《植物的呼吸作用》PPT课件.ppt
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1、光合作用,如何提高植物光合利用率?,光合作用的过程,碳同化的途径,农民刚收获的稻谷由于阴雨天气没有及时晒干会出现什么现象?新疆的哈密瓜为什么特别甜?,任务四 植物的呼吸作用,一、呼吸作用的概念及意义(一)概念及类型,有氧呼吸特点:a 有O2的参与 b 彻底分解有机物质 c 释放大量能量,一部分储存在ATP和NADH(NADOH)分子中,一部分以热的形式放出,维持植物体温。d 分解产物为CO2和H2O无氧呼吸的特点:a 无O2的参与 b 不能彻底的分解有机物质 c 只释放少量能量 d 分解产物为酒精、CO2或乳酸高等植物的呼吸类型主要是有氧呼吸,但仍保留着无氧呼吸的能力。,(二)呼吸作用的生理意
2、义,为生命活动提供能量呼吸氧化有机物,将其中的化学能以ATP形式贮存起来。当ATP分解时,释放能量以满足各种生理过程的需要。呼吸放热可提高植物体温,有利种子萌发、开花传粉受精等。2.中间产物为有机物合成提供原料呼吸产生许多中间产物(丙酮酸等),其中有些十分活跃,是进一步合成其他有机物的物质基础。3.增强植物的抗病能力 呼吸作用氧化分解病原微生物分泌的毒素,以消除其毒害。植物受伤或受到病菌侵染时,通过旺盛的呼吸,促进伤口愈合,加速木质化或栓质化,以减少病菌的侵染。,图4-1 呼吸作用的主要功能示意图,(三)呼吸作用的场所,呼吸场所:细胞质基质和线粒体 线粒体是呼吸作用的主要场所,也是细胞的能量供
3、应中心。,二、呼吸代谢的生化途径,(一)糖酵解(EMP):己糖产生丙酮酸 1940年得到阐明。为纪念在研究这一途径的三位生化学家:G.Embden,O.Meyerhof和J.K.Parnas,把糖酵解途径简称EMP途径,1、糖酵解:是指淀粉、蔗糖、葡萄糖或其它六碳糖在无氧条件下分解成丙酮酸的过程,亦称EMP途径,在细胞质中进行。2、糖酵解途径:,淀粉 G1P,蔗糖 葡萄糖,G6P,ATP ADP,F6P,FBP,ATP ADP,DHAPPGAld,NAD+NADH+H+,DPGA,PGA,ATP ADP,2PG,PEP,丙酮酸,ATP ADP,总反应式为:C6H12O6+2NAD+2ADP+2
4、Pi 2丙酮酸+2ATP+2NADH+H+2H2O,3、糖酵解的生理意义,存在于所有生物体中包括原核生物和真核生物。可能是生物进化出光合放氧之前,产生能量的主要方式,是最古老的呼吸途径。产物丙酮酸的化学性质活跃,可以通过多种代谢途径,生成不同的物质。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。,图5-3 丙酮酸在呼吸代谢和物质转化中的作用,(二)发酵作用,1、酒精发酵:糖酵解生成的丙酮酸在丙酮酸脱羧酶作用下脱羧生成乙醛。再在乙醇脱氢酶的作用下,接受糖酵解中产生的NADHH+的氢,乙醛被还原为乙醇。酵母菌的酒精发酵是酿酒工业中的主要生物化
5、学过程。厌氧下每分子葡萄糖经酒精发酵后产生2分子乙醇、2分子CO2和2分子ATP。C6H12O6+2ADP+2H3PO4 酶 2C2H5OH+2CO2+2ATP+2H2O,2、乳酸发酵:在含有乳酸脱氢酶的组织里,丙酮酸便被NADH还原为乳酸。CH3COCOOHNADHH+乳酸脱氢酶 CH3CHOHCOOHNAD+每分子葡萄糖经乳酸发酵产生2分子乳酸和2分子ATP。C6H12O6 酶 2CH3CHOHCOOH+2ATP+2H2O 许多细菌能利用葡萄糖产生乳酸,产生乳酸的这类细菌通常称为乳酸菌。,(三)TCA循环,糖酵解产物丙酮酸,在有氧条件下进入线粒体,经过一系列的代谢反应,逐步脱羧、脱氢,彻底
6、氧化分解,最终形成二氧化碳和水的过程,称为TCA循环。,三羧酸循环,细胞质,线粒体,脱氢,脱羧,脱氢,(四)戊糖磷酸途径(PPP或HMP),-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。20世纪50年代初发现向植物组织匀浆中加入糖酵解抑制剂(碘代乙酸和氟化物等),不能完全抑制呼吸。此后便发现了PPP途径.又称己糖磷酸途径(HMP)或己糖磷酸支路。,PPP在许多植物中普遍存在,特别是在植物感病、受伤、干旱时,该途径可占全部呼吸的50%以上。,(五)电子传递与氧化磷酸化,电子传递:TCA循环脱出的H,必须通过电子或者H传递体的传递,才能与O2结合。电子或者H传递体与O2
7、传递体之间产生电位。,氧化磷酸化:NADH脱下电子,经电子传递链传递给分子氧生成水,同时偶联ADP与Pi合成ATP的过程。,三、光合作用与呼吸作用的关系,光合作用与呼吸作用之间的关系,四、呼吸作用的影响因素,(一)呼吸作用的生理指标,1、呼吸速率,单位重量的植物在单位时间内吸收的O2或释放的CO2量。单位:O2或CO2mggh,2、呼吸商,植物呼吸时释放的CO2与吸收的O2量的比值。,呼吸商,释放的CO2(mol),吸收的O2(mol),呼吸底物种类不同,呼吸商也不同。1、以葡萄糖作为呼吸底物,且完全氧化时,呼吸商是1 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O RQ=6/6=1.0 2、以脂
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