细胞呼吸[上学期]

课件61张PPT。呼吸作用第八章第一节 呼吸作用的概念及生理意义 1、呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量
需呼吸作用提供能量的生理过程有：离子的主动吸收、细胞的分裂和分化、有机物的合成、种子萌发等。
不需要呼吸直接提供能量的生理过程有：干种子的吸胀吸水、离子的被动吸收、蒸腾作用、光反应等。二、呼吸作用的生理意义2、呼吸过程为其它化合物合成提供原料◆植物呼吸代谢并不只有一种途径， 不同的植物、同一植物的不同器官或组织在不同的生育时期、不同环境条件下，呼吸底物的氧化降解可以走不同的途径。
◆汤佩松(1965)：提出呼吸代谢多条线路的观点，主题思想是阐明呼吸代谢与其它生理功能 之间控制与被控制的相互制约的关系。 呼吸代谢的多样性一、呼吸代谢多样性的内 容※
（一）化学途径的多样性
（二）电子传递途径的多样性
（三）末端氧化酶的多样性 抗氰呼吸在高等植物中广泛存在。最典型的例子是天南星科植物的佛焰花序，其呼吸速率比一般植物高100倍以上，呼吸放热很多（形成的ATP少，大部分自由能以热能丧失），使组织温度比环境温度高出10-20 oC 。 线粒体 线粒体 质体 细胞质 过氧化 微体 物体 铁和铜 铁 铜 铜 无 极高 高 中等 低 极低 敏感 不敏感 敏感 敏感 不敏感 植物体内的末端氧化酶的多样性能使植物在一定范围内适应各种外界环境。细胞色氧化酶对O2的亲和力大，所以在低氧浓度时仍能发挥作用。酚氧化酶、黄酶对氧的亲和力较低，故只能在高O2时顺利起作用。在苹果果肉外以酚氧化酶和黄酶为主，而内部以细胞色素氧化酶为主。
细胞色素氧化酶对温度最敏感，黄酶对温度不敏感，故低温、成熟时苹果以黄酶为主，未成熟、气温高时以细胞色素氧化酶为主。 影响呼吸作用的因素一、呼吸作用的指标 1、呼吸速率（respiratory rate）又称呼吸强度（ respiratory intensity）
单位时间内单位鲜重或干重植物组织释放的CO2或吸收O2的量。单位有：mg · g-1·h-1 , μmol g-1·h-1， μl g-1·h-1等。二、呼吸商的影响因素2、同一植物的不同器官或组织,呼吸速率不同。 1、温度
温度主要是影响呼吸酶的活性而影响呼吸速率。
在最低点与最适点之间，呼吸速率随温度升高而加快，超过最适点，呼吸速率随温度升高而下降。（二）外界条件的影响 氧浓度在10-20%之间全部是有氧呼吸，当氧浓度低于10%时无氧呼吸出现并逐步增强，有氧呼吸减弱。
无氧呼吸的消失点：无氧呼吸停止进行时的最低氧浓度（10%左右）。
氧饱和点：呼吸速率开始达到最大时的氧浓度。2、氧气 长时间的无氧呼吸为什么会使植物受到伤害？ 1、无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋白质变性；
2、无氧呼吸利用葡萄糖产生的能量很少，植物要维持正常的生理需要就要消耗更多的有机物；
3、没有丙酮酸氧化过程，缺乏新物质合成的原料。4、二氧化碳
环境中CO2浓度增高时脱羧反应减慢，呼吸作用受抑制。当CO2浓度高于5%时，呼吸作用受到明显抑制，高于10%时可使植物中毒死亡。 5、机械损伤
组织损伤时，呼吸作用明显增强。可能的原因是：1）破坏氧化酶与呼吸底物的分隔 2）细胞脱分化为分生组织或愈伤组织 3）淀粉转变为糖，呼吸底物增多 4）DNA、RNA、蛋白质合成加快，需更多的能量和新的物质（ 80%来自PPP）。 6、 病原菌的侵染
植物组织感病后呼吸增加，原因可能有：宿主受体细胞的线粒体增多并被激活，氧化酶活性增强，分解毒素，抑制病原菌水解酶活性，促进伤口愈合。另外抗氰呼吸、PPP加强。 呼吸作用在农业生产中的应用
一、 呼吸效率(生长效率)
1 概念： 1克葡萄糖氧化时所能生成的生物大分子或合成新组织的克数 (=合成生物大分子的克数/1g葡萄糖氧化 × 100%)。
幼嫩、生长旺盛和生理活性高部位呼吸效率高。水稻营养生长时生长效率为60-65%。
◆维持呼吸(maintenance respiration)：提供保持细胞活性所需能量的呼吸部分。效率低。随植物种类、温度不同而表现出显著差异。 ◆生长呼吸(growth respiration)：提供植物生长发育所需能量和物质，包括结构大分子合成、离子吸收等。不同的植物种类、不同(水稻)品种的生长呼吸似乎变化不大，受温度影响不大。
植株幼嫩生长活跃时，生长呼吸是呼吸的主要部分。
模拟表明：马铃薯的维持呼吸消耗占光合作用的21%，而生长呼吸占20%。 二、种子的形成、贮藏与呼吸作用
1、种子形成与呼吸作用
种子形成过程中呼吸速率逐步升高，到了灌浆期呼吸速率达到高峰，此后呼吸速率便逐渐下降。成熟种子的最大呼吸速率与贮藏物质最迅速积累时期相吻合。种子成熟后期PPP途径增强。2、种子的安全贮藏与呼吸作用 油料种子的安全含水量是8%- 9%以下
淀粉种子的安全含水量是12%- 14%以下
安全含水量内水为束缚水，呼吸E活性
降到极限，呼吸极微弱。 粮食贮藏需降低呼吸速率的原因： 呼吸速率高，会消耗大量有机物；呼吸放出的水分使粮堆湿度增大，呼吸加强；呼吸放出的热量使粮温升高，反过来又增强呼吸：同时高温高湿使微生物迅速繁殖，最后导致粮食变质。种子安全贮藏的条件： 1、晒干：
进仓种子的含水量不得超过安全含水量
2、通风和密闭：
冬季或晚间开仓，冷风透过粮堆，散热散湿；梅雨季节进行全面密闭，以防外界潮湿空气进入
3、气体成分控制：
适当增加CO2和降低O2含量；或抽出粮仓空气充入N2三、果实、块根、块茎的贮藏与呼吸作用（一）果实的呼吸作用与贮藏
1、果实的呼吸作用
呼吸跃变（re’spiratory cli’macteric):
果实成熟到一定时期，呼吸速率突然升高，然后又突然下降的现象。
跃变型：苹果、香蕉、梨、桃、芒果、番茄
非跃变型：橙、凤梨、葡萄、草莓、柠檬、菠箩苹果、香蕉、梨、番茄柠檬、菠萝、橙三、呼吸作用与作物栽培 1、许多栽培措施是为了保证呼吸作用的正常进行
如早稻浸种催芽时，用温水淋种和时常翻种；水稻的晒田，作物的中耕松土等。
2、作物栽培中的许多生理障碍与呼吸直接相关 如：涝害淹死植株，是因为无氧呼吸过久累积酒精而引起中毒；
干旱和缺钾使作物的氧化磷酸化解偶联，导致生长不良甚至死亡；
低温导致烂秧，是因为低温破坏线粒体的结构，呼吸“空转”，能量缺乏，引起代谢紊乱。思考题
1、简述呼吸作用的概念及生理意义
2、试述呼吸代谢多样性的内容及意义
3、简述呼吸作用的指标及其影响因素
4、试述外界条件对呼吸作用的影响
5、试述呼吸作用与农业生产的关系