植物的呼吸作用(課)課件

1、植物的呼吸作用(課)課件植物的呼吸作用(課)課件第七節(jié) 呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第二節(jié) 呼吸代謝途徑第四節(jié) 呼吸過程中能量的貯存和利用第五節(jié) 呼吸作用的調(diào)節(jié)和控制第三節(jié) 電子傳遞與氧化磷酸化第六節(jié) 呼吸作用的指標及影響因素第一節(jié) 呼吸作用的概念及生理意義第七節(jié) 呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第二節(jié) 呼吸代謝途徑第四節(jié) 一、呼吸作用的概念 呼吸作用（respiration)： 指生活細胞內(nèi)的有機物，在一系列酶的參與下，逐步氧化分解為簡單物質(zhì)，并釋放能量的過程。第一節(jié) 呼吸作用的概念及生理意義一、呼吸作用的概念第一節(jié) 呼吸作用的概念及生理意義C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 能量葡萄糖是植物細

2、胞呼吸最常利用的物質(zhì)。不能準確說明呼吸的真正過程。1、有氧呼吸C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 呼吸作用釋放的CO2中的氧來源于呼吸底物和H2O，所生成的H2O中的的氧來源于空氣中的O2。 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 能量2、無氧呼吸C6H12O6 2CH3COCOOH + 4H 2CH3CHOHCOOH + 能量 既不吸收氧氣也不釋放CO2的呼吸作用是存在的，如產(chǎn)物為乳酸的無氧呼吸。 有氧呼吸是由無氧呼吸進化而來的。C6H12O6

3、 2C2H5OH + 2CO2 + 1.呼吸作用提供植物生命活動所需要的大部分能量 需呼吸作用提供能量的生理過程有：離子的主動吸收、細胞的分裂和分化、有機物的合成、種子萌發(fā)等。 不需要呼吸直接提供能量的生理過程有：干種子的吸脹吸水、離子的被動吸收、蒸騰作用、光反應等。二、呼吸作用的生理意義 1.呼吸作用提供植物生命活動所需要的大部分能量二、呼吸2.呼吸過程為其它化合物合成提供原料PPP：E4-P 莽草酸 Trp IAAEMP：PEPTCA：OAA Asp Met S-腺苷蛋氨酸（SAM） 1-氨基環(huán)丙烷-1羧酸（ACC） 乙烯如：呼吸與植物激素的關(guān)系：2.呼吸過程為其它化合物合成提供原料如：呼

4、吸與植物激素的關(guān)系 3.為代謝活動提供還原力 4.增強植物抗病免疫能力 植物受到病菌侵染或受傷時，呼吸速率升高，分解有毒物質(zhì)或促進傷口愈合。 3.為代謝活動提供還原力 4.增強植物抗病免疫能力（一）呼吸途徑的多樣性第二節(jié) 呼吸代謝途徑1.EMP（糖酵解）：定義、過程、意義2.發(fā)酵作用（無氧呼吸）：定義、過程、意義3.三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）：定義、過程、意義4.磷酸戊糖途徑：定義、過程、意義（一）呼吸途徑的多樣性第二節(jié) 呼吸代謝途徑1.EMP（糖酵 呼吸代謝的多樣性，是植物在長期進化過程中對不斷變化的外界環(huán)境的一種適應性表現(xiàn)。其要點是呼吸代謝（對生理功能）的控制和被控制（E活性）過程。而且認為

5、該過程受到生長發(fā)育和不同環(huán)境條件的影響。（二）意義 呼吸代謝的多樣性，是植物在長期進化過程中對第三節(jié) 電子傳遞與氧化磷酸化1.電子傳遞鏈2.氧化磷酸化3.末端氧化酶第三節(jié) 電子傳遞與氧化磷酸化1.電子傳遞鏈第四節(jié) 呼吸過程中能量的貯存和利用1.貯存能量（主要高能磷酸鍵，其次為硫酯鍵，分解1G生成30個ATP，能量利用效率約33.2%，剩下能量以熱能形式散失。）2.利用能量（33.2%的能量用于各種生命活動，如:礦質(zhì)營養(yǎng)及有機物的吸收和運輸、細胞分類和分化，生長、運動、開花、受精和結(jié)實等。）3.光合作用和呼吸作用的關(guān)系（P141）第四節(jié) 呼吸過程中能量的貯存和利用1.貯存能量（主要高能磷第五節(jié)

6、呼吸作用的調(diào)節(jié)和控制1.巴斯德效應和糖酵解的調(diào)節(jié)2.三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)3.腺苷酸能荷的調(diào)節(jié)第五節(jié) 呼吸作用的調(diào)節(jié)和控制1.巴斯德效應和糖酵解的調(diào)節(jié)第六節(jié) 呼吸作用的指標及影響因素一、呼吸作用的指標 1.呼吸速率（respiratory rate）又稱呼吸強度（ respiratory intensity） 單位時間內(nèi)單位鮮重或干重植物組織釋放的CO2或吸收O2的量。單位有：mg g-1h-1 , mol g-1h-1等。第六節(jié) 呼吸作用的指標及影響因素一、呼吸作用的指標 2.呼吸商（respiratory quotient , R.Q） 又稱呼吸系數(shù)（ respiratory coefficie

7、nt） 指植物組織在一定時間內(nèi)，釋放CO2與吸收O2的數(shù)量比值。 釋放CO2的量 RQ = 吸收O2的量RQ是表示呼吸底物的性質(zhì)和氧氣供應狀態(tài)的一種指標。 2.呼吸商（respiratory quotient 二、呼吸商的影響因素 .呼吸底物的性質(zhì) （）呼吸底物為糖類（）而又完全氧化時，為。C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O RQ = 6CO2 / 6O2= 1二、呼吸商的影響因素 .呼吸底物的性質(zhì)C6H12O6 （2）若呼吸底物是富含氫的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)或脂肪，則呼吸商小于1。 如：油料種子萌發(fā)初期，棕櫚酸先氧化為蔗糖。C16H32O2 + 11O2 C12H22O11 + 4

8、CO2 +5H2O RQ = 4CO2 / 11O2= 0.36 （2）若呼吸底物是富含氫的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)或脂肪，則呼吸 （3）若呼吸底物是富含氧的物質(zhì)，如有機酸，則呼吸商大于1。 如以蘋果酸為例：C4H6O5 + 3O2 4CO2 + 3H2O RQ = 4CO2 / 3O2= 1.33 （3）若呼吸底物是富含氧的物質(zhì)，如有機酸，則呼吸商大于 2.氧氣供應狀態(tài) 若糖類在缺氧情況下進行酒精發(fā)酵，呼吸商大于1，異常的高； 若在呼吸過程中形成不完全氧化的有機酸，呼吸商小于1。如G不完全氧化成蘋果酸：C6H12O6 + 3O2 C4H6O5 + 2CO2 + 3H2O RQ = 2CO2 / 3O2

9、 = 0.67 2.氧氣供應狀態(tài) 若糖類在缺氧情況下三、呼吸速率的影響因素（一）內(nèi)部因素的影響1.不同植物種類，呼吸速率不同。植物種類 呼吸速率（氧氣，鮮重） l g-1 h-1 仙人掌 3.00 蠶豆 96.60 小麥 251.00 細菌 10 000.00三、呼吸速率的影響因素（一）內(nèi)部因素的影響植物種類 2.同一植物的不同器官或組織,呼吸速率不同。植物 器官 呼吸速率（氧氣，鮮重） l g-1 h-1胡蘿卜 根 25 葉 440蘋果 果肉 30 果皮 95大麥 種子(浸泡15h) 胚 715 胚乳 76 2.同一植物的不同器官或組織,呼吸速率不同。植物 1.溫度 溫度主要是影響呼吸酶的活

10、性而影響呼吸速率。 在最低點與最適點之間，呼吸速率隨溫度升高而加快，超過最適點，呼吸速率隨溫度升高而下降。（二）外界條件的影響 1.溫度（二）外界條件的影響植物的呼吸作用(課)課件 呼吸作用最適溫度：是指能長期維持較高呼吸速率的溫度。 呼吸作用最適溫度是25oC35oC，最高溫度是35oC45oC，呼吸作用最低溫度則依植物種類不同有較大差異。 呼吸作用的最適溫度比光合作用的最適溫度高。 呼吸作用最適溫度：是指能長期維持較高呼吸速率的溫度。 巴斯德效應：有氧條件下，酒精發(fā)酵受抑制的現(xiàn)象。 氧濃度在10-20%之間全部是有氧呼吸，當氧濃度低于10%時無氧呼吸出現(xiàn)并逐步增強。 無氧呼吸的消失點：無氧

11、呼吸停止時的最低氧含量（10%左右）。 氧飽和點2.氧氣 巴斯德效應：有氧條件下，酒精發(fā)酵受抑制的現(xiàn)象。2.氧 長時間的無氧呼吸為什么會使植物受到傷害？ 1.無氧呼吸產(chǎn)生酒精，酒精使細胞質(zhì)的蛋白質(zhì)變性； 2.無氧呼吸利用葡萄糖產(chǎn)生的能量很少，植物要維持正常的生理需要就要消耗更多的有機物； 3.沒有丙酮酸氧化過程，正常合成代謝缺乏原料。 長時間的無氧呼吸為什么會使植物受到傷害？ 1.無氧3.二氧化碳 外界二氧化碳濃度增加，呼吸速率會減慢。4.水分 5.機械損傷 機械損傷顯著加快組織的呼吸速率。3.二氧化碳 4.水分 5.機械損傷第七節(jié) 呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 一、種子的呼吸與貯藏 1.種子形成與呼吸

12、 種子形成過程中呼吸速率是逐步升高的，到了灌漿期呼吸速率達到高峰期，此后呼吸速率便逐漸下降。成熟種子的最大呼吸速率與貯藏物質(zhì)最迅速的時期相吻合。第七節(jié) 呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 一、種子的呼吸與貯藏2.種子的安全貯藏與呼吸作用 油料種子的安全含水量是8%- 9%以下 淀粉種子的安全含水量是12%- 14%以下 安全含水量內(nèi)水為束縛水，呼吸E活性降到極限，呼吸極微弱。2.種子的安全貯藏與呼吸作用 油料種子的安全含水量是植物的呼吸作用(課)課件 糧食貯藏需降低呼吸速率的原因： 呼吸速率高，會消耗大量有機物；呼吸放出的水分使糧堆濕度增大，呼吸加強；呼吸放出的熱量使糧溫升高，反過來又增強呼吸：同時高溫高濕微

13、生物迅速繁殖，最后導致糧食變質(zhì)。 糧食貯藏需降低呼吸速率的原因： 種子安全貯藏的條件： 1.曬干：進倉種子的含水量不得超過安全含水量 2.通風和密閉：冬季或晚間開倉，冷風透過糧堆，散熱散濕；梅雨季節(jié)進行全面密閉，以防外界潮濕空氣進入 3.氣體成分控制：適當增加CO2和降低O2含量；或抽出糧倉空氣充入N2種子安全貯藏的條件： 1.曬干：二、果實、塊根、塊莖的呼吸作用與貯藏（一）果實的呼吸作用與貯藏 1.果實的呼吸作用 呼吸躍變（respiratory climacteric): 果實成熟到一定時期，呼吸速率突然升高，最后突然下降的現(xiàn)象。二、果實、塊根、塊莖的呼吸作用與貯藏（一）果實的呼吸作用與貯

14、蘋果、香蕉、梨、番茄檸檬、菠蘿、橙蘋果、香蕉、梨、番茄檸檬、菠蘿、橙 實驗證明：呼吸躍變產(chǎn)生的原因與乙烯的釋放密切相關(guān)，且依賴于抗氰呼吸。 2.果實貯藏的條件： （1）降低溫度，推遲呼吸躍變產(chǎn)生的時間 如荔枝0-1oC只能貯存10-20天，而低溫速凍可保存6-8個月。香蕉貯藏的最適溫度11-14oC，蘋果4oC。 實驗證明：呼吸躍變產(chǎn)生的原因與乙烯的釋放密切相關(guān)， （2）增加環(huán)境中CO2和N2濃度，降低O2濃度，降低呼吸躍變產(chǎn)生的強度（二）塊根、塊莖的呼吸作用與貯藏 塊根、塊莖在貯藏期間處于休眠狀態(tài)。 貯藏條件： （1）溫度：甘薯塊根安全貯藏溫度為10-14oC，馬鈴薯2-3oC。 （2）氣體

15、成分：自體保藏法 （3）適當提高環(huán)境濕度，有利于保鮮 （2）增加環(huán)境中CO2和N2濃度，降低O2濃度，降低三、呼吸作用與作物栽培 1.許多栽培措施是為了保證呼吸作用的正常進行如早稻浸種催芽時，用溫水淋種和時常翻種；水稻的露、曬田，作物的中耕松土等。 2.作物栽培中的許多生理障礙與呼吸直接相關(guān)三、呼吸作用與作物栽培 1.許多栽培措施是為 如：澇害淹死植株，是因為無氧呼吸過久累積酒精而引起中毒； 干旱和缺鉀使作物的氧化磷酸化解偶聯(lián)，導致生長不良甚至死亡； 低溫導致爛秧，是因為低溫破壞線粒體的結(jié)構(gòu)，呼吸“空轉(zhuǎn)”，能量缺乏，引起代謝紊亂。 如：澇害淹死植株，是因為無氧呼吸過久累積酒精而習題名詞解釋末端氧化酶 交替氧化酶等