《呼吸作用》课件
86页1、第八章 植物的呼吸代谢及能量转换,吕晓梅,教学要求 要求学生掌握呼吸作用的概念和生理作用,植物呼吸代谢的多样性及其意义,了解呼吸知识在果蔬保鲜,种子贮藏和栽培方面的应用。,第一节 呼吸作用的概念 Concept of Respiration 第二节 植物的呼吸代谢途径 Respiratory Metabolism 第三节 呼吸代谢的调控 Control of respiration 第四节 呼吸作用的指标 及影响植物呼吸的因素 Effect of respiration,第一节 呼吸作用的概念和生理意义,呼吸是生物氧化过程,是生物体将光合产物通过有控制的步骤逐步氧化为H2O和CO2的过程。,呼吸作用(呼吸代谢)植物的呼吸代谢是指植物以碳水化合物为底物,经过呼吸代谢途径降解,产生各种中间产物和能量,供给其他生命活动过程之需要。,是提供生物体各种生命活动所需的能量,是提供合成其他有机物所需的原料,呼吸作用的生理意义,植物抗病免疫方面有着重要作用,C6H12O66O26H2O 6CO212H2O,常用的方程式,光合作用的逆过程,植物呼吸代谢途径,呼吸代谢过程包括底物的降解(底物氧化)和能量产
2、生(末端氧化)。,有氧呼吸 是指呼吸底物在有氧条件下,被彻底氧化降解为H2O和CO2并产生大量能量(ATP)的过程;,无氧呼吸 是在无氧或缺氧的条件下,呼吸底物被部分氧化分解(不被彻底氧化为H2O和CO2)并只有较少能量产生的过程,高等植物进行无氧呼吸时产生乳酸或乙醇。,有氧呼吸和无氧呼吸,第二节 植物呼吸代谢途径,一 底物氧化途径 二 电子传递链和氧化磷酸化,一 底物氧化途径,1 淀粉和蔗糖的降解 2 糖酵解途径 3 三羧酸循环 4 磷酸戊糖途径,1 淀粉和蔗糖的降解,植物最重要的储藏多糖。 淀粉降解可通过淀粉磷酸化分解和淀粉水解。,淀粉的降解,淀粉,葡萄糖,叶绿体/淀粉体,水解 -淀粉酶,-淀粉酶 酸解 淀粉磷酸解酶 R酶,D酶,蔗糖,葡萄糖/果糖,糖酵解途径,细胞质,蔗糖合酶(sucrose synthase) 蔗糖酶/转化酶(invertase),蔗糖的降解,(EMP途径)己糖经过一系列无氧的氧化过程而分解成为丙酮酸的代谢途径(在细胞质中进行)。,葡萄糖 2NAD+ + 2ADP + 2H2PO4- 2丙酮酸 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O,2 糖酵解途径(
3、EMP途径),1 可能是生物进化出光合放氧之前,产生能量的主要方式,最古老的呼吸途径。 2 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。 3 通过糖酵解,可获得生命活动所需的部分能量。 4 糖酵解途径中,除了由己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶等所催化的反应以外,多数反应均可逆转,这就为糖异生作用提供了基本途径。,糖酵解产生的丙酮酸通过丙酮酸转运器输入线粒体基质。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。,植物线粒体 圆柱体和椭球体,一个植物细胞含有大约数百个线粒体。,3 三羧酸循环,脱H (1)(4)(6)(8)(10),o,A,C,H,2,C,H,2,C,O,O,H,G,D,P,+,P,i,G,T,P,C,o,A,S,H,H,2 O,C,H,2,C,O,O,H,C,H,2,C,O,O,H,F,A,D,H,2,F,A,D,C,H,C,O,O,H,C,H,C,O,O,H,H,O,C,C,O,O,H,C,H,2,C,O,O,H,H,+,N,A,D,+,C,O,2,+,+,C,o,A,S,H,H 2 O,C,o,A
4、,S,H,C,O,2,丙酮酸,乙酰 CoA,(2),(1),(7),(8),(9),(10),(5),(6),(3),(4),柠檬酸,异柠檬酸,草酰琥珀酸,-酮戊二酸,琥珀酰 CoA,琥珀酸,延胡索酸,L-苹果酸,草酰乙酸,H O,2,(1) 丙酮酸脱氢酶复合体 (2) 柠檬酸合成酶 (3) 顺乌头酸酶 (4)(5)异柠檬酸脱氢酶 (6) -酮戊二酸脱氢酶复合体 (7) 琥珀酸硫激酶 (8) 琥珀酸脱氢酶 (9) 延胡索酸酶 (10)L-苹果酸脱氢酶,三羧酸循环,4NADH+H+ 1FADH2 1ATP(GTP),脱羧 3 CO2,1 由琥珀酰辅酶A合成酶催化的从琥珀酰辅酶A转化为琥珀酸的反应,在植物中是生成ATP,而在动物中生成的是GTP。,植物三羧酸循环特点,2 线粒体中普遍存在NAD+苹果酸酶,它催化苹果酸的氧化脱羧反应。 NAD+苹果酸酶的存在使植物可以在缺少丙酮酸的情况下,完全氧化有机酸,例如苹果酸、柠檬酸等。这可能也是为什么在许多植物的液泡中储存许多苹果酸的原因。,(糖酵解)PEP 苹果酸 (线粒体)丙酮酸,在细胞质中进行; 主要中间产物是五碳糖。,4 磷酸戊糖途径,产生N
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