第四章 植物的呼吸作用

第四章呼吸作用一、名词解释1、呼吸作用：生物体内的有机物质通过氧化还原而产生CO2，同时释放能量的过程。

2、有氧呼吸：指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成水，同时释放能量的过程。

3、三羧酸循环：丙酮酸在有氧条件下由细胞质进入线粒体逐步氧化分解，最终生成水和二氧化碳。

4、生物氧化：指有机物质在生物体内进行氧化分解，生成CO2和H2O，放出能量的过程。

5、呼吸链：呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到氧分子的总轨道。

6、氧化磷酸化：在生物氧化过程中，电子经过线粒体的呼吸链传递给氧（形成水分子），同时使ADP被磷酸化为ATP的过程。

7、呼吸商：又称呼吸系数。

是指在一定时间内，植物组织释放CO2的摩尔数与吸收氧的摩尔数之比。

8.糖酵解：胞质溶胶中的己糖在无氧或有氧状态下分解成丙酮酸的过程。

二、填空题1、呼吸作用的糖的分解代谢途径中，糖酵解和戊糖磷酸途径在细胞质中进行；三羧酸循环途径在线粒体中进行。

三羧酸循环是英国生物化学家Krebs 首先发现的。

2、早稻浸种催芽时，用温水淋种和时常翻种，其目的就是使呼吸作用正常进行。

当植物组织受伤时，其呼吸速率加快。

春天如果温度过低，就会导致秧苗发烂，这是因为低温破坏了线粒体的结构，呼吸“空转”，缺乏能量，引起代谢紊乱的缘故。

3.呼吸链的最终电子受体是O2氧化磷酸化与电子传递链结偶联，将影响_ ATP _的产生。

4.糖酵解是在细胞细胞基质中进行的，它是有氧呼吸和无氧呼吸呼吸的共同途径。

5.氧化磷酸化的进行与ATP合酶密切相关，氧化磷酸化与电子传递链解偶联将影响__ ATP__的产生。

6.植物呼吸过程中，EMP的酶系位于细胞的细胞基质部分，TCA的酶系位于线粒体的线粒体基质部位，呼吸链的酶系位于线粒体的嵴部位。

7. 一分子葡萄糖经有氧呼吸彻底氧化，可净产生__38__分子ATP，•需要经过__6_底物水平的磷酸化。

第四章植物的呼吸作用一、名词解释。

1、呼吸作用：是植物代谢的中心，是一切生物细胞的共同特征，是将体内的物质不断分解，并释放能量以供给各种生理活动的需要，属于新陈代谢的异化作用方面，包括有氧呼吸和无氧呼吸。

2、有氧呼吸：生活细胞在O2的参与下，把某些有机物彻底氧化分解，放出CO2并形成H2O，同时释放能量的过程。

3、无氧呼吸：在无氧的条件下，细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化物，同时释放能量的过程。

4、P/O比：在以某一底物作为呼吸底物时，每利用一个氧原子、或每对电子通过呼吸链传递给氧所酯化无机磷的分子数，或每消耗一个氧原子有几个ADP被酯化呈A TP。

它是线粒体氧化磷酸化活力的一个重要指标。

5、氧化磷酸化：电子经过线粒体的电子传递链传递给氧的过程中，伴随A TP合酶催化，使ADP和磷酸合成A TP的过程。

6、能荷：说明腺苷酸系统的能量状态，是ATP-ADP-AMP系统中可利用的高能磷酸键的度量。

细胞中的腺苷酸的总量是恒定的，若腺苷酸全部为ATP，则能荷为1.0，细胞充满能量；若腺苷酸全部为ADP，则能荷为0.5；若腺苷酸全部为AMP，则能荷为0，细胞能量完全被放出。

7、能荷调节：通过调节能荷维持细胞内ATP、ADP、AMP三者间的动态平衡。

8、末端氧化酶：指处于生物氧化还原电子传递系统的最末端，最终把电子传递到分子氧并形成水或过氧化氢的酶。

9、巴斯德效应：氧可以降低糖类的分解代谢和减少糖酵解产物的积累，即氧对发酵作用的抑制现象称为巴斯德效应。

10、底物水平磷酸化：由底物的分子磷酸直接转到ADP，最后形成ATP的过程称为底物水平磷酸化。

11、抗氰呼吸：在氰化物存在的条件下，某些植物呼吸不受抑制，把这种呼吸称为抗氰呼吸。

抗氰呼吸电子传递途径在某些条件下与正常的NADH电子传递途径交替进行，因此又称为交替途径。

12、呼吸速率：也称为呼吸强度，是衡量呼吸强弱的生理指标，通常用单位时间内单位鲜重或干重植物组织或原生质释放的CO2的体积或所吸收的O2的体积或有机物质的消耗量来表示。

第4章植物的呼吸作用基本内容：4 .1 . 呼吸作用的概念及其生理意义呼吸作用是生活细胞在一系列酶的催化下，把作为呼吸底物的有机物进行氧化分解并释放能量的过程。

呼吸作用按照其需氧情况，可分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。

在正常情况下，有氧呼吸是植物进行呼吸的主要形式，但至今仍保留着无氧呼吸的能力，在缺氧条件下，植物可以进行短暂的无氧呼吸。

呼吸作用是高等植物的重要生理功能。

呼吸作用停止，就意味着生物体的死亡。

1.呼吸作用将植物体内的有机物质不断氧化分解，并将释放出的能量通过氧化磷酸化作用转换成ATP，供植物体内其它生理活动所需要；2.呼吸代谢的许多中间产物是植物体内氨基酸、蛋白质、脂肪、激素、次生代谢物质合成的原料。

所以，呼吸作用是植物体内物质代谢与能量代谢的中心。

3.呼吸作用可以增强植物的抗病能力。

4.提供还原力(NADH 、NADPH)，用于物质合成过程等。

4. 2 呼吸代谢多条途径呼吸作用通过多条途径控制其他生理过程的运转，同时，呼吸作用本身又受到基因和环境因素的调控。

呼吸代谢的多样性是植物长期进化过程中形成的一种对多变环境的适应性表现。

呼吸代谢多条路线理论的内容包括三个多样性：1.呼吸化学途径的多样性包括有EMT`、PPP、TCA、GAC等。

EMP-TCA循环是植物体内有机物质氧化分解的重要途径，而PPP途径和抗氰呼吸在植物呼吸代谢中也占有重要地位。

在植物衰老时，PPP会加强，植物感病时、跃变型果实抗氰呼吸会加强。

有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径是糖酵解。

2 呼吸链电子传递途径多样性，包括主链细胞色素系统、抗氰支路等。

3 呼吸作用末端氧化系统多样性，包括细胞色素氧化酶、抗氰氧化酶、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、乙醇酸氧化酶。

植物依赖于呼吸代谢多样性，适应于复杂、多变的环境条件。

4. 3 电子传递与氧化磷酸化呼吸链传递体可以把代谢物脱下的电子有序地传递给氧生成水。

呼吸传递体有两大类：氢传递体(NAD、FMN、FAD、UQ)和电子传递体(细胞色素系统、铁硫蛋白)。

《植物生理学习题集》第四章植物的呼吸作用Ⅰ教学大纲基本要求和知识要点一、教学大纲基本要求了解呼吸作用的概念及其生理意义；了解线粒体的结构和功能；熟悉糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸循环等呼吸代谢的生化途径；熟悉呼吸链的概念、组成、电子传递多条途径和末端氧化系统的多样性；了解氧化磷酸化、呼吸作用中的能量代谢和呼吸代谢的调控；了解呼吸作用的生理指标及其影响因素；掌握测定呼吸速率的基本方法；了解种子、果实、块根、块茎等器官的呼吸特点和这些器官贮藏保鲜的关系，了解呼吸作用和光合作用的关系。

二、知识要点呼吸作用是一切生活细胞的基本特征。

呼吸作用是将植物体内的物质不断分解的过程，是新陈代谢的异化作用。

呼吸作用为植物体的生命活动提供了所需的能量，其中间产物又能转变为其他重要的有机物（蛋白质、核酸、脂肪等），所以呼吸作用就成为植物体内代谢的中心。

按照需氧状况将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。

在正常情况下，有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式，在缺氧条件下，植物进行无氧呼吸。

从进化的观点看，有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。

高等植物的呼吸主要是有氧呼吸，但仍保留无氧呼吸的能力。

高等植物的呼吸生化途径、电子传递途径和末端氧化系统具有多样性。

呼吸代谢的多样性是植物在长期进化中形成的对多变环境适应的一种表现。

EMP-TCA- 细胞色素系统是植物体内有机物质氧化分解的主要途径，而PPP 、GAC 途径和抗氰呼吸在植物呼吸代谢中也占有重要地位。

呼吸底物的彻底氧化包括CO 2 的释放与H 2 O 的产生，以及将底物中的能量转换成ATP 。

EMP-TCA 途径只有CO 2 的释放，没有H 2 O 的形成，绝大部分能量还贮存在NADH 和FADH 2 中。

这些物质所含的氢不能被大气中的氧所氧化，而是要经过一系列可进行迅速氧化还原的呼吸传递体的传递之后，才能与分子氧结合生成水。

而作为生物体内“能量货币”的ATP 就是在与电子传递相偶联的磷酸化过程中大量形成。

第四章植物呼吸作用一、名词解释（写出下列名词的英文并解释）糖酵解三羧酸循环戊糖磷酸途径呼吸链P/O比巴斯德效应呼吸速率末端氧化酶细胞色素氧化酶交替氧化酶能荷能荷调节生物氧化氧化磷酸化抗氰呼吸生长呼吸维持呼吸呼吸商温度系数安全含水量呼吸跃变二、填空题11植物正常呼吸时，主要的呼吸底物是；但在持续饥饿条件下，它将动用用于呼吸代谢。

22有氧呼吸可分成、和三个阶段。

33催化EMP的酶系分布在内，催化TCA循环的酶系分布在内，催化PPP的酶系分布在内。

44糖酵解的最终产物是，在有氧条件下，它进入彻底氧化分解；在转氨酶作用下则可生成。

55高等植物的无氧呼吸随环境中O2的增加而，当无氧呼吸停止时，这时环境中的O2浓度称为 exhausting point（熄灭点）。

66高等植物如果较长时间进行无氧呼吸，由于的过度消耗，供应不足，加上的积累，因而对植物是不利的。

77高等植物的某些部位（或时期）在正常情况下也局部进行无氧呼吸，例如和。

88种子从吸胀到萌发阶段，由于种皮尚未突破，此时以呼吸为主，RQ值，而从萌发到胚部真叶长出，此时转为以呼吸为主，淀粉类种子RQ 1，油料和蛋白质种子RQ 1。

99高等植物在正常呼吸时，主要脱氢酶的辅酶是，是终的电子受体是。

1010糖酵解过程的氢受体是，磷酸戊糖途径的氢受体则是，因此二者的比例在代谢调节中起着一定的作用。

1111催化PPP的酶系分布在，催化EMP的酶系分布在，催化TCA环酶系分布在，而电子传递的部位是在。

1212糖代谢是通过中间产物和与脂肪代谢相联系的。

1313芳香族氨基酸的合成，需要由PPP与EMP途径分别提供中间产物E-4-P（赤藓糖-4-磷酸）和PEP 作为其碳架。

1414在磷酸戊糖途径的中间产物中，5-磷酸核糖是合成核酸的原料，E-4-P 可与糖酵解中的PEP 形成莽草酸。

1515糖代谢通过其中间产物、和与氨结合成相应的氨基酸与氮代谢相联系。

1616糖代谢的多种中间产物可用于其他物质的合成，例如：与可用于合成芳香族氨基酸，而合成萜类的起始物是。

第四章植物的呼吸的作用1、有氧呼吸：C6H12O6+6H20+6O2→6CO2+12H2O+能量2、无氧呼吸：C6H12O6→2C2H50H（酒精）+2CO2+能量3、发酵（无氧呼吸的一种）：C6H12O6→2CH3CHOHCOOH（乳酸）+能量4、呼吸作用糖的分解代谢途径：糖酵解（EMP途径，胞质溶液）、戊糖磷酸途径（胞质溶液和质体）、三羧酸循环（线粒体）。

5、EMP途径：己糖在有氧或无氧的状态下均能分解丙酮酸的过程。

过程中没有氧分子参与，氧来自于水或被氧化的糖分子，也称内呼吸。

6、EMP途径过程：己糖磷酸化阶段（淀粉或己糖活化，消耗ATP，形成G6P（己糖磷酸），再消耗ATP形成果糖-1，6-二磷酸）、己糖磷酸裂解阶段（己糖磷酸裂解为甘油醛-3-磷酸（PAGld）和二羟丙酮酸，即之间的相互转化）、氧化产能阶段（PGAld氧化释放能量，经甘油酸磷酸、烯醇丙酮酸磷酸（PEP），形成ATP和NADH+和H+，生成丙酮酸的过程）。

7、底物水平磷酸化：底物分子磷酸直接转到ADP生成ATP的过程。

8、EMP方程式：葡萄糖+2NAD++2ADP+2Pi→2丙酮酸+2NADH+2H++2ATP+2H2O9、EMP的生理意义：是有氧和无氧呼吸的共同途径；丙糖磷酸、丙酮酸等中间产物参与不同物质的合成；大多数反应均可逆，为糖异生作用提供基本途径；释放能量供生物体需要（尤其是厌氧生物）。

10、戊糖磷酸途径：PPP途径，是有氧呼吸途径。

分两个阶段：氧化阶段（G6P（己糖磷酸，葡糖-6-磷酸）经过二次脱氢、一次脱羧，生成1个Ru5P（核酮糖-5-磷酸）和2个NADPH，释放CO2的过程）、非氧化阶段（以Ru5P为起点，经一系列反应生成果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸（PGAld））。

氧化阶段为可逆反应，非氧化阶段为可逆反应。

11、PPP途径的反应方程：6G6P+12NADP++7H2O→5G6P+6CO2+Pi+12NADPH+12H+11、PPP途径生理意义：合成的NADPH为细胞的合成反应提供主要的还原动力；合成的中间产物为许多重要化合物合成提供原料，如Ru5P是合成甘氨酸的原料；非氧化阶段的中间产物、酶和光合作用的中间产物、酶相同。