Chapter5PlantRespiration

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Chapter 5 Plant Respiration,1,1 呼吸作用的概念和生理意义,呼吸作用的概念(略),呼吸作用的生理意义,提供能量,提供原料（中间产物）,增强抗逆性,2,2植物呼吸代谢的途径,植物呼吸代谢途径有：糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径和乙醛酸循环,一 糖酵解,二TCA cycle / citric acid cycle,三戊糖磷酸途径,3,四乙醛酸循环,部位：乙醛酸循环体（一种过氧化物体）,底物：乙酰,CoA,过程,蔗糖,乙酰CoA,乙酰CoA,柠檬酸,异柠檬酸,草酰乙酸,延胡索酸,琥珀酸,苹果酸,乙醛酸,CoASH+H,+,糖异生,异柠檬酸裂解酶,4,反应式：,2,乙酰,CoA+NAD,+,+2H2O,琥珀酸,2CoASH+NADH+H,+,意义：仅存在于植物中，与富含脂肪的种子在萌发时将脂肪转化为糖有关。,5,3 植物呼吸代谢的多样性,表现为呼吸代谢途径的多样性、末端氧化酶的多样性和电子传递链的多样性。,一 代谢途径的多样性,二 末端氧化酶的多样性,末端氧化酶：位于呼吸电子传递链的末端，并与氧还原为水相偶联的酶。,细胞色素氧化酶 cytochrome oxidase,含Cu 与Fe,作用是将cyta3的电子交给O2，使之活化并与质子结合形成水。,部位：线粒体，在植物中普遍存在，占氧消耗的4/5。,6,交替氧化酶(alternate oxidase),部位：线粒体。,NADH复合体ICoQ O2,由于越过了复合体III和IV，因此该酶和电子传递途径不受氰 化物抑制，又称为抗氰氧化酶，其P/O比为1。,作用：与植物授精、种子萌发时温度升高有关(又称放热呼吸)。,酚氧化酶,分为单酚氧化酶和多酚氧化酶。多酚氧化酶含Cu。,该酶存在于质体和微体中，而底物存在于液泡中，只有当组织受伤或衰老时，细胞结构解体，二者发生反应，将酚氧化为棕禢色的醌。(醌对微生物有毒，防感染),利用该性质可用于制茶。,交替氧化酶,7,乙醇酸氧化酶,存在于过氧化物体中，将乙醇酸氧化为乙醛酸，参与C2循环。,黄素氧化酶,存在于乙醛酸体中，参与脂肪酸的氧化分解。,抗坏血酸酶,存在于细胞液和细胞壁中，催化抗坏血酸氧化为脱氢抗坏血酸，在氧化还原系统中起重要作用：,AH,2,NADP,+,2GSH,脱氢抗坏血酸,H,2,O,A NADPH GSSG,抗坏血酸,1/2O,2,8,几种末端氧化酶特性的比较,酶,辅基,定位,与O,2,的亲合力,与ATP的偶联,CN的抑制,CO的抑制,细胞色素氧化酶,Hemo Fe,Cu,线粒体,极高,3,+,+,交替氧化酶,非hemo Fe,线粒体,高,1,_,-,酚氧化酶,Cu,质体微体,中,0,+,+,抗坏血酸氧化酶,Cu,细胞液,低,0,+,-,乙醛酸氧化酶,FMN,过氧化体,低,0,-,-,9,植物体之所以需多种末端氧化酶，是与它适应不同的环境所分不开的。,温度：黄素氧化酶对温度不敏感，故低温对它无影响，而细胞色素氧化酶对低温敏感。如：柑橘：果实未成熟时气温高，以细胞色素氧化酶为主；果实成熟时气温低，以黄酶为主。,氧气：细胞色素氧化酶对氧亲合力强，故分布在水果内层；酚氧化酶和黄酶对氧亲合力弱，故分布在水果外层。,10,4 影响呼吸作用的因素,一呼吸作用的指标,呼吸速率respiratory rate: 指植物材料单位鲜重、干重或原生质在单位时间内所释放CO,2,的量Q,CO,2,或O,2,的量Q,O,2,。,11,呼吸商respiratory quotient(RQ): 植物组织在一定时间内放出的CO2的量与吸收O2的量的比值。,RQ,Q,CO,2,/ Q,O,2,RQ,可以反应底物的性质：,碳水化合物彻底氧化分解，,RQ,1,C,6,H,12,O,6,6O,2,6H,2,O+6CO,2,脂肪、脂肪酸、蛋白质等氧化时，,RQ,1,棕榈酸：,C,16,H,32,O,2,+23O,2,16CO,2,+16H,2,O,富含氧的有机酸氧化时，,RQ,1,苹果酸：,C,4,H,6,O,5,+3O,2,4CO,2,+3H,2,O,RQ,还可以反映氧的供应状态，缺氧进行酵解时,RQ,1,12,二内部因素对呼吸速率的影响,生长快的植物、器官、组织呼吸速率快。,三外界条件对呼吸速率的影响,氧气：,放出的二氧化碳量,氧浓度,无氧呼吸,有氧呼吸,氧饱和点,无氧呼吸消失点,呼吸作用放出的CO2量,消失点,饱和点,一般植物的氧饱和点为大气氧浓度21%。,小麦、水稻幼苗的消失点为18%，苹果果实为10%。,13,CO,2,CO,2,对呼吸作用具有抑制作用，但只有在CO2浓度远远超过大气CO,2,浓度时（110%），才起抑制作用。,因此作物须中耕松土，促进气体交换。,温度,呼吸作用的最适温度为,2535,，最低,10,左右，最高,3545,左右。,温度系数：温度每升高,10,，所引起的反应速度的变化。,(t+10),时的反应速度,Q10,t,时的反应速度,14,机械损伤,损伤明显促进组织的呼吸，因为：,原来的氧化酶与底物在结构上 隔离的，损伤使区域化作用破坏，引起底物的氧化。,损伤增加了底物与酶的接触，使更接近，加速氧化。,损伤使一些组织变为分生组织以修复损伤，使代谢加强。,病原菌入侵,感菌后植物,HMP,途径加强，同时抗氰呼吸加强。,15,例题,1. 水果贮藏保鲜时，降低呼吸的环境条件是:,A. 低氧、高二氧化碳、零上低温,B. 低二氧化碳、高氧、零下低温 C. 无氧、高二氧化碳、零上低温,D. 低氧、无二氧化碳、零下低温,16,2. 在适宜的温光条件下，在同时盛有水生动物和水生植物的养鱼缸内，当处于下列哪种情况时，整个鱼缸的物质代谢恰好处于相对平衡,。,A.动物的呼吸交换等于植物的光合作用的交换,B.动物吸收的氧等于光合作用释放的氧,C.动植物的二氧化碳的输出等于植物光合作用二氧化碳的吸收,17,3. 在呼吸作用的末端氧化酶中，与氧亲和力最强的是,A.抗坏血酸化酶 B.多酚氧化酶,C.细胞色素氧化酶 D. 交替氧化酶,4. 呼吸链中的细胞色素靠元素,化合价的变化来传递电子。,AMo BFe CMn DCu,18,