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。

13、呼吸商：指植物组织在一定的时间内，由于呼吸作用放出CO2的量与吸收O2的量的比值，是表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一种指标，也称呼吸系数。

14、糖酵解：己糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程，通称为糖酵解（EMP途径）。

15、三羧酸循环（TCA循环）：在有氧条件下，丙酮酸通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解，形成H2O和CO2并释放能量的过程。

16、交替氧化酶：抗氰呼吸电子传递途径的末端氧化酶，将电子从UQ经FP传给O2,对氧的亲和力较高，易受水杨基氧肟酸所抑制，对氰化物不敏感。

17、戊糖磷酸途径：又称为己糖磷酸途径，是指在高等植物中，不经过无氧呼吸生成丙酮酸而进行有氧呼吸的途径。

18、温度系数：温度每升高10℃所引起的呼吸速率增加的倍数，称为温度系数。

19、呼吸跃变：在某些果实成熟过程中，呼吸速率开始略有降低，随之突然升高，然后又突然下降，果实进入成熟，这种果实成熟前呼吸速率突然上升，然后又突然下降的现象称为呼吸跃变。

20、呼吸效率：每消耗1g葡萄糖可合成生物大分子物质的质量。

21、解偶联：呼吸链与氧化磷酸化的偶联遭到破坏的现象。

二、缩写符号。

1、UQ：泛醌2、TCA：三羧酸循环3、RQ：呼吸系数，呼吸商4、HMP：己糖磷酸途径5、PPP：戊糖磷酸途径6、PAL：苯丙氨酸解氨酶7、GSSG：氧化态谷胱甘肽8、FP：黄素蛋白9、FMN：黄素单核苷酸10、FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸11、EMP：糖酵解12、CoQ：辅酶Q13、DNP：2,4-二硝基苯酚14、GAC：乙醛酸循环15、DHAP：磷酸二羟丙酮16、GP：甘油-3-磷酸17、P/O比：磷氧比值18、ETS：电子传递系统19、Cyt：细胞色素三、误区警示。

1、有氧呼吸时，O2被还原为糖。

解析：被还原为H2O。

2、糖酵解在线粒体内发生。

解析：在细胞质内发生。

3、三羧酸循环的酶类处于线粒体内膜上。

解析：线粒体衬质。

4、既不耗O2又不释放CO2的呼吸作用是不存在的。

解析：存在，葡萄糖乳酸+能量。

5、戊糖磷酸途径是在线粒体内进行的。

解析：细胞质。

6、戊糖磷酸途径在幼嫩组织中所占比例较大。

解析：较小。

7、植物感病时戊糖磷酸途径所占比例下降。

解析：上升。

8、糖酵解为生命活动提高能量多。

解析：能量少。

9、呼吸跃变是由于果实内脱落酸积累所致。

解析：乙烯积累。

10、对同一植物而言，其呼吸作用的最适温度一般低于光合作用的最适温度。

解析：高于。

11、富含氢的脂肪、蛋白质为呼吸底物时吸收的氧多，RQ大于1。

解析：小于1。

四、填空题。

1、存在于线粒体内膜上的末端氧化酶是细胞色素氧化酶和交替氧化酶。

2、线粒体是进行有氧呼吸的细胞器，在其内膜上进行的是氧化磷酸化，衬质内进行三羧酸循环。

3、糖酵解过程有三个不可逆反应，分别由己糖激酶，磷酸果糖激酶，丙酮酸激酶催化。

4、参与抗氰呼吸的末端氧化酶为交替氧化酶。

5、马铃薯块茎、苹果、梨在削皮或受伤后出现褐色是多酚氧化酶的作用。

6、EMP和PPP的氧化还原辅酶分别为NAD+和NADP+。

7、高等植物在正常呼吸时，主要的呼吸底物是葡萄糖，最终的电子受体是氧气。

8、呼吸抑制剂主要有鱼藤酮，安米妥，抗霉素A，氰化物。

9、糖酵解是在细胞基质中进行的，它是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径。

10、糖酵解的最后产物是丙酮酸。

11、EMP在细胞质中进行，PPP在细胞质中进行，TCA在线粒体中进行，酒精发酵在细胞质中进行。

12、组成呼吸链的传递体可分为氢传递体和电子传递体。

13、在呼吸链中只能传递电子的组分是Fe-S，Cytaa3和Cytb。

14、呼吸作用的指标是呼吸速率和呼吸商。

五、简答与论述。

1、论述呼吸作用的多样性及其意义。

答：呼吸代谢多样性主要表现在三个方面：代谢途径的多样性、呼吸电子传递途径的多样性和末端氧化酶的多样性。

（1）代谢途径多样性。

（2）呼吸电子传递途径多样性。

主路：NADH——FP1——FeS——UQ——Cytb——Cytc——Cyta——Cyta3——O2支路1：NADH——FP2——UQ——Cytb——Cytc——Cyta——Cyta3——O2支路2：NADH——FP3——UQ——Cytb——Cytc——Cyta——Cyta3——O2支路3：NADH——FP4——Cytb5——Cytc——Cyta——Cyta3——O2交替途径：NADH——FP1——UQ——X（交替氧化酶）——O2（3）末端氧化酶多样性（4）呼吸作用多样性的意义呼吸代谢的多样性，是植物在长期进化过程中对不断变化的外界环境的一种适应性表现，以不同方式为植物提供新的物质和能量。

其要点是呼吸代谢（对生理功能）的控制和被控制（酶活性）过程，受到生长发育和不同环境条件的影响。

2、呼吸作用的生理意义。

答：（1）为植物生命活动提供能量。

呼吸氧化有机物，将其中的化学能以ATP形式贮存起来。

当ATP分解时，释放能量以满足各种生理过程的需要。

呼吸放热可提高植物体温，有利种子萌发、开花传粉受精等。

（2）中间产物是合成植物体内重要有机物质的原料。

呼吸产生许多中间产物，其中有些十分活跃，是进一步合成其他有机物的物质基础。

（3）在植物抗病免疫方面有着重要作用。

呼吸作用氧化分解病原微生物分泌的毒素，以消除其毒害。

植物受伤或受到病菌侵染时，通过旺盛的呼吸，促进伤口愈合，加速木质化或栓质化，以减少病菌的侵染。

3、糖酵解的过程和生理意义。

答：（一）过程：1.己糖的活化：己糖在己糖激酶作用下，消耗两个ATP逐步转化成果糖-1，6-二磷酸。

2.己糖裂解：果糖-1，6-二磷酸裂解为2分子磷酸丙糖，即甘油醛-3-磷酸和磷酸二羟丙酮，后者在异构酶作用下可变为甘油醛-3-磷酸。

3.丙糖氧化：甘油醛-3-磷酸氧化脱氢形成磷酸甘油酸，产生1个NADH和1个ATP ，磷酸甘油酸经脱水、脱磷酸形成丙酮酸，并产生1个ATP。

（二）意义。

1.存在于所有生物体中包括原核生物和真核生物。

2.产物丙酮酸的化学性质活跃，可以通过多种代谢途径，生成不同的物质。

3.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。

4.糖酵解途径中，多数反应均可逆转，这就为糖异生作用提供了基本途径。

4、无氧呼吸与有氧呼吸的异同答：1、共同点①分解有机物，为生命活动提供能量和中间产物。

②反应历程都经过糖酵解阶段。

2、不同点：①能量释放有氧呼吸能将底物彻底氧化分解，而无氧呼吸底物氧化分解不彻底，释放能量少。

无氧呼吸过程中形成乙醇或乳酸所需的NADH＋H+，一般来自于糖酵解。

因此，将糖酵解过程中形成的2分子NADH和H+被消耗掉。

每分子葡萄糖在发酵时，只净生成2分子ATP，葡萄糖中的大部分能量仍保存在乳酸或乙醇分子中。

发酵作用能量利用效率低，有机物耗损大，依赖无氧呼吸不可能长期维持有氧生物细胞的生命活动。

②中间产物有氧呼吸产生的中间产物多，而无氧呼吸产生的中间产物少，为机体合成作用所能提供的原料也少。

③有毒物质发酵产物的产生和累积，对细胞原生质有毒害作用。

如酒精累积过多，会破坏细胞的膜结构；若酸性的发酵产物累积量超过细胞本身的缓冲能力，也会引起细胞酸中毒。

5、比较光合磷酸化和氧化磷酸化。

答：6、比较光合作用和呼吸作用。

呼吸作用是生物界非常普通的现象，是一切生物细胞的共同特征，它是将体内的物质不断分解，并释放能量供给各种生理活动的需要，属于新陈代谢的异化作用方面。

光合作用是将无机物合成有机物，将光能转变为化学能的过程，属于新陈代谢的同化作用方面。

7、呼吸作用的影响因素。

答：（一）内部因素（1）植物种类：生长快的植物呼吸速率也高。

（2）不同器官或组织：生殖器官>营养器官；生长旺盛的>生长缓慢的；幼嫩器官>成熟器官。

（3）同一器官在不同生长过程中，呼吸速率也有极大变化。

（二）外界条件（1）温度。

呼吸速率随温度变化的曲线呈钟罩形。

呼吸作用最适温度是指能长期维持较高呼吸速率的温度。

呼吸作用最适温度是25℃~35℃，最高温度是35℃~45℃，呼吸作用最低温度则依植物种类不同有较大差异。

（2）氧气。

氧浓度影响呼吸速率和呼吸类型。

呼吸速率一般随氧浓度的增大而增强。

但当氧浓度增至一定程度时，呼吸速率不再增加，这一氧浓度为氧饱和点。

氧饱和点与温度密切相关，一般是温度升高，氧饱和点也相应提高。

（3）二氧化碳。

环境中二氧化碳浓度增高时，脱羧反应减慢，呼吸作用受到抑制。

（4）水分。

整体植物组织的含水量增加，其呼吸速率也升高。

除环境因素影响呼吸强度外，机械损伤可促使呼吸加强；一些矿质元素(如磷、铁、铜、锰等)也影响呼吸；内部因素如呼吸底物的多少也会使呼吸作用加强或减弱。