(优选)第四章植物呼吸作用的生理生态
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受伤时，也通过旺盛的呼吸，促进伤口愈合，使伤口迅速木 质化或栓质化，以阻止病菌的侵染。
呼吸作用的加强还可以促进具有杀菌作用的绿原酸、咖啡酸 的合成。
4.2 呼吸代谢途径的多样性
植物呼吸代谢具有多种途径，不同植物、同一植物的不同器官或组 织在不同生育时期或不同环境条件下，底物的氧化降解可走不同的路径
乳酸发酵（乳酸菌）C6H12O6→2CH3CHOHCOOH+ΔG0’ ΔG0’=-197KJ·mol-1
无氧呼吸的特点： 1.底物分解不彻底； 2.释放的能量少。
有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。 苹果、香蕉贮藏久了产生的酒味，便是酒精发酵的
结果；胡萝卜、甜菜块根和青贮饲料在储存室也会产生乳 酸等。
缺少丙酮酸羧化酶而含有乳酸脱氢酶（lacticacid dehydrogenase）的组织里，丙酮酸便被NADH还原成乳酸，即乳
酸发酵（lactate fermentation）。
进行的部位：在细胞质中。 乳酸脱氢酶
CH3COCOOH+NADH+H+
乳酸发酵的总反应式如下：
CH3CHOHCOOH+NAD+
EMP：
淀粉（starch）
ATP
ADP
磷酸己糖（Hexose phosphate）
NAD+
ATP
NADH
ADP
磷酸丙糖（Triose phosphate）
ATP
COOCO CH3
ADP
丙酮酸（Pyruvate）
糖酵解中糖的氧化分解所需要的氧是来自组织内的含氧物质 （水分子和被氧化的糖分子），糖酵解途径也称为分子内呼吸 （intramolecular respiration）。 EMP的生理意义：
C6H12O6+2ADP+2Pi
2CH3CHOHCOOH+2ATP+2H2O
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。
NAD+ NADH
丙酮酸
CO2 4.2.1.3 三羧酸循环
乙酰CoA CoASH
进行的部位：细胞线粒体
衬质（mitochondrial stroma）
基因通过酶控制的代谢，调控植物的形态结构和生理功能；在一定 限度内，代谢类型、生理功能和环境条件也调控基因的表达。
4.2.1化学途径的多样性
4.2.1.1 糖酵解
糖酵解（glycolysis）指葡萄糖在无氧条件下被酶降解为丙酮酸，并释 放能量的过程。也称之为EMP途径（Embden,Meyerhof,Parnas）。进行 的部位：细胞质中。
FADH2
草酰乙酸
柠檬酸
柠檬酸循环
3 NAD+
FAD
ATP
ADP + Pi
3 NADH 2CO2
TCA循环的意义和特点： （1）是有氧呼吸产生CO2的主要来源。 当外界环境中的CO2浓度增高时，脱羧反应受抑制，呼
吸速率下降。 （2）形成还原物质NADH+H+,经过电子传递链偶联
ATP的形成。 3.提供物质合成的中间产物。 如丙酮酸可以转变成丙氨酸，草酰乙酸可以转变成天冬
蒸腾作用、光反应等。
（2） 为重要有机物质提供合成原料
呼吸作用的中间产物如
呼吸作用是有机物质代谢的中心。
（3）为代谢活动提供还原力 在呼吸底物降解过程中形成的NADH、NADPH、UQH2等可
为脂肪、蛋白质生物合成、硝酸盐还原等生理过程提供还原力。 （4）增强植物抗病免疫能力
植物受到病菌侵染时，侵染部位呼吸速率急剧升高，以通过 生物体氧化分解有毒物质；
（1） 有氧呼吸
有氧呼吸（aerobic respiration）是指生物细胞利用氧（O2）,将某些 有机物质彻底氧化分解，生成CO2和H2O,并释放能量的过程。
如以葡萄糖作为呼吸底物，则有氧呼吸的总过程可用下列总反应式来 表示： C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+ΔG0’
ΔG0’=-2870KJ·mol-1 ΔG0’表示在pH7下标准自由能的变化。 有氧呼吸的特点： a.底物完全分解（逐步被分解）； b.释放能量多。 在正常情况下，有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式。
（1）提供物质合成的中间产物： 如甘油醛-3-磷酸是合成其他有机物的重要原料；丙酮酸通过
氨基化作用可生成丙氨酸；在有氧条件下，进入三羧酸循环和呼 吸链，被彻底氧化成CO2和H2O；在无氧条件下进行无氧呼吸， 生成酒精或乳酸。
（2）提供部分ATP和NADH 为生活细胞提供部分能量和还原力。
4.2.1.2 无氧呼吸
第四章 植物呼吸作用的生理生态
（优选）第四章植物呼吸作用 的生理生态
药用植物生理生态学----浙江大学宁波理工学院
Βιβλιοθήκη Baidu
4.1 呼吸作用的概念及生理意义
4.1.1 呼吸作用的概念及类型 呼吸作用（respiration）是指生活细胞内的有机物，
在酶的参与下，逐步氧化分解成简单物质，并释放能量 的过程。
依据呼吸过程中是否有氧参与，可将呼吸作用分为 有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。
动物组织中也会进行乳酸发酵。
4.1.2 呼吸作用的生理意义
（1） 为生命活动提供能量。 呼吸作用释放出的能量主要以ATP形式贮存起来，来满足植物体内各种生理
过程。 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。 不需要呼吸直接提供能量的生理过程有：干种子吸胀吸水、离子的被动吸收、
高等植物在无氧条件下，催化丙酮酸形成乙醇或乳酸的全过程。植物在
无氧条件下通常是进行酒精发酵（alcohol fermentation）。
（细胞质）
丙酮酸脱羧酶
CH3COCOOH CH3CHO+NADH+H+
乙醇脱氢酶 CO2+CH3CHO CH3CH2OH+NAD+
C6H12O6+2ADP+2Pi
2C2H5OH+2CO+2ATP+2H2O
（2）无氧呼吸
无氧呼吸（anaerobic respiration）指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，同时释放出部分能量 的过程。
微生物中称为发酵（fermentation） 酒精发酵（酵母菌）
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+ ΔG0’ ΔG0’=-266KJ·mol-1
氨酸等。
4.2.1.4 戊糖磷酸途径
戊糖磷酸途径（Pentose phosphate pathway,PPP）,又 称己糖磷酸途径（hexose monophosphate pathway,HMP）
呼吸作用的加强还可以促进具有杀菌作用的绿原酸、咖啡酸 的合成。
4.2 呼吸代谢途径的多样性
植物呼吸代谢具有多种途径，不同植物、同一植物的不同器官或组 织在不同生育时期或不同环境条件下，底物的氧化降解可走不同的路径
乳酸发酵（乳酸菌）C6H12O6→2CH3CHOHCOOH+ΔG0’ ΔG0’=-197KJ·mol-1
无氧呼吸的特点： 1.底物分解不彻底； 2.释放的能量少。
有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。 苹果、香蕉贮藏久了产生的酒味，便是酒精发酵的
结果；胡萝卜、甜菜块根和青贮饲料在储存室也会产生乳 酸等。
缺少丙酮酸羧化酶而含有乳酸脱氢酶（lacticacid dehydrogenase）的组织里，丙酮酸便被NADH还原成乳酸，即乳
酸发酵（lactate fermentation）。
进行的部位：在细胞质中。 乳酸脱氢酶
CH3COCOOH+NADH+H+
乳酸发酵的总反应式如下：
CH3CHOHCOOH+NAD+
EMP：
淀粉（starch）
ATP
ADP
磷酸己糖（Hexose phosphate）
NAD+
ATP
NADH
ADP
磷酸丙糖（Triose phosphate）
ATP
COOCO CH3
ADP
丙酮酸（Pyruvate）
糖酵解中糖的氧化分解所需要的氧是来自组织内的含氧物质 （水分子和被氧化的糖分子），糖酵解途径也称为分子内呼吸 （intramolecular respiration）。 EMP的生理意义：
C6H12O6+2ADP+2Pi
2CH3CHOHCOOH+2ATP+2H2O
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。
NAD+ NADH
丙酮酸
CO2 4.2.1.3 三羧酸循环
乙酰CoA CoASH
进行的部位：细胞线粒体
衬质（mitochondrial stroma）
基因通过酶控制的代谢，调控植物的形态结构和生理功能；在一定 限度内，代谢类型、生理功能和环境条件也调控基因的表达。
4.2.1化学途径的多样性
4.2.1.1 糖酵解
糖酵解（glycolysis）指葡萄糖在无氧条件下被酶降解为丙酮酸，并释 放能量的过程。也称之为EMP途径（Embden,Meyerhof,Parnas）。进行 的部位：细胞质中。
FADH2
草酰乙酸
柠檬酸
柠檬酸循环
3 NAD+
FAD
ATP
ADP + Pi
3 NADH 2CO2
TCA循环的意义和特点： （1）是有氧呼吸产生CO2的主要来源。 当外界环境中的CO2浓度增高时，脱羧反应受抑制，呼
吸速率下降。 （2）形成还原物质NADH+H+,经过电子传递链偶联
ATP的形成。 3.提供物质合成的中间产物。 如丙酮酸可以转变成丙氨酸，草酰乙酸可以转变成天冬
蒸腾作用、光反应等。
（2） 为重要有机物质提供合成原料
呼吸作用的中间产物如
呼吸作用是有机物质代谢的中心。
（3）为代谢活动提供还原力 在呼吸底物降解过程中形成的NADH、NADPH、UQH2等可
为脂肪、蛋白质生物合成、硝酸盐还原等生理过程提供还原力。 （4）增强植物抗病免疫能力
植物受到病菌侵染时，侵染部位呼吸速率急剧升高，以通过 生物体氧化分解有毒物质；
（1） 有氧呼吸
有氧呼吸（aerobic respiration）是指生物细胞利用氧（O2）,将某些 有机物质彻底氧化分解，生成CO2和H2O,并释放能量的过程。
如以葡萄糖作为呼吸底物，则有氧呼吸的总过程可用下列总反应式来 表示： C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+ΔG0’
ΔG0’=-2870KJ·mol-1 ΔG0’表示在pH7下标准自由能的变化。 有氧呼吸的特点： a.底物完全分解（逐步被分解）； b.释放能量多。 在正常情况下，有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式。
（1）提供物质合成的中间产物： 如甘油醛-3-磷酸是合成其他有机物的重要原料；丙酮酸通过
氨基化作用可生成丙氨酸；在有氧条件下，进入三羧酸循环和呼 吸链，被彻底氧化成CO2和H2O；在无氧条件下进行无氧呼吸， 生成酒精或乳酸。
（2）提供部分ATP和NADH 为生活细胞提供部分能量和还原力。
4.2.1.2 无氧呼吸
第四章 植物呼吸作用的生理生态
（优选）第四章植物呼吸作用 的生理生态
药用植物生理生态学----浙江大学宁波理工学院
Βιβλιοθήκη Baidu
4.1 呼吸作用的概念及生理意义
4.1.1 呼吸作用的概念及类型 呼吸作用（respiration）是指生活细胞内的有机物，
在酶的参与下，逐步氧化分解成简单物质，并释放能量 的过程。
依据呼吸过程中是否有氧参与，可将呼吸作用分为 有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。
动物组织中也会进行乳酸发酵。
4.1.2 呼吸作用的生理意义
（1） 为生命活动提供能量。 呼吸作用释放出的能量主要以ATP形式贮存起来，来满足植物体内各种生理
过程。 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。 不需要呼吸直接提供能量的生理过程有：干种子吸胀吸水、离子的被动吸收、
高等植物在无氧条件下，催化丙酮酸形成乙醇或乳酸的全过程。植物在
无氧条件下通常是进行酒精发酵（alcohol fermentation）。
（细胞质）
丙酮酸脱羧酶
CH3COCOOH CH3CHO+NADH+H+
乙醇脱氢酶 CO2+CH3CHO CH3CH2OH+NAD+
C6H12O6+2ADP+2Pi
2C2H5OH+2CO+2ATP+2H2O
（2）无氧呼吸
无氧呼吸（anaerobic respiration）指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，同时释放出部分能量 的过程。
微生物中称为发酵（fermentation） 酒精发酵（酵母菌）
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+ ΔG0’ ΔG0’=-266KJ·mol-1
氨酸等。
4.2.1.4 戊糖磷酸途径
戊糖磷酸途径（Pentose phosphate pathway,PPP）,又 称己糖磷酸途径（hexose monophosphate pathway,HMP）