1、會計學1華中農業大學植物生理學呼吸作用華中農業大學植物生理學呼吸作用第1頁/共76頁第一節第一節 呼吸作用的概念及呼吸作用的概念及生理意義生理意義第二節第二節 呼吸代謝的多樣性呼吸代謝的多樣性第三節第三節 呼吸作用的指標及呼吸作用的指標及影響因素影響因素第四節第四節 呼吸作用與農業生呼吸作用與農業生產產第1頁/共76頁第2頁/共76頁1.1.了解呼吸代謝的概念及了解呼吸代謝的概念及意義；意義；2.2.掌握植物呼吸代謝的類掌握植物呼吸代謝的類型與途徑（型與途徑（重點重點與與難點難點）；）； 3.3.掌握呼吸作用的影響因掌握呼吸作用的影響因素；素；4.4.了解呼吸作用與農業生了解呼吸作用與農業生產

2、的關系。產的關系。第2頁/共76頁第3頁/共76頁一、呼吸作用的概念一、呼吸作用的概念 1 1、有氧呼吸、有氧呼吸 G G是植物細胞呼吸最常利用是植物細胞呼吸最常利用的物質。的物質。 第一節第一節 呼吸作用的概念及呼吸作用的概念及生理意義生理意義C C6 6H H1212O O6 6 + 6O + 6O2 2 6CO 6CO2 2 + 6H + 6H2 2O + O + 能量能量不能準確說明呼吸的真正過程。不能準確說明呼吸的真正過程。第3頁/共76頁第4頁/共76頁 C C6 6H H1212O O6 6 + 6H + 6H2 2O O + 6O + 6O2 2 6CO 6CO2 2 + 12

3、H + 12H2 2O O + + 能量能量 呼吸作用釋放的呼吸作用釋放的COCO2 2中的中的氧氧來源于來源于呼吸底物呼吸底物和和H H2 2O O，所，所生成的生成的H H2 2O O中的的氧來源于空中的的氧來源于空氣中的氣中的O O2 2。第4頁/共76頁第5頁/共76頁C C6 6H H1212O O6 6 2C 2C2 2H H5 5OH + 2COOH + 2CO2 2 + + 能量能量2 2、無氧呼吸、無氧呼吸C C6 6H H1212O O6 6 2CH 2CH3 3COCOOH + 4H COCOOH + 4H 2CH 2CH3 3CHOHCOOHCHOHCOOH + + 能

4、量能量 既既不吸收氧氣不吸收氧氣也不也不釋放釋放CO2的呼吸作用是的呼吸作用是存在存在的，如的，如產物為乳酸的無氧呼吸。產物為乳酸的無氧呼吸。 有氧呼吸是由無氧呼吸進有氧呼吸是由無氧呼吸進化而來的。化而來的。第5頁/共76頁第6頁/共76頁 1 1、呼吸作用為植物生命活、呼吸作用為植物生命活動提供能量動提供能量 需需呼吸作用提供能量的生呼吸作用提供能量的生理過程有：理過程有：離子的主動吸收、離子的主動吸收、細胞的分裂和分化、有機物的細胞的分裂和分化、有機物的合成、種子萌發合成、種子萌發等。等。 不需要不需要呼吸直接提供能量呼吸直接提供能量的生理過程有：的生理過程有：干種子的吸脹干種子的吸脹吸水

5、、離子的被動吸收、蒸騰吸水、離子的被動吸收、蒸騰作用、光反應作用、光反應等。等。二、呼吸作用的生理意義二、呼吸作用的生理意義第6頁/共76頁第7頁/共76頁2 2、呼吸過程為其它化合物合、呼吸過程為其它化合物合成提供原料成提供原料如：呼吸與植物激素的關系：如：呼吸與植物激素的關系：PPPPPP：E E4-P 4-P 莽草酸莽草酸 Trp IAATrp IAAEMPEMP：PEPPEPTCATCA：OAA Asp Met OAA Asp Met S-S-腺苷蛋氨酸（腺苷蛋氨酸（SAMSAM） 1-1-氨基環丙烷氨基環丙烷-1-1羧酸（羧酸（ACCACC） 乙烯乙烯第7頁/共76頁第8頁/共76頁

6、 3、為代謝活動提供還原力、為代謝活動提供還原力 （NADH、NADPH） 4、增強植物抗病免疫能、增強植物抗病免疫能力力 植物受到病菌侵染或受植物受到病菌侵染或受傷時，呼吸速率升高，分傷時，呼吸速率升高，分解有毒物質或促進傷口愈解有毒物質或促進傷口愈合。合。第8頁/共76頁第9頁/共76頁第二節第二節 呼吸代謝的多呼吸代謝的多樣性樣性第9頁/共76頁第10頁/共76頁酶酶基基因因代代謝謝功功能能性性狀狀結結構構基基因因有有序序表表達達時間進程呼吸代謝的控制與被控制的觀呼吸代謝的控制與被控制的觀點示意圖點示意圖生長生長發育發育第10頁/共76頁第11頁/共76頁一、呼吸途徑的多樣性一、呼吸途徑

7、的多樣性(P146)1、糖酵解糖酵解（EMP）（葡萄糖）（葡萄糖丙丙酮酸酮酸）2、無氧呼吸無氧呼吸（丙酮酸丙酮酸酒精、乳酒精、乳酸）酸）3、三羧酸循環三羧酸循環（TCA循環）循環）（乙酰乙酰CoACO2+3NADH+FADH2+ATP）4、磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑（PPP ）（G-6-P 6CO2+12NADPH)5、乙醛酸循環乙醛酸循環（GAC）（）（2乙酰乙酰CoA 琥珀酸）琥珀酸）6、乙醇酸氧化途徑乙醇酸氧化途徑（乙酰乙酰CoA CO2+H2O2 ）第11頁/共76頁第12頁/共76頁 淀粉淀粉 己糖磷酸己糖磷酸 戊糖磷戊糖磷酸酸 PPPPPP EMPEMP 丙糖磷酸丙糖磷酸 丙酮酸丙酮

8、酸 乙醇乙醇 酒精發酒精發酵酵 脂肪脂肪 乳酸乳酸 乳酸發乳酸發酵酵 脂肪酸脂肪酸 乙酰輔酶乙酰輔酶A A OAA OAA 檸檬酸檸檬酸 乙酸乙酸 OAA OAA 檸檬酸檸檬酸 TCA TCA 乙醇酸乙醇酸 GACGAC 琥珀酸琥珀酸 草酸草酸 乙醛乙醛酸酸 異檸檬酸異檸檬酸 甲酸甲酸乙醇酸氧化途徑乙醇酸氧化途徑第12頁/共76頁第13頁/共76頁EMP總反應式總反應式: CH3G+ 2 Pi + 2 NAD+ + 2 ADP 2 C=O COOH + 2 H2O+2 ATP+2 NADH+2 H+EMP生理意義： 1、是生物能量的來源之一 2、代謝中間產物是合成其它物質的原料 3、有三個不可

9、逆反應,但其它反應均是可逆的,它為糖異生作提供基本途徑。第13頁/共76頁第14頁/共76頁TCA總反應:乙酰CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi +2H2O2CO2 +CoA + 3NADH + 3H+ + FADH2 + GTP TCATCA生理意義：生理意義： 1 1、糖類、脂肪、蛋白質分解代謝、糖類、脂肪、蛋白質分解代謝的最終途的最終途 徑，產能多。徑，產能多。 2、TCA是物質代謝的樞紐是物質代謝的樞紐 3、TCA的中間產物作為多種化合的中間產物作為多種化合物的碳架物的碳架第14頁/共76頁第15頁/共76頁PPPPPP總反應式總反應式： G-6-P+12NADP

10、+7H2O 6CO2+12NADPH+12H+Pi PPPPPP生理意義生理意義： 1 1、提供、提供NADPHNADPH，為細胞的各種反應，為細胞的各種反應提供還原力提供還原力 2 2、中間產物為許多化合物的合成、中間產物為許多化合物的合成提供原料提供原料 3 3、可、可與光合作用聯系與光合作用聯系，實現單糖，實現單糖的互變的互變第15頁/共76頁第16頁/共76頁 乙醇酸氧化途徑（乙醇酸氧化途徑（GAOP）是水稻根系所特有）是水稻根系所特有的糖降解途徑的糖降解途徑(P153)。其主要酶是其主要酶是乙醇酸氧化乙醇酸氧化酶酶，氧化形成的，氧化形成的H2O2在過氧在過氧化氫酶的作用下分解放氧，化

11、氫酶的作用下分解放氧，可氧化各種還原性物質，抑可氧化各種還原性物質，抑制還原性物質對水稻根的毒制還原性物質對水稻根的毒害。害。 第16頁/共76頁第17頁/共76頁第17頁/共76頁第18頁/共76頁 1 1、PPPPPP在在G G降解中所占的比例降解中所占的比例：感病感病、受旱受旱、受傷、衰老受傷、衰老時，時，水稻、油菜等水稻、油菜等種子形成時種子形成時PPPPPP所占比例所占比例上升。上升。呼吸途徑的多樣性是對環境的呼吸途徑的多樣性是對環境的適應性表現適應性表現2 2、GACGAC是富含脂肪的是富含脂肪的油料種油料種子子所特有的呼吸代謝途徑，所特有的呼吸代謝途徑，油料種子萌發時，通過油料種

12、子萌發時，通過GACGAC將將脂肪轉化為糖脂肪轉化為糖。3 3、水稻根系在淹水條件下進、水稻根系在淹水條件下進行行乙醇酸氧化乙醇酸氧化途徑。途徑。第18頁/共76頁第19頁/共76頁二、電子傳遞途徑的多樣二、電子傳遞途徑的多樣性性(P158)第19頁/共76頁第20頁/共76頁NADH+HNADH+H+ +FMN Fe-FMN Fe-SCoQCytbFe-SCytcSCoQCytbFe-SCytc1 1 CytcCytc CytaaCytaa3 3 O O2 2Fe-Fe-S S FADFAD琥珀酸琥珀酸細胞細胞色素氧色素氧化酶化酶NADH-QNADH-Q還還原酶原酶細胞色素還細胞色素還原酶原

13、酶琥珀琥珀酸酸-Q -Q 還原還原酶酶NADHNADH呼呼吸鏈吸鏈FADHFADH2 2呼呼吸鏈吸鏈第20頁/共76頁第21頁/共76頁 魚藤酮魚藤酮 抗霉素抗霉素A NADH FMN - Fe-S UQ Cytb - Fe-S - Cytc1 Cytc Cyta CN- Cyta3 O2FP2FP3FP4 Cytb5FP 交替氧化E12345ATPATPATP第21頁/共76頁第22頁/共76頁1、電子傳遞主路：、電子傳遞主路：P/O=32、電子傳遞支路、電子傳遞支路1：P/O=23、電子傳遞支路、電子傳遞支路2：P/O=24、電子傳遞支路、電子傳遞支路3：P/O=15、交替途徑（、交替途徑

14、（AP）：）：P/O=1 ，因對氰化物不敏感，因對氰化物不敏感，又稱抗氰支路。，又稱抗氰支路。第22頁/共76頁第23頁/共76頁三、末端氧化酶的多樣性三、末端氧化酶的多樣性(P159) 末端氧化末端氧化E：指能將底物：指能將底物脫下的脫下的電子電子最終傳給最終傳給O2，使其，使其活化，并形成活化，并形成H H2 2O O或或H H2 2O O2 2的的E類類。 1、細胞色素氧化、細胞色素氧化E（線粒（線粒體）體） 植物體內最主要的末端氧化植物體內最主要的末端氧化E，與，與O2的親和力極高，承擔的親和力極高，承擔細胞內約細胞內約80%的耗氧量。該的耗氧量。該E含含鐵和銅鐵和銅，其作用是將，其作

15、用是將Cyta3電子傳給電子傳給O2，生成，生成H2O。第23頁/共76頁第24頁/共76頁2、交替氧化、交替氧化E（線粒（線粒體）體） 該該E含含Fe2+, 其功能是將其功能是將UQH2的電子經的電子經FP傳給傳給O2生生成成H2O2。對。對O2的親和力高，的親和力高，易被水楊基氧肟酸（易被水楊基氧肟酸（SHAM）所抑制，）所抑制，對氰化物不敏感對氰化物不敏感。交替氧化。交替氧化E位于線粒體內膜位于線粒體內膜。 第24頁/共76頁第25頁/共76頁 (P160) 抗抗氰呼吸氰呼吸在高等植在高等植物中廣泛存在。物中廣泛存在。最典型的例子是最典型的例子是天南星科植物的天南星科植物的佛焰花序佛焰花

16、序，其，其呼呼吸速率吸速率比一般植比一般植物物高高100倍以上倍以上，呼吸放熱很多呼吸放熱很多（形成的（形成的ATP少少，大部分自由能，大部分自由能以熱能喪失），以熱能喪失），使組織溫度比環使組織溫度比環境溫度高出境溫度高出10-20 oC 。雌花天南星科植物的佛焰花序天南星科植物的佛焰花序第25頁/共76頁第26頁/共76頁天南星科天南星科白鶴草花燭花燭馬蹄蓮南蛇棒玉簪第26頁/共76頁第27頁/共76頁 1、放熱反應、放熱反應 抗氰呼吸抗氰呼吸釋放的熱量對產熱植物早春開釋放的熱量對產熱植物早春開花有保護作用，有利于種子萌花有保護作用，有利于種子萌發。發。 2、促進果實成熟、促進果實成熟 在

17、果實在果實成熟過程中出現的呼吸躍變現成熟過程中出現的呼吸躍變現象，主要表現為抗氰呼吸速率象，主要表現為抗氰呼吸速率增強。增強。 3、增強抗病能力（？）、增強抗病能力（？） 4、代謝協同調控、代謝協同調控 （？）（？）EMP-TCA快速進行時，分流快速進行時，分流電子電子抗氰呼吸的生理意義抗氰呼吸的生理意義(P161)：第27頁/共76頁第28頁/共76頁 該該E含含銅銅，包括單酚氧化，包括單酚氧化E（酪氨酸（酪氨酸E）和多酚氧化）和多酚氧化E（兒茶酚氧化（兒茶酚氧化E）。其功能是）。其功能是催化催化O2將將酚酚氧化成氧化成醌醌并生成并生成H2O。對。對O2的親和力中等，的親和力中等，易受氰化物

18、抑制。易受氰化物抑制。 3、酚氧化、酚氧化E（質體和微體）（質體和微體）(P160) 第28頁/共76頁第29頁/共76頁 傷呼吸傷呼吸：植物組織受傷：植物組織受傷后呼吸增強，這部分呼吸稱后呼吸增強，這部分呼吸稱傷呼吸，它直接與酚氧化傷呼吸，它直接與酚氧化E活活性加強有關。性加強有關。 在正常情況下，酚氧化在正常情況下，酚氧化E E與與其底物是分開的，植物組織受傷其底物是分開的，植物組織受傷時，時，E E與底物接觸發生反應，如與底物接觸發生反應，如蘋果、土豆等削皮后出現的褐色蘋果、土豆等削皮后出現的褐色。醌對微生物有毒。醌對微生物有毒 ，從而對植，從而對植物組織起保護作用。物組織起保護作用。

19、第29頁/共76頁第30頁/共76頁 酚氧化酚氧化E在生活中的應用在生活中的應用： 將土豆絲侵泡在水中（起將土豆絲侵泡在水中（起隔絕隔絕O2和稀釋和稀釋E及底物的作及底物的作用），抑制其變褐；用），抑制其變褐； 制綠茶時把采下的茶葉立制綠茶時把采下的茶葉立即焙炒殺青，破壞多酚氧化即焙炒殺青，破壞多酚氧化E，以保持其綠色；，以保持其綠色； 制紅茶時，則要揉破細胞，制紅茶時，則要揉破細胞，通過多酚氧化通過多酚氧化E的作用將茶葉的作用將茶葉中的酚類氧化，并聚合為紅褐中的酚類氧化，并聚合為紅褐色的物質。色的物質。第30頁/共76頁第31頁/共76頁殺青：殺青：100300，破壞酚酶活性揉捻：揉捻： 使

20、葉卷成條形，并破壞其組織，以利于沖泡浸出茶汁。干燥干燥：可用炒、烘或曬3種方法除去水分殺青殺青揉捻揉捻干燥干燥第31頁/共76頁第32頁/共76頁 4、抗壞血酸氧化、抗壞血酸氧化E（細胞（細胞質）質） 含含銅銅的氧化的氧化E，催化，催化O2將抗將抗壞血酸氧化并生成壞血酸氧化并生成H2O。對。對O2的親和力低，受氰化物抑制。的親和力低，受氰化物抑制。第32頁/共76頁第33頁/共76頁 不含不含金屬金屬的氧化的氧化E，催化乙，催化乙醇酸氧化為乙醛酸并生成醇酸氧化為乙醛酸并生成H2O2。對。對O2的親和力極低，不受氰的親和力極低，不受氰化物抑制。化物抑制。 5、乙醇酸氧化、乙醇酸氧化E（過氧化物體

21、）（過氧化物體）第33頁/共76頁第34頁/共76頁細胞細胞色素色素氧化氧化交替交替氧化氧化E酚氧酚氧化化EVc氧氧化化E乙醇乙醇酸氧酸氧化化E分布部分布部位位所含金所含金屬屬對對O O2 2親親 和力和力對氰對氰 化化物敏感物敏感 線粒體線粒體 線粒體線粒體 質體質體 細細胞質胞質 過氧化過氧化 微體微體 物體物體 鐵和銅鐵和銅 鐵鐵 銅銅 銅銅 無無 極高極高 高高 中等中等 低低 極低極低 敏感敏感 不敏感不敏感 敏感敏感 敏敏感感 不敏感不敏感 第34頁/共76頁第35頁/共76頁 魚藤酮魚藤酮 抗霉素抗霉素A NADH FMN - Fe-S UQ Cytb - Fe-S - Cytc

22、1 Cytc Cyta CN- Cyta3 O2交替氧交替氧化化E E乙醛酸乙醛酸 乙乙醇酸醇酸乙醇酸氧乙醇酸氧化化E E酚酚多酚氧多酚氧化化E E谷胱甘肽谷胱甘肽 抗抗壞血酸壞血酸抗壞血酸氧抗壞血酸氧化化E ENADPNADPH HP159第35頁/共76頁第36頁/共76頁 四、呼吸代謝多樣性的內容四、呼吸代謝多樣性的內容和生理意義和生理意義 （一）內容（一）內容 1、呼吸途徑的多樣性（、呼吸途徑的多樣性（EMP、TCA、PPP等）等） 2、電子傳遞途徑的多樣、電子傳遞途徑的多樣性（主路、四條支路）性（主路、四條支路） 3、末端氧化、末端氧化E的多樣性的多樣性（細胞色素氧化（細胞色素氧化E

23、、交替氧化、交替氧化E 、酚氧化、酚氧化E 、抗壞血酸氧、抗壞血酸氧化化E 、乙醇酸氧化、乙醇酸氧化E ）第36頁/共76頁第37頁/共76頁 呼吸代謝的多樣性，是呼吸代謝的多樣性，是植物在長期進化過程中對植物在長期進化過程中對不不斷變化的外界環境的一種適斷變化的外界環境的一種適應性表現應性表現。以不同方式為。以不同方式為（二）意義（二）意義第37頁/共76頁第38頁/共76頁第三節第三節 呼吸作用的指標及呼吸作用的指標及影響因素影響因素一、呼吸作用的指一、呼吸作用的指標標(P170)(P170) 1、呼吸速率呼吸速率（respiratory rate）又稱呼吸強度（）又稱呼吸強度（ resp

24、iratory intensity） 單位時間內單位鮮重或干重植單位時間內單位鮮重或干重植物組織釋放的物組織釋放的CO2或吸收或吸收O2的量的量。單位有：。單位有：mg g-1h-1 , mol g-1h-1等。等。O2吸收速率吸收速率: 氧電極法和瓦布格測氧電極法和瓦布格測壓計壓計CO2釋放速率釋放速率: 紅外線氣體分析儀紅外線氣體分析儀和廣口瓶法和廣口瓶法第38頁/共76頁第39頁/共76頁 2、呼吸商（、呼吸商（respiratory quotient , R.Q） 又稱呼吸系數又稱呼吸系數（ respiratory coefficient） 指植物組織在一定時間內指植物組織在一定時間內

25、，釋放，釋放CO2與吸收與吸收O2的數量比值的數量比值。 釋放釋放CO2的量的量 RQ = 吸收吸收O2的量的量RQ是表示呼吸底物的性是表示呼吸底物的性質和氧氣供應狀態的一種指質和氧氣供應狀態的一種指標。標。第39頁/共76頁第40頁/共76頁二、呼吸商的影響因二、呼吸商的影響因素素 、呼吸底物的性質、呼吸底物的性質 （）呼吸底物為（）呼吸底物為糖類糖類（）而又完全氧化時，）而又完全氧化時，為為。C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O RQ = 6CO2 / 6O2= 1第40頁/共76頁第41頁/共76頁 （2）若呼吸底物是富含氫）若呼吸底物是富含氫的物質，如的物質，如蛋白質或脂

26、肪蛋白質或脂肪，則呼吸商則呼吸商小于小于1。 如：油料種子萌發初期，如：油料種子萌發初期，棕櫚酸先氧化為蔗糖。棕櫚酸先氧化為蔗糖。C16H32O2 + 11O2 C12H22O11 + 4CO2+5H2O RQ = 4CO2 / 11O2= 0.36第41頁/共76頁第42頁/共76頁 （3）若呼吸底物是富含氧）若呼吸底物是富含氧的物質，如的物質，如有機酸有機酸，則呼吸，則呼吸商商大于大于1。 如以蘋果酸為例：如以蘋果酸為例：C4H6O5 + 3O2 4CO2 + 3H2O RQ = 4CO2 / 3O2= 1.33第42頁/共76頁第43頁/共76頁 2、氧氣供應狀態、氧氣供應狀態 若糖類在

27、缺氧情況下進行若糖類在缺氧情況下進行酒精發酵酒精發酵，呼吸商，呼吸商大于大于1，異常，異常的高；的高； 若在呼吸過程中形成若在呼吸過程中形成不完不完全氧化的有機酸全氧化的有機酸，呼吸商，呼吸商小于小于1。如。如G不完全氧化成蘋果酸：不完全氧化成蘋果酸：C6H12O6 + 3O2 C4H6O5 + 2CO2 + 3H2O RQ = 2CO2 / 3O2 = 0.67第43頁/共76頁第44頁/共76頁三、呼吸速率的影響三、呼吸速率的影響因素因素（一）內部因素的影響（一）內部因素的影響1 1、不同植物種類，呼吸速、不同植物種類，呼吸速率不同。率不同。植物種類植物種類 呼吸速率（氧呼吸速率（氧氣，鮮

28、重）氣，鮮重） l g-1 h-1 仙人掌仙人掌 3.00 蠶豆蠶豆 96.60 小麥小麥 251.00 細菌細菌 10 000.00第44頁/共76頁第45頁/共76頁2 2、同一植物的不同器官或組織、同一植物的不同器官或組織, ,呼呼吸速率不同。吸速率不同。植物植物 器官器官 呼吸速率（呼吸速率（氧氣，鮮重）氧氣，鮮重） l g-1 h-1胡蘿卜胡蘿卜 根根 25 葉葉 440蘋果蘋果 果肉果肉 30 果皮果皮 95大麥大麥 種子種子(浸泡浸泡15h) 胚胚 715 胚乳胚乳 76 第45頁/共76頁第46頁/共76頁 1 1、溫度、溫度 溫度主要是影響溫度主要是影響呼吸酶呼吸酶的的活性而

29、影響呼吸速率。活性而影響呼吸速率。 在最低點與最適點之間，在最低點與最適點之間，呼吸速率隨溫度升高而加快呼吸速率隨溫度升高而加快，超過最適點，呼吸速率隨，超過最適點，呼吸速率隨溫度升高而下降。溫度升高而下降。（二）外界條件的影響（二）外界條件的影響第46頁/共76頁第47頁/共76頁第47頁/共76頁第48頁/共76頁 呼吸作用最適溫度呼吸作用最適溫度：是指：是指能能長期長期維持較高呼吸速率的溫維持較高呼吸速率的溫度。度。 呼吸作用最適溫度是呼吸作用最適溫度是2525o oC C3535o oC C，最高溫度是，最高溫度是3535o oC C4545o oC C，呼吸作用最低溫，呼吸作用最低溫

30、度則依植物種類不同有較大差度則依植物種類不同有較大差異。異。 呼吸作用的最適溫度比光呼吸作用的最適溫度比光合作用的最適溫度高。合作用的最適溫度高。第48頁/共76頁第49頁/共76頁 巴斯德效應巴斯德效應：有氧條件下：有氧條件下，酒精發酵受抑制的現象。，酒精發酵受抑制的現象。 氧濃度在氧濃度在10-20%10-20%之間全部之間全部是有氧呼吸，當氧濃度低于是有氧呼吸，當氧濃度低于10%10%時無氧呼吸出現并逐步增時無氧呼吸出現并逐步增強。強。 無氧呼吸的消失點無氧呼吸的消失點：無氧：無氧呼吸停止時的最低氧含量（呼吸停止時的最低氧含量（10%10%左右）。左右）。 氧飽和點氧飽和點2 2、氧氣、

31、氧氣第49頁/共76頁第50頁/共76頁 長時間的無氧呼吸為什么會使植物受到傷害？長時間的無氧呼吸為什么會使植物受到傷害？ 1 1、無氧呼吸產生酒精，酒、無氧呼吸產生酒精，酒精使細胞質的蛋白質變性；精使細胞質的蛋白質變性； 2 2、無氧呼吸利用葡萄糖產、無氧呼吸利用葡萄糖產生的能量很少，植物要維持正生的能量很少，植物要維持正常的生理需要就要消耗更多的常的生理需要就要消耗更多的有機物；有機物； 3 3、沒有丙酮酸氧化過程，、沒有丙酮酸氧化過程，正常合成代謝缺乏原料。正常合成代謝缺乏原料。第50頁/共76頁第51頁/共76頁 3 3、二氧化碳、二氧化碳 4 4、水分、水分 5 5、機械損傷、機械損

32、傷 機械損傷顯著加快組織的機械損傷顯著加快組織的呼吸速率。呼吸速率。第51頁/共76頁第52頁/共76頁第四節第四節 呼吸作用與農呼吸作用與農業生產業生產第52頁/共76頁第53頁/共76頁第53頁/共76頁第54頁/共76頁 一、種子的呼吸與貯藏一、種子的呼吸與貯藏 1、種子形成與呼吸、種子形成與呼吸 種子形成過程中呼吸速率種子形成過程中呼吸速率是逐步升高的，到了是逐步升高的，到了灌漿期灌漿期呼呼吸速率達到吸速率達到高峰期高峰期，此后呼吸，此后呼吸速率便逐漸下降。成熟種子的速率便逐漸下降。成熟種子的最大呼吸速率與貯藏物質最迅最大呼吸速率與貯藏物質最迅速的時期相吻合。速的時期相吻合。第54頁/

33、共76頁第55頁/共76頁2、種子的安全貯藏與呼吸作、種子的安全貯藏與呼吸作用用 油料種子的安全含水量是油料種子的安全含水量是8%- 9%以下以下 淀粉種子的安全含水量是淀粉種子的安全含水量是12%- 14%以下以下 安全含水量內水為束縛水，呼安全含水量內水為束縛水，呼吸吸E活性降到極限，呼吸極微弱。活性降到極限，呼吸極微弱。第55頁/共76頁第56頁/共76頁第56頁/共76頁第57頁/共76頁 糧食貯藏需降低呼吸速率糧食貯藏需降低呼吸速率的原因：的原因： 呼吸速率高，會呼吸速率高，會消耗大量消耗大量有機物有機物；呼吸放出的水分使；呼吸放出的水分使糧糧堆濕度增大堆濕度增大，呼吸加強；呼吸，呼

34、吸加強；呼吸放出的熱量使放出的熱量使糧溫升高糧溫升高，反過，反過來又增強呼吸：同時高溫高濕來又增強呼吸：同時高溫高濕微生物迅速繁殖微生物迅速繁殖，最后導致糧，最后導致糧食變質。食變質。第57頁/共76頁第58頁/共76頁種子安全貯藏的條件： 1、曬干：、曬干：進倉種子的含水量不得超過進倉種子的含水量不得超過安全含水量安全含水量 2、通風和密閉：、通風和密閉：冬季或晚間開倉，冷風透過冬季或晚間開倉，冷風透過糧堆，散熱散濕；梅雨季節糧堆，散熱散濕；梅雨季節進行全面密閉，以防外界潮進行全面密閉，以防外界潮濕空氣進入濕空氣進入 3、氣體成分控制：、氣體成分控制：適當增加適當增加CO2和降低和降低O2含

35、量；含量；或抽出糧倉空氣充入或抽出糧倉空氣充入N2第58頁/共76頁第59頁/共76頁二、果實、塊根、塊莖的呼吸二、果實、塊根、塊莖的呼吸作用與貯藏作用與貯藏（一）果實的呼吸作用與貯藏（一）果實的呼吸作用與貯藏 1、果實的呼吸作用、果實的呼吸作用 呼吸躍變（呼吸躍變（respiratory climacteric): 果實成熟到一定時期，呼果實成熟到一定時期，呼吸速率突然升高，最后突然下吸速率突然升高，最后突然下降的現象。降的現象。 實驗證明：呼吸躍變產生的實驗證明：呼吸躍變產生的原因與原因與乙烯乙烯的釋放密切相關，的釋放密切相關，且依賴于且依賴于抗氰呼吸抗氰呼吸。第59頁/共76頁第60頁/

36、共76頁蘋果、香蕉、梨、番茄檸檬、菠蘿、橙第60頁/共76頁第61頁/共76頁 2、果實貯藏的條件：、果實貯藏的條件： （1）降低溫度，推遲呼吸躍）降低溫度，推遲呼吸躍變產生的時間變產生的時間 如荔枝如荔枝0-1oC只能貯存只能貯存10-20天，而低溫速凍可保存天，而低溫速凍可保存6-8個個月。香蕉貯藏的最適溫度月。香蕉貯藏的最適溫度11-14oC，蘋果，蘋果4oC。 （2）增加環境中）增加環境中CO2和和N2濃度，降低濃度，降低O2濃度，降低呼吸濃度，降低呼吸躍變產生的強度躍變產生的強度第61頁/共76頁第62頁/共76頁（二）塊根、塊莖的呼吸作用（二）塊根、塊莖的呼吸作用與貯藏與貯藏 塊根

37、、塊莖在貯藏期間處于塊根、塊莖在貯藏期間處于休眠狀態。休眠狀態。 貯藏條件：貯藏條件： （1）溫度溫度：甘薯塊根安全貯：甘薯塊根安全貯藏溫度為藏溫度為10-14oC，馬鈴薯，馬鈴薯2-3oC。 （2）氣體成分氣體成分：自體保藏法：自體保藏法 （3）適當提高環境濕度，有適當提高環境濕度，有利于保鮮利于保鮮第62頁/共76頁第63頁/共76頁果蔬氣調庫果蔬氣調庫第63頁/共76頁第64頁/共76頁三、呼吸作用與作物栽三、呼吸作用與作物栽培培 1、許多栽培措施是為了、許多栽培措施是為了保證呼吸作用的正常進行保證呼吸作用的正常進行如早稻浸種催芽時，用溫水淋如早稻浸種催芽時，用溫水淋種和時常翻種；水稻的

38、露、曬種和時常翻種；水稻的露、曬田，作物的中耕松土等。田，作物的中耕松土等。 2、作物栽培中的許多生、作物栽培中的許多生理障礙與呼吸直接相關理障礙與呼吸直接相關第64頁/共76頁第65頁/共76頁 如：澇害淹死植株，是因如：澇害淹死植株，是因為無氧呼吸過久累積酒精而引為無氧呼吸過久累積酒精而引起中毒；起中毒； 干旱和缺鉀使作物的氧化干旱和缺鉀使作物的氧化磷酸化解偶聯，導致生長不良磷酸化解偶聯，導致生長不良甚至死亡；甚至死亡； 低溫導致爛秧，是因為低低溫導致爛秧，是因為低溫破壞線粒體的結構，呼吸溫破壞線粒體的結構，呼吸“空轉空轉”，能量缺乏，引起代謝，能量缺乏，引起代謝紊亂。紊亂。第65頁/共76頁第66頁/共76頁第66頁/共76頁第67頁/共76頁第67頁/共76頁第68頁/共76頁第一節第一節 呼吸作用的概念及呼吸作用的概念及生理意義生理意義第二節第二節 呼吸代謝的多樣性呼吸代謝的多樣性第三節第三節 呼吸作用的指標及呼吸作用的