病免疫方面也有重 要意义。
四、呼 吸作用的 指 标
• 1 呼吸速率（呼吸强度）植物的单位鲜重、干 重或原生质，在一定时间内所放出的CO2或吸 收O2的数量或气体容积的变化表示。
(2)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。
3.氧化磷酸化作用机制
化学渗透学说(P. Mitchell 1961年)要 点:
(1)呼吸传递体不对称地分布在线粒体内 膜上。
(2)呼吸链的复合体中递氢体有质子泵的 作用,它可以将H+从线粒体内膜的内侧泵至 外侧, 在内膜两侧建立起质子浓度梯度和电 位梯度。
第五节 植物呼吸作用与农业生产
一、呼吸作用和作物栽培 二、呼吸作用与粮油种子贮藏 三、呼吸作用与果实蔬菜贮藏
C6H12O6
2CH3CHOHCOOH+能量
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 逐步氧化分解，直到形成水和CO2为 止，简称TCA循环。又称为柠檬酸环 或Krebs环，
三、三羧酸循环
2.三羧酸循环的化学历程 全程反应共9步。 总反应式为：
2.氧气：氧是植物有氧呼吸的必要条件。无氧呼 吸熄灭点指使无氧呼吸停止时的环境氧气浓度 (10%左右) 。
3. 二氧化碳：二氧化碳是呼吸作用终产物之一, 当环境二氧化碳浓度增高时,呼吸速率下降。
4.水分:水分是植物呼吸作用的必备条件,在一定 范围内，呼吸速率随组织含水量的增加而升高。
5.机械损伤 机械损伤会显著加快植物的呼吸速率, 产生“伤呼吸”。
（3）TCA循环中的5次脱氢过程，氢经过一系列 传放递的体 能的 量传 贮递 存，在最AT后P分与子O2内的。结合形成水，所释
（4） TCA循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他 物质的共同代谢过程。

四、戊糖磷酸途径
1.概念 磷酸戊糖途径(pentose phosphate
pathway）：是指在细胞质内进行的一 种将葡萄糖直接氧化降解的酶促反应过 程 ， 简 称 PPP 。 又 称 已 糖 磷 酸 途 径 (hexose monophosphate pathway)，简 称HMP 。
(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是不可逆的 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、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。
C6H12O6
2C2H5OH+2CO2+能量
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 。
1mol葡萄糖完全氧化时产生的自由能为2870kJ, 1molATP水解末端高能磷酸键可释能量31.8kJ， 36mol的ATP共释放1144.8kJ。
1mol葡萄糖呼吸能量利用率为:
能量利用率(%)=1144.8÷2870×100=39.8%
五、光合作用和呼吸作用的关系
绿 色 植 物 通 过 光 合 作 用 把 CO2 和 H2O转变成有机物质并释放氧气； 同时 也通过呼吸作用把有机物质氧化分解为 CO2和H2O,同时释放出能量供生命活动 利用。可见光合作用和呼吸作用是既相 互对立,又相互依赖,共同存在于统一有机 体中。光合作用和呼吸作用的区别和联 系见表：
(3)由质子动力势梯度推动ADP和Pi合成 ATP。
4.氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂
(1)解偶联剂(uncoupler)指能对呼吸链产 生氧化磷酸化解偶联作用的化学试剂。如2， 4-二硝基苯酚(DNP)。
(2)抑制剂（depressant)不仅抑制ATP的 形成，还同时抑制氧的消耗。如寡霉素。
(3)离子载体抑制剂：它不是H+载体，而 是可能和某些阳离子结合，生成脂溶性的复 合物，并作为这些离子能够穿过内膜，
二、内部因素对呼吸速率的影响
1. 不 同 植 物 种 类 、 代 谢 类 型 、 生 育特性、生理状况,呼吸速率有 所不同。
2.同一植物的不同器官或组织的 呼吸速率也有很大的差异。
三、外部因素对呼吸作用的影响
1.温度：温度通过对呼吸酶活性的影响而改变呼 吸速率。温度对呼吸作用的影响有三基点: 最 低、最适、最高。
2.燃烧是物理过程，呼吸作用是生 理过程，在常温、常压下进行。
二、呼吸作用的多条途径:
酒精发酵
无氧呼吸
糖酵解 乳酸发酵
呼吸作用
糖酵解 三羧酸循环 有氧呼吸
磷酸戊糖途径
末端氧化系统
细交过 胞替氧 色氧化 素化物 氧系氧 化统化 系酶 统系
统
酚抗 氧坏 化血 酶酸 系氧 统化
酶 系 统
乙 醇 酸 氧 化 酶 系 统
第三节 电子传递与氧化磷酸化
一、呼吸链的概念和组成 1.呼吸链的概念 呼 吸 链 (respiratory chain), 是 指 呼吸代谢的中间产物氧化脱下H（H++e） 或电子，沿着一系列按氧化还原电位高 低，有序排列的氢和电子传递体组成的 电子传递途径，传递到分子氧的总轨道。
第三节 电子传递与氧化磷酸化
• 2 呼吸商（呼吸系数）是表示呼吸底物的性质 和氧气供应状态的一种指标。即植物组织在一 定时间内，呼吸作用放出CO2与吸收O2的摩尔 数的比率。
• RQ=放出CO2摩尔数/吸收O2的摩尔数
第二节 植物的呼吸代谢途径
一、糖酵解
1.概念： 糖酵解(glycolysis) 指在细胞质内所发
生的、将淀粉、葡萄糖和其它六碳糖降解为 丙酮酸并释放能量的过程，
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)糖酵解的中间产物和最终产物丙酮酸, 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。
四、戊糖磷酸途径 2.磷酸戊糖途径的化学历程（分为两个阶段） 脱氢反应
(1)葡萄糖氧化阶段 水解反应 脱氢脱羧反应
(2)非氧化阶段 磷酸戊糖途径的总反应式为：
G6P+12NADP++7H2O 6CO2+12NADPH+12H++Pi
3.戊糖磷酸途径的生理意义
(1)PPP是葡萄糖直接氧化过程, 有较高的能量转化效率。 (2)PPP产生大量的NADPH，可做为主要供氢体,为各种合成 反应（如脂肪酸等的合成、硝酸盐和亚硝酸盐的还原、氨的 同化等）提供主要还原力。 (3)PPP产生的中间产物是许多重要有机物质生物合成的原 料。 (4)PPP非氧化分子重排阶段形成的丙糖、 丁糖、 戊糖、 已糖和庚糖的磷酸酯及酶类与光合作用卡尔文循环中间产物 和酶相同,因而戊糖磷酸途径和光合作用可以联系起来,相互 沟通。 (5)PPP在许多植物中普遍存在,特别是在植物感病、受伤 和干旱时,该途径增强，可占全部呼吸50%以上。
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-MeyerhofParnas途径，简称EMP途径。
第二节 植物的呼吸代谢途径
2. 糖酵解的化学历程 糖酵解途径分四个阶段： (1)已糖的活化 (2)果糖–1,6–二磷酸的裂解 (3)丙糖磷酸的氧化和ATP的生成 (4)丙酮酸的生成
植物的呼吸作用
目的要求：
通过本章学习，主要了解呼吸作用及其多 条路线的生理意义、环境因素对呼吸作用的 影响，为作物栽培和农产品采后贮藏保鲜提 供理论基础。
本章重点：
1、呼吸作用的多样性及其意义。
2、EMP、TCAC、PPP途径在细胞中的 定位及其生理意义，抗氰呼吸及其意义。
3、影响呼吸作用的因素及其与农产品采 后贮藏的关系。
第一节
呼吸作用的概念及其生理意义
一、 呼吸作用的概念和类型
呼吸作用(respiration)是氧化有机 物并释放能量的异化作用 disassimilation) 。
呼 吸 作
有氧呼吸(aerobic respiration)指生活细胞
在氧气的参与下，把某些有机物彻底氧化分 解, 形成CO2和H2O，同时释放能量的过程。
三、呼吸链电子传递的多条途径 1.细胞色素氧化酶 2.交替氧化酶（又称抗氰氧化酶） 3.酚氧化酶 4.抗坏血酸氧化酶 5.乙醇酸氧化酶
四、呼吸作用中能量代谢
植物呼吸作用是通过酶促反应把贮存在化 合物中的化学能释放出来,一部分转变为热能散 失,一部分以ATP形式贮存。
1mol葡萄糖经EMP-TCA-呼吸链彻底氧化 后共生成36mol ATP 。
CH3COCOOH+4NAD++FAD+ADP+Pi+2H2O 3CO2+4NADH+4H++FADH2+ATP