“谷堆发热现象”
• 无氧呼吸（anaerobic respiration）:指生活细胞在无氧的条件 下，把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出部分 能量的过程。
C6H12O6
2C2H5OH + 2CO2 + 226kj（酒精发酵）
C6H12O6
2CH3CHOHCOOH + 197kj （乳酸发酵）
二、电子传递途径的多样性
三、末端氧化酶的多样性
第二节 呼吸代谢的多样性
• 基因通过酶控制的代谢，调控植物的形态结构和生理 功能；在一定的限度内，代谢类型、生理功能和环境 条件也调控基因表达
一、代谢途径的多样性
（一）糖酵解(glycolysis) 1、概念：是指在细胞质内所发生的、将葡萄糖降解为丙酮酸并释
一、代谢途径的多样性
（四）乙醛酸循环或脂肪呼吸（ GAC循环):脂肪酸经过氧化 产生乙酰-CoA,在乙醛酸循环体内生成琥珀酸;琥珀酸可以 转化为苹果酸,然后转化为糖; GAC是富含脂肪的油料种子 所特有的一种呼吸代谢途径，当油料种子萌发时，通过 GAC将脂肪转化为糖
（五）乙醇酸氧化途径（GAOP）：是水稻根系所特有的糖降 解途径。淹水条件下的水稻根系中形成的乙酰-CoA不进入 TCA循环,而是形成乙酸,然后在乙醇酸氧化酶等多种酶类 作用下释放出CO2和H2O2,后者在CAT作用下放氧,O2氧化某 些对根系产生毒害作用的还原物如H2S和Fe2+等其主要酶是 乙醇酸氧化酶，氧化形成的H2O2在过氧化氢酶的作用下分 解放出新生态氧，可氧化各种还原性物质，抑制还原性物 质对水稻根的毒害。
第四章 植物的呼吸作用
第一节 呼吸作用的概念及生理意义 第二节 呼吸代谢的多样性 ※ 第三节 呼吸作用的指标及影响因素 第四节 呼吸作用与农业生产
第一节 呼吸作用的概念及生理意义
一、呼吸作用的概念及类型 二、呼吸作用的生理意义
一、呼吸作用的概念及类型
（一）概念
• 呼吸作用(respiration)指生活细胞内的有机物在一系列酶的参与 下，逐步氧化分解成简单物质并释放出能量的过程。
第二节 呼吸代谢的多样性
• 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。
一、代谢途径的多样性
• TCA循环是生物体利用糖或其他物质氧化获得能量的主要 途径。
• 从物质代谢来看,TCA循环中有许多重要中间产物与体内 其他代谢过程密切相连, 相互转变。可以说,TCA循环是 糖类、脂肪、蛋白质及次生物质代谢和转化的枢纽。
一、代谢Байду номын сангаас径的多样性
（三）磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway） 1、概念：是指在细胞质内进行的一种将葡萄糖直接氧化降解的酶
促反应过程，或称为已糖磷酸支路(hexose monophosphate pathway)，简称PPP或HMP，也称为葡萄糖直接氧化途径。磷酸 戊糖途径的化学历程分为葡萄糖氧化脱羧阶段即脱氢反应、水 解反应、脱氢脱羧反应和非氧化分子的重组阶段 2、戊糖磷酸途径的生理意义 • 该途径是葡萄糖直接氧化过程, 有较高的能量转化效率。 • 该途径中生成的大量NADPH可做为主要供氢体,在脂肪酸、固醇 等的生物合成、氨的同化中起重要作用。 • 该途径中一些中间产物是许多重要有机物质生物合成的原料 • 该途径非氧化分子重排阶段形成的丙糖、 丁糖、 戊糖、 已 糖和庚糖的磷酸酯及酶类与光合作用卡尔文循环中间产物和酶 相同,因而戊糖磷酸途径和光合作用可以联系起来,相互沟通。 • 该途径在许多植物中普遍存在,特别是在植物感病和受伤、干 旱时,该途径可占全部呼吸50%以上。
（二）类型
• 有氧呼吸（aerobic respiration）：指生活细胞在氧气参与下， 把某些有机物彻底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同时释放 出能量的过程。
C6H12O6 + 6O2
6CO2 + 6H2O + 2870kj
C6H12O6※ + 6H2O※ + 6O2※
6CO2※ + 12H2O※ + 2870kj
• 呼吸过程为其它化合物合成提供原料：苹果酸,甘油酸, 酮戊二酸
• 呼吸作用为代谢活动提供还原力：呼吸过程中形成的 NADH、NADPH、UQH2等可为蛋白质、脂肪生物合成、硝酸 盐还原等过程提供还原力。
• 呼吸作用增强植物抗病免疫能力：植物受到病菌侵染或 受伤时，呼吸速率升高，分解有毒物质或促进伤口愈合， 即伤呼吸现象。
一、代谢途径的多样性
（二）三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)
1、概念：指丙酮酸在有氧条件下，在线粒体中通过一个包 括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解生成CO2的过程， 又称为柠檬酸环或Krebs环，简称TCA循环。三羧酸循环 的化学反应历程共9步
2、三羧酸循环的生理意义
“果品的酒精发酵,青贮饲料的乳酸发酵”
一、呼吸作用的概念及类型
（三）场所 • 不同的途径场所不同:糖酵解和磷酸戊糖途径是在细胞质里
面进行的；三羧酸循环和生物氧化的酶都在线粒体里面。 • 原核细胞有氧呼吸是在细胞质里面；真核细胞有氧呼吸是
在线粒体里面。
二、呼吸作用的生理意义
• 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。
放能量的过程。糖酵解途径分三个阶段：已糖的活化，已糖的裂 解，丙糖的氧化。研究糖酵解途径方面有突出贡献的三位生物化 学家:Embden, Meyerhof和Parnas,又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhof-Parnas途径,简称EMP途径。 2、糖酵解的生理意义： • 糖酵解普遍存在于生物体中, 是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径 • 糖酵解过程中产生的一系列中间产物,在不同外界条件和生理状 态下,可以通过各种代谢途径,产生不同的生理反应,在植物体内 呼吸代谢和有机物质转化中起着枢纽作用。 • 通过糖酵解,生物体可获得生命活动所需的部分能量。对于厌氧 生物来说,糖酵解是糖分解和获取能量的主要方式。 • 糖酵解途径中,除了己糖激酶、果糖磷酸激酶、 丙酮酸激酶所催 化的反应以外,其余反应均可逆转,这就为糖异生作用提供了基本 途径。