《植物生理学提纲》第4章植物的呼吸作用

Chapter4Respirationinplant

一、Termdefinition

1、Aerobicrespiration有氧呼吸在有氧条件下，活细胞使呼吸底物彻底降解氧化，伴随着C02的释放、H20的形成和能量的释放Inthepresenceofmolecularoxygen02livingcellmakesrespiratorysubstratesdegradeoxidizethoroughlycompaniedwithreleaseofC02formationofH20andunlockingofeneigy.指生活细胞在02的参与下，可把某些有机物质彻底氧化分解，放出C02并形成H20同时释放能量的过程呼吸底物糖、脂肪和蛋白质常用的呼吸底物是GoC6H12O6+6O2f6co2+6H2O+Energy△G=2870kJ686kCal/mol有氧呼吸aerobicrespiration指生活细胞在02的参与下，把有机物质彻底氧化分解，产生C02和H20同时释放能量的过程人们通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸用于呼吸作用的有机物称为呼吸底物，如淀粉、果聚糖、蔗糖、葡萄糖及脂肪和有机酸，甚至在特定情况下蛋白质都可作为呼吸底物人们常以葡萄糖作为呼吸底物用简明的方程式来描述呼吸作用中物质和能量的转变乩

2.+60——6CO+6HO+能最ACJ-2869kJ-mof1在呼吸作用中，有相当一部分的能量以热能形式释放这部分能量散发到大气或土壤中对植物基本无益，只有在低温下对某些特定种类植物有用，如可刺激代谢，促进花朵开放正是由于呼吸会消耗02并产生C02和热量所以进入贮藏果蔬的地窖，会因C02浓度过高而使人窒息沫经充分干燥的谷物堆放一段时间会发热呼吸作用底物氧化产生的主要能量贮存于ATP的高能磷酸键中，它可被其他生理活动所利用在呼吸作用中，代谢的中间产物可进一步合成蛋白质、核酸、脂肪等细胞物质

2、Anaerobicrespiration无氧呼吸无氧条件下，活细胞部分降解呼吸底物，伴随着较少的能量释放Intheabsenceof02livingcellmakesicspiratorysubstratesdegradepartlycompaniedwithunlockingoflessenergy.Fermentationinmicrobes.在无氧条件下，生活细胞的呼吸底物降解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程微生物一一发酵C6H12O6-2C2H5OH（乙醇）+2CO2+EnergyAG^lOOkJ/molC6Hl206-2CH3CHOHCOOH（乳酸）+EnergyAG^lOOkJ/mol糖酵解的终端产物丙酮酸，在生化上十分活跃，可通过不同途径产生不同反应例如，氧气供给充足，丙酮酸进入柠檬酸循环进一步脱氢、脱竣氧化拼放出co；在缺氧情况下，丙酮酸脱竣形成C02和乙醛或直接还原内酮酸形成乳酸它们均以EMP途径产生的NADH作为还原剂

4、Citratecycle（Tricarboxylicacidcycle）柠檬酸循环（TCA）:存在于线粒体基质中，乙酰辅酶A-柠檬酸一异柠檬酸一a-酮戊二酸一琥珀酰辅酶A-琥珀酸一苹果酸一草酰乙酸一柠檬酸TCAcycleisaprogramcarriedoutinmitochondrialmatrixunderavailable02inwhichpyruvateisstepbystepdegradedbyoxidationintoH20andC02发生在细胞的线粒体中，丙酮酸在有氧条件下，逐步氧化分解，最终形成水和CO2的过程有氧条件下，线粒体衬质中丙酮酸经柠檬酸（三较酸）和其他二段酸而逐步脱氢氧化释放出C02的过程这个循环首先由英国生化学家H.Krebs于1937年提出，所以又称为Krebs循环柠檬酸循环的生理功能在柠檬酸循环中2分子的丙酮酸脱下8个NADH和2个FADH2经电子传递和氧化磷酸化后可以产生28个ATP外加2个底物水平的ATP共形成30个ATPO形成的中间产物a-酮戊二酸和草酰乙酸是合成谷氨酸和天冬氨酸的原料它们为进一步合成蛋白质、植物色素等物质提供碳架

5、Pentosephosphatepathway磷酸戊糖途径（PPP）将葡萄糖-6-磷酸直接脱碳、脱氢形成核酮糖-5-磷酸，在胞质溶胶和质体中释放C02的过程（6分子葡萄糖-6磷酸脱氢两次，脱碳依次，形成6分子核酮糖5-磷酸和6分子氧气，6分子核酮糖-5-磷酸重组形成5分子葡萄糖-5-磷酸）•作用产生还原力（NADPH2）、产生中间产物、产生能量PPPisaprocessinwhichG6PisdirectlydecarboxylatedanddehydrogenatedandC02releasesinthecytosol.PPP是发生在细胞质中的G-6-P直接脱H、脱竣氧化，放出C02的过程，是不经过无氧呼吸生成丙酮酸而进行有氧呼吸的途径G6P后经两次脱氢，一次脱竣形成Ru5P6Ru5P通过分子重排（C

3、C

4、C

5、C7）重新形成G6P（每1循环实际消耗1G）6NADP6NADPH26NADP6NADPH

26、Pasteureffect巴斯德效应氧气抑制无氧呼吸或糖酵解02inhibitsanaerobicrespirationorglucolysis.氧对发酵作用的抑制现象，或02对无氧呼吸的抑制氧浓度的增加会使酒精发酵作用逐渐减弱以及糖的消耗速率下降

7、Mitochondria:matrixandcristae线粒体基质和崎

①线粒体基质具有TCA循环所需的酶，是TCA循环发生的场所；具有线粒体的遗传信息表达系统DNA、RNA、核糖体

②线粒体的崎呼吸电子传递链和氧化磷酸化发生的场所，其上有复合体I、II、III、IV、辅酶Q、细胞色素C以及ATP合酶其中的氢以质子形式脱下，电子沿呼吸链转移到分子氧，形成粒子型氧，再与质子结合生成水放出的能量则使ADP和磷酸生成ATP线粒体由两层膜包被，外膜平滑内膜向内折叠形成崎，两层膜之间有腔，线粒体中央是基质线粒体能为细胞的生命活动提供场所，是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所有细胞“动力工厂powerplant之称基质TCA循环酶类TCAcycleDNARNARibosome部分遗传自主性崎含ATP合成酶，进行电子传递和氧化磷酸化Cristae withrespiratorychainATPsynthase;functionasrespiratoryelectrontransportandoxidativephosphorylation.P/0ratio呼吸中每消耗一个氧原子形成的ATP数量，NADHincitratecycle一P/0=

2.53FADH2orNADHinglucolysis-P/O=

1.52P/0isreferredtonumberofATPformationwhileeachoneofatomofoxygenisconsumedduringrespiration.P/O指每消耗1个氧原子所形成的ATP个数NADH2一P/0=3or

2.5FADH2一P/0=2L5PolyphenoloxidasePPO多酚氧化酶一种含铜酶，与其他氧化还原反应偶联，起到末端氧化酶的作用，利用分子氧氧化酚或多酚形成对应醍的酶在茶树中，可以氧化茶多酚形成茶黄素、茶红素、茶褐素等在细胞受到轻微破坏时与酚发生反应，将酚氧化为醍在植物体内普遍存在，如荔枝变褐色一类含铜的酶，存在于质体、微体中，催化分子氧对多种酚的氧化，使之变成醍Ascorbicacidoxidase（AAO）抗坏血酸氧化酶一种含铜的酶，位于细胞质中或与细胞壁结合，与其它氧化还原反应相偶联起到末端氧化酶的作用，利用分子态氧催化抗坏血酸的氧化，形成去氢抗坏血酸和水一种含酮的氧化酶，可以催化抗坏血酸的氧化普遍存在于植物中，与植物的受精过程密切相关，有利于胚珠的发育

二、keypointsl.Distingushaerobicandanaerobicrespiration区分有氧呼吸和无氧呼吸

①表观上有氧呼吸是指在有氧条件下，活细胞使呼吸底物彻底降解（氧化），伴随着CO2的释放、H2O的形成和能量的释放；无氧呼吸是指无氧条件下，活细胞部分降解呼吸底物，伴随着较少的能量释放

②产物有氧呼吸完全氧化，产生水和二氧化碳；无氧呼吸不完全氧化，产生酒精

③部位有氧呼吸主要发生在线粒体中，无氧呼吸主要在细胞基质中

2.Structureandfunctionofmitochondrionindetails线粒体的具体结构及功能

①线粒体外膜具有全透性

②线粒体内膜（靖）高选择透性、有呼吸链和ATP合酶，发生呼吸电子传递和氧化磷酸化

③线粒体基质有三竣酸循环的酶，发生三峻酸循环；有DNA、RNA和核糖体，半自主性2线粒体呈球形或短杆状直径为

0.5〜长约1〜2|im500〜2000/cell外膜一一透性大被膜r-线粒体J内膜〔——强选择透性，有呼吸链，“动力站”.（喳）ATP合成酶，电子传递和氧化磷酸化间质TCA循I环酶v类——TCAcycle、DNARNARibosome部分遗传自主性Respirationandproduction.呼吸与生产种子贮藏存在安全含水量，在安全含水量下种子可以贮藏一个周期年果实贮藏果实存在呼吸跃变措施见问答题C4-1

三、Questions.HowtousetherespiratoryprincipleinproductionSeedorfreshfruitsandvegetablestorage.如何在生产中应用呼吸原理？种子或新鲜果蔬的贮藏1）种子的贮藏

①充分干燥种子，将种子的含水量控制在安全含水量之下安全含水量是指种子可以储存一个周期年的含水量不同种子的安全含水量不同还可以采用种子超干贮藏技术

②在较低温度下贮藏，一般在-4〜4℃还可以采用超低温贮藏（T93C）

③调节气体的组分充满氮气、二氧化碳或通过呼吸自主减少氧气2）果蔬的贮臧的原则降低呼吸速率，延缓呼吸跃变

①在较低的温度下储存，抑制呼吸，但不可低至U导致低温损伤

②气体控制提高C02含量，降低02含量，抑制呼吸同时要适当通风，防止C02浓度过高毒害果蔬

③去除乙烯，延缓呼吸跃变

④培育转基因植物，例如在番茄中转入反义ACC氧化酶基因，降低其乙烯的产量，防止番茄过度成熟（ACC合酶基因编码ACC合酶，是乙烯合成中的关键酶）

一、呼吸与作物栽培通过影响作物的无机营养和有机营养，影响物质的运输和改变，最终导致新细胞和器官的形成播种一一育苗一一中耕

1、充足的氧气一一水稻的露田、晒田，中耕（保证根系得到充分的氧气），适时排水（防止无氧呼吸烂根，且水田中有毒物质过多时会破坏细胞色素C氧化酶和多酚氧化酶的活性，抑制呼吸）

2、适宜的温度一一早稻浸种发芽使用温水低温会破坏线粒体结构，引起代谢紊乱

二、呼吸与粮食贮藏1充分干燥种子晒干种子-低于安全含水量适于周年长期保管的种子含水量称为“安全含水量”2降低粮温-4-4℃o超低温保存新技术-193℃

3、调节气体成分一一充氮.充二氧化碳或密封自行缺氧

三、呼吸与果蔬贮藏原理设法降低呼吸，推迟呼吸跃变1低温低温下，果实的呼吸作用减弱，果实内的有机物质储存的时间较长但是要注意防冻2适宜的湿度保证果实含水量不致于干瘪3气体调控C02/02高时，果实的呼吸作用降弱，推迟果实的呼吸跃变的到来4尽量减少机械损伤机械刺激，呼吸暂时上升而且会引发微生物的生长，加快水果腐烂5降低乙烯在储藏室的浓度因为乙烯会增加果皮细胞的通透性，加强内部氧化过程，促进果实呼吸，加速果实成熟6生物技术转基因成功例子ACC合酶反义突变体tomatoHowtostoredryfoodandseedlonger7marksHighrespiratoryratesofthedryseedwillconsumemorestoredorganicnutritionofthem.Thereforeitismostimportantforthemtoreducetherespiratoryrateduringthestorageperiods.Therespiratoryratecanbegreatlyimpairedbymicroorganismenvironmentalconditionsindryfoodandseed.Ifyouwanttostorethemlongerfollowingthingsshouldbedone.Whenkeeptheseedandfoodlongeryoufullydrytheseedsandcontroltheseedwatercontentbelowsafetywatercontentinwhichseedcanbestoredonecycleyearordoseedultradriedstorage;youcanlowerfoodtemperatureto-4〜4C°evensuper-lowtemperaturestorage-193C0;AndyouregulategascomponentsbyfillingwithN2C02orautonomouslydecreasein02byrespirationaswellasyouusethechemicalstokillthemicrobeorinsects.干燥种子的高呼吸速率会消耗更多的储存有机营养因此，在储存期间降低呼吸频率对他们来说是最重要的干燥食品和种子中的微生物、环境条件对呼吸速率有很大的影响如果你想把它们储存更长时间，应该做以下的事情当种子和食物保存时间较长时，应使种子充分干燥，并将种子含水量控制在安全含水量以下，其中种子可储存一个周期年或进行种子超干贮藏；可将食品温度降低至-4〜4C，甚至超低温贮藏-193C；用氮气、二氧化碳或氧气填充调节气体成分r通过呼吸自主降低氧气含量，同时使用化学物质杀死微生物或昆虫Howtodelayfruitsenescenceandtostoreitlonger8marksFruitscanbedividedintotwosorts:onecalledrespiratory-climactericfruitsuchasbananaapplystrawberryetcandtheothercallednon-respiratoryclimactericfruitsuchasorangewatermelonetc.Fordifferentsortsoffruitsdifferentkindsofmethodshouldbeappliedtostorethemsoastodelaytheirsenescence.Astothefirsttypeweshouldsticktoageneralprinciple:decreaseRdanddelaytheclimacteric.Theyshouldbestoredinthoseconditions:lowtemperaturebutnotbelow0℃avoidingchillingorfreezinginjury;gascontrolhigherCO2below4%andlower02butnotinducinganaerobicrespirationandguaranteeingsuitableventilation;removingEthwhetherthefruitareinstorageortransportation;genemodificationcreatingtransgenicplantthatisnotactivetoACCorformEth.Astothesecondtypelikethefirsttypeweshouldcontrolthestorageconditiontoo.SuchasrelativelylowtemperaturehigherrateofC02lowerrateof02andsuitableventilationsothatEthwillnotcumulate.Besidethoseabovewealsoapplythesomemethodsfordelayingfruitsenescencesuchsprayingcalciumsolutionandotherflash-keepingmembranesbeforethepickingandduringthetransportationrespectivelyandstorethefruitbyfastfreezing.水果可分为两类一类是香蕉、苹果、草莓等呼吸性更年期水果，另一类是橘子、西瓜等非呼吸性更年期水果，对于不同种类的水果，应采用不同的贮藏方法，以延缓其衰老对于第一种类型，我们应该坚持一个总的原则降低rd，推迟更年期应在以下条件下储存1低温，但不低于0℃避免冷冻或冻害；2气体控制，4%以下的二氧化碳含量较高，氧气含量较低，但不会引起厌氧呼吸，并保证适当的通风；3无论水果是在储存或运输过程中去除ETH;4基因修饰，产生To对ACC或ETH没有活性的转基因植物对于第二种类型，和第一种类型一样，我们也应该控制存储条件如温度较低，二氧化碳含量较高，氧气含量较低，通风适宜，不会累积ETHO除此之外，我们还采用了一些延缓果实衰老的方法，如分别在采摘前和运输过程中喷洒钙溶液和其他保鲜膜，并通过速冻保存果实

2.Comparethesimilarityanddifferencebetweenrespirationandphotorespiration比较呼吸和光呼吸的相似点和不同点呼吸是植物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳、水或其他产物，并且释放出能量的过程光呼吸是绿色植物在光照条件下，吸收氧气和释放C02的过程1）相彳以点

①最终都释放C02；

②反应途径中都有线粒体参与；

③中间产物都为植物体内其他物质的合成提供了原料2）不同点:

①底物呼吸的底物有碳水化合物、脂肪和蛋白质，光呼吸的底物是光合作用生成的乙醇酸

②代谢途径呼吸途径包括糖酵解、三竣酸循环、磷酸戊糖途径等光呼吸途径为乙醇酸代谢途径

③发生条件呼吸在光照、黑喑下都可进行，光呼吸只在光下进行

④发生部位呼吸发生在所有活细胞的细胞质和线粒体中；光呼吸只发生在光合细胞中，在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体三种细胞器的协同作用下进行

⑤能量呼吸作用释放能量，光呼吸消耗能量

⑥功能呼吸作用最主要的功能是将有机物中的稳定化学能转化成ATP中的活跃化学能，为植物体的各种生命活动提供能量光呼吸的主要功能是防止高光强对光合器的破坏（光能过剩时，易导致超氧自由基或单线态氧的积累）、防止02对碳同化的抑制作用、消除乙醇酸的毒害作用、为植物体补充部分氨基酸（甘氨酸和丝氨酸）往年卷:SimilarityBothuptakeof02andreleaseofC02DifferenceRespirationPhotorespirationinconditionssubstratesBothinlightanddarkmainsugarOnlyinlightglycolateinmetaboliclocationsandpathwaysCytosolandmitochondrionmainpathwayincludingglycolysis-citratecycleandrespiratoryelectrontransportandphosporylation.Chloroplastperoxisomeandmitochondrionmainpathwayincludingglycolateformationoxidationdecarboxylationanddeaminationinfunctions1Providetheenergy36ATPforlifeactivity.2ProvidetheintermediateproductsskeletonforotherbiosynthesissuchasketoacidandNADPH.lProtectionofphotosyntheticapparatusfromdamagebyhighintensityoflight2avoidinginhibitionof02tophotosyntheticcarbonassimilates3limitingglycolicacidtoxicationandamendpartialaminoacidSerandGly.氧气吸收和二氧化碳释放的相似性差呼吸光呼吸在条件下，底物在光照和暗照下，主糖仅在光照下，糖酸盐在代谢部位和途径中，胞质醇和线粒体主要途径包括糖酵解、柠檬酸循环、呼吸电子传递和磷酰化叶绿体、过氧化物酶体和线粒体，主要途径包括糖化物的形成、氧化、脱竣和脱氨基在功能

（1）中，为生命活动提供能量（36atpX

（2）为其他生物合成提供中间产物（骨架），如酮酸和NAD（P）H

（1）保护光合器免受高强度光的损害

（2）避免氧气对光合碳同化物的抑制

（3）限制乙醇酸毒性并修正部分氨基酸（SER和GLYX无氧呼吸anaerobicrespiration一般指在无氧条件下，生活细胞把有机物质降解为不彻底的氧化产物同时释放少量能量的过程在微生物中，无氧呼吸通常称为发酵fermentation高等植物的无氧呼吸可产生酒精也可产生乳酸，如以葡萄糖作为呼吸底物，其反应为:aHuOhT2CHOH+2CO2+能最AGr=-100kJ-mol1C6Hl一》2CH、CHOHCOOH+能量AC=-100kJ-mol1无氧呼吸的特征是不利用02底物氧化降解不彻底，仍以有机物形式存在，故释放能量少高等植物在短时间缺氧条件下如淹水，可进行无氧呼吸因而可适应不利环境，保持生命延续有些体积较大的块根、块茎和果实的内部组织也存在无氧呼吸沼泽植物根系如水稻更具有较强的无氧呼吸能力

3、Oxidativephosphorylation氧化磷酸化呼吸电子沿呼吸链传递到02的过程偶联的ATP合成过程，由ADP与Pi合成ATPAprocessinwhichATPissynthesizedwithADPandPiwhiletherespiratoryelectronistransferredalongrespiratorychainto02当底物脱下的氢经呼吸链氢和电子传递体传至氧的过程中伴随着ADP和Pi合成ATP的过程称氧化磷酸化当底物脱下的氢H+和e-经呼吸链传递至氧气02的过程中伴随着ADP和无机磷Pi形成ATP的过程，称为氧化磷酸化oxidativephosphorylationo在氧化磷酸化过程中，从底物脱下的每对氢要与一个氧原子0化合形成一分子H2Oo因此，常用P/0比来表示线粒体氧化磷酸化的偶联状况即每消耗一个0形成多少个ATP化学渗透学说chemiosmotichypothesis是解释氧化磷酸化偶联机制，并被普遍接受的理论该学说认为，存在于线粒体内膜上的呼吸链在传递电子进行氧化作用时，质子被泵到线粒体膜间间隙由于内膜不能自由通过H+因而造成了基质的pH约

8.5高于膜间间隙pH约

7.0两侧之间产生质子电化学梯度由质子梯度和电位梯度构成，和光合磷酸化类似，膜间间隙的H通过并激活内膜上的F0F1-ATP合成酶，驱动ADP和Pi缩合为ATP除了用于ATP的合成，质子电化学势梯度在柠檬酸循环、氧化磷酸化的底物和产物的跨线粒体膜运输方面也有重要的作用标准答案AprocessinwhichATPissynthesizedwithADPandPiwhiletherespiratoryelectronistransferredalongrespiratorychainto

02.由ADP和PI合成ATP而呼吸电子沿着呼吸链转移到氧气的过程

4、Terminaloxidase末端氧化酶将从底物中获得的电子转移到分子氧并形成H20或H2O2的酶Terminaloxidasesareenzymesbywhichtheelectronderivedfromsubstrateistransfeiredtomolecular02andH20orH2O2isformed.处在呼吸作用的最末端，所以叫末端氧化系统，参与其中的酶叫末端氧化酶酶的作用是把底物的电子传递到分子氧并形成H20或H2O2分为线粒体上（细胞色素氧化酶和抗氟氧化酶）和线粒体外（酚氧化酶和抗坏血酸氧化酶）的末端氧化酶是指把底物的电子通过电子传递系统最后传递给分子氧并形成水或者过氧化氢的酶类由于这类酶所起的作用是在生物氧化的末端，故称为末端氧化酶其中主要有线粒体木上的细胞色素C氧化酶和交替氧化酶此外胞质溶胶和其他细胞其中还有酚氧化酶，抗坏血酸氧化酶和黄素氧化酶从呼吸链电子传递体的组成及不同呼吸作用抑制剂抑制呼吸的实际效果看，植物具有多条电子传递途径这些电子传递途径的差别是由不同的末端氧化酶所决定的所谓末端氧化酶（terminaloxidase）是指把底物氧化的电子传递到分子态氧并形成水或过氧化氢的酶它可分为存在线粒体内膜的末端氧化酶如细胞色素氧化酶、交替氧化酶等和线粒体外的末端氧化酶如多酚氧化酶和抗坏血酸氧化酶等这种复杂多样的氧化酶系统能适应不同的底物和不断变化的外界环境，保证植物正常的生命活动

5、Cytochromeoxidase细胞色素氧化酶电子传递链末端的酶（末端氧化酶的一种），具有质子泵的作用，可将H+由基质抽提到膜间隙，同时可通过血红素中铁原子的氧化还原变化，把电子传递给还原的氧形成水是一种含铁和铜的氧化酶，含细胞色素a及a3细胞色素氧化酶把细胞色素a的电子传给02使其激活，与质子结合形成水是呼吸电子传递过程中最重要的末端氧化酶，是所有生物呼吸链都有的它是一种含铁和铜的氧化酶，含有Cyta和Cyta3铁吓咻为其辅基呼吸电子传递主路与细胞色素氧化酶（cytochromeoxidase）o细胞色素氧化酶是呼吸电子传递过程中最重要的末端氧化酶是所有生物呼吸链都有的它是一种含铁和铜的氧化酶，含有Cyta及Cyta3铁吓啾为其辅基细胞色素氧化酶在有氧呼吸中有极重要的作用，它与02的亲和力极高，植物组织中消耗的02近80%是由这种酶的作用完成的，特别是代谢活跃的幼嫩组织标准答案:Cytochromeoxidaseislocatedinmitochodronwhichtransfersrespiratoryelectrontomolecular02andformsH

20.细胞色素氧化酶位于线粒体内囊体膜上，它将呼吸电子传递到分子氧并形成水

6、Alternativeoxidase（Cyanide-resistantrespiration）交替氧化酶（抗氟呼吸）:

①交替氧化酶是指植物体线粒体内膜上的线粒体呼吸链中抗毒呼吸途径的末端氧化酶，其作用是将UQH2的电子经FP传给02生成H2Oo

②抗富呼吸是指当植物体内存在与细胞色素氧化酶的铁结合的阴离子（如富化物、叠氮化物）时，仍能继续进行的呼吸，即不受氟化物抑制的呼吸不受CN—和N3—及CO等呼吸抑制剂所抑制的呼吸被称为抗氧呼吸在抗鼠途径中将电子直接交给氧的氧化酶，对氧气的亲和力高，不受抗霉素A氟化物、叠氮化物、CO的抑制在天南星科的某些植物中，呼吸不受CN・，N3-CO等呼吸抑制剂所抑制，表明其末端氧化酶不是通常的细胞色素氧化酶，因而这种呼吸被称为抗鼠呼吸，呼吸链中对氧化物不敏感的氧化酶成为交替氧化酶或抗氟氧化酶从呼吸电子传递途径中可见，电子从CoQ经交替氧化酶的传递，直接交给02形成H20构成一条缩短的与主路交替的支路与细胞色素氧化酶相比交替氧化酶与02亲和力低得多，由于其传递过程中，只将1对质子转移到线粒体膜间隙，形成1分子ATP故其P/0比只有1大部分的能量主要以热量形式散失，故这条途径强烈时植物组织的温度会升高标准答案TherespirationisnotblockedbynormalrespiratoryinhibitorssuchasCN—N3—（azide）orCO.Terminaloxidaseinvoledinthisrespirationpathwayisalternativeoxidaseinsensitivetocyanide.正常呼吸抑制剂如CN-、N3-（叠氮化物）或CO不会阻断呼吸参与呼吸途径的末端氧化酶是替代氧化酶，对象化物不敏感

7、Energychargeregulation能荷调节细胞通过调节ATP、ADP、AMP两者或三者之间的比例来调节其代谢活动的作用[ATP]+1/2[ADP]EC（能荷）=[ATP]+[ADP]+[AMP]细胞内通过腺甘酸之间的转化来调节呼吸代谢，能荷代表了细胞的能量水平，细胞内腺甘酸中有多少相当ATPoECreflectstheenergylevelsincellandthefollowingformulaisoftenrepresented:[ATP]+1/2[ADP]能荷EC二[ATP]+[ADP]+[AMP]能荷是ATP-ADP-AMP系统中可利用的高能磷酸键的度量能荷=[ATP]+1/2[ADP]/[ATP]+[ADP]+[AMP]当能荷变小，会相应地启动活化ATP的合成反应，反之当能荷变大则ATP合成反应就变慢，因此能荷是细胞中合成ATP和利用反应的调节因素这种细胞内通过腺甘酸之间的转化对呼吸代谢的调节，称为能荷调节能荷代表了细胞的能量水平通过能荷调节，生活细胞的能荷一般稳定为

0.75〜

0.

95.当能荷变小时，会相应地启动、活化与ATP的合成反应相关的呼吸过程，如EMP-TCA循环；反之，当能荷变大时，则与ATP的合成反应相关的呼吸过程就变慢因此，能荷是细胞呼吸代谢调节的一个重要因素，调节着EMP-TCA循环的某些酶活性，从而控制EMP途径的速率

8、Biologicaloxidation生物氧化在正常温度和压力下，活细胞在酶催化下逐步释放储能的过程，包括氧化降解有机底物、消耗

02、产生C02和水以及释放储能形成ATPintensivedefinition:Theprocessinlivingcellundernormaltemperatureandpressurecatalyzedbyenzymeandreleasingstoredenergystepbystepincludesorganicsubstratedegradationbyoxygenation02consumptionC02andH20productionandreleaseofstoredenergytoformATP广义上指在活细胞内，有机物质氧化降解，并消耗02生成C02和水及放出能量的总过程Specialdefinition:respiratoryelectrontransportandoxidativephosphorylationand02uptakeandH20formation.狭义上指呼吸作用的电子传递与氧化磷酸化相偶联，吸氧和产生H20的过程广义上的生物氧化biologicaloxidation是指呼吸底物氧化，消耗02生成C02和H20并放出能量的总过程即有氧呼吸它是在活细胞内，经一系列酶催化，在常温和以水为介质的环境中逐步完成，能量也是逐步释放的生物氧化产生的能量，大部分是以细胞各种生理活动所使用的形式ATP释放的因此，狭义上的生物氧化是指三峻酸循环等脱氢氧化产生的NADH和FADH2通过线粒体内膜上的电子传递和氧化磷酸化转化，生成ATP和H20的过程

9、Respiratoryquotient（RQ）呼吸商释放C02的分子数（体积）RQ=Referred吸收2的分子数（体积）astheratioofmoles（orvolumes）ofreleasedCO2toabsorbed02byplanttissueatthesametime.是植物组织在一定时间内释放的C02与吸收的02的mol（或V）数的比值，表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一种指标释放的C02摩尔（或体积）R.Q.=吸收的02摩尔（或体积）又称呼吸系数，为植物组织在一定时间内释放的C02的摩尔数与吸收的的摩尔数的比率它是表示呼吸底物的性质及氧气供应状态的一种指标呼吸商（respiratoryquotientRQ）又称呼吸系数，为植物组织在一定时间内释放的C02的物质的量（或体积）与吸收的02的物质的量（或体积）的比率它常作为反映呼吸底物的性质及氧气供应状态的一种生理指标释放的co的物质的量（或体积）Q二吸收的0的物质的量（或体积）当呼吸底物是糖类（如葡萄糖）而又完全氧化时RQ二L脂质比糖类还原程度高，即在脂质分子中H对0的比例大，故脂质在生物氧化时需要更多的02其RQ也小于lo如油料种子萌发初期脂肪酸在胚乳中转化或呼吸氧化反之，一些含氧多于糖类的呼吸底物，如有机酸，其RQ大于

1.需要指出的是RQ虽然与呼吸底物有关但由于植物体内常伴随其他氧化还原过程的发生，单用RQ还难以确证使用的呼吸底物一般而言，植物呼吸通常先利用糖类，后利用其他物质此外RQ大小还与环境的供氧状态有关，同样是糖类作呼吸底物在缺氧条件下似无氧呼吸为主RQ则远大于L当呼吸进程中形成不完全氧化产物（如有机酸），吸收的02多于放出的C

02.所以RQ就小于lo标准答案AlsocalledrespiratorycoefficientitreferredastheratioofmolesorvolumesofreleasedC02toabsorbed02byplanttissueatthesametime.也称为呼吸系数，它是指释放的二氧化碳与植物组织同时吸收的氧气的摩尔数（或体积）之比

10、Respiratoryclimacteric呼吸跃变在一些物种中，果实呼吸随果实成熟而降低，但在成熟后阶段突然增加到峰值并再次下降的现象E.g.苹果、桃、梨、香蕉etcInsomespeciesfruitrespirationsbegintodeclinewithmaturationofthefruitsbutabruptlyincreasetoapeakinthepostripeningstageanddecreaseagain.Suchasapplepeachpearbananastrawberryetc.部分果实成熟过程呼吸渐渐下降，但在成熟前呼吸又急剧升高，达到一个小高峰后再下降的现象果实可根据有无呼吸跃变分成两大类，一是跃变型果实，如苹果、梨、香蕉等，称跃变型果实；另一类果实在成熟前，呼吸上升不明显的为非跃变型果实，如西瓜、柑桔、瓜类、菠萝等具有呼吸跃变的果实在成熟时呼吸速率会急剧升高，达到一个小高峰后再下降，这一过程称为呼吸跃变跃变型果实如苹果、梨、香蕉、草莓等形成呼吸跃变的原因CCh-Eth-ACC非跃变型果实如西瓜、柑橘、瓜类、菠萝标准答案Insomespeciesfruitrespirationsbegintodeclinewithmaturationofthefruitsbutabruptlyincreasetoapeakinthepostripeningstageanddecreaseagain.Suchasapplepeachpearbananastrawberryetc.在某些物种中，果实呼吸随着果实成熟而开始下降，但在后成熟阶段突然上升到峰值，并再次下降如苹果、桃子、梨、香蕉、草莓等

11、Respiratorychain呼吸链线粒体喳上的一个系统，由一系列按氧化还原电位依次排列的H2和电子转运蛋白组成RespiratorychainisasystemincristaeofmitochondrionconsistofaseriesofH2ande-transporterswhichareinorderarrangedinthebaseoftheiroxidative-reductivepotentials.呼吸链是指在线粒体内膜上按氧化还原电位高低有序排列的一系列氢及电子传递体构成的链系统呼吸电子传递链respiratoryelectrontransportchain简称呼吸链它是指位于线粒体内膜上，根据氧化还原电位高低有序排列的一系列氢和电子传递体系统它的功能是把糖酵解和柠檬酸循环中形成的NADH和FADH2的氢H通过质子H和电子⑹的形式传递给02并形成H2Oo因此，整个呼吸链的传递系统可由质子传递体和电子传递体组成植物线粒体内膜上的电子传递链由4种蛋白质复合体proteincomplex组成分别为复合体I、II、川和IV

12、Optimumtemperatureforrespiration呼吸最适温度高呼吸速率可以长时间维持的温度isdefinedasthetemperatureatwhichhighlyrespiratoryratecanmaintainforalongtime.是指能维持长时间高呼吸速率的温度呼吸作用的最适温度是指呼吸保持稳态的最高呼吸速率时的温度，大多数温度植物为25〜35C，但也因生育期不同而有变化呼吸作用的最适温度是指呼吸保持稳态的最高呼吸速率时的温度，大多数温带植物为25〜35C但也因生育期不同而有变化呼吸作用的最适温度总比光合作用的最适温度要高些因此当光线不足又高温时，呼吸消耗便会大于光合同化植物因饥饿而死亡控制植物呼吸作用处于最适温度以下对有机物的积累才有利，这也就是说，植物不应当长时间处于呼吸最适温度条件下

1、TemperaturecoefficientQlO源声系数.rate减t+iocQ10=表示温度变化10℃呼吸的相对变化由于温度升ImCI高10℃而引起的反应速率的增加Q10=Rateatt+10C°/RateattC°温度升高IOC引起的变化Q10温度每升高10C所引起的呼吸速率增加的倍数，通常称为温度系数标准答案itisanindextomeasuretheeffectoftemperatureonrespiratoryratewhichmeanstheratiooftherespiratoryrateatTplus10C°totherespiratoryrateatTC°asfollowingequation:Q10=Respiratoryrateatt+10C0/RespiratoryrateattC°.测量温度对呼吸速率的影响，即t+10C时呼吸速率与tc时呼吸速率之比，式中ql0=t+10C时呼吸速率/tC时呼吸速率

2、Respiratorypathway呼吸途径糖酵解-TCAt电子传递链氧化磷酸化，磷酸戊糖途径由糖酵解分支出去（具体看后面每一项）呼吸作用实际上是细胞内的糖类物质降解氧化的过程高等植物呼吸代谢途径包括3种糖酵解（EMP，无糖磷酸途径（PPP）、三竣酸循环（TCA）、戊近糖磷酸途径（PPP）、乙醇酸循环、乙醛酸氧化途径o分别在胞质溶胶（cytosol）、线粒体基质（mitochondrialmatrix）、胞质溶胶和质体（cytosol）、线粒体、乙醛酸循环体、内进行EMPpathwaycanbesummedupasfollowingreactionequation:C6H12O6+2NAD+2ADP+2Pi-2cH3coeOOH+2NADH2+2ATP+2H20TCAtotalequation:2Pyr+8NAD+2FAD+2ADP+2Pi+4H20f6CO2+2ATP+8NADH2+2FADH2PPPisaprocessinwhichG6PisdiiectlydecaiboxylatedanddehydiogenatedandC02leleasesinthecytosoL最初脱下的CO2中C6/C1比值全为PPP时C6/C1为0；全为EMP-TCAC6/C为1如比值在0-1之间，说明两条途径都有initialratioC6/Cl;ifonlyPPPtheC6/Clis0；ifonlyEMP-TCAC6/ClisLIftheratiois0lbothhappen.植物呼吸代谢途径由一条以糖酵解、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化为主线的呼吸代谢主路及磷酸戊糖代谢支路和乙醇（或乳酸）发酵的无氧代谢支路组成O

3、GlycolysisEMPpathway糖酵解（EMP）:己糖降解成丙酮酸的过程，发生在细胞溶胶中Aprocessinwhichhexoseisdegradedtopyruvateincytosol.糖酵解指在细胞质中己糖降解成丙酮酸过程糖酵解糖酵解（glycolysis）是指己糖在细胞质中降解成丙酮酸的一系列反应，亦称EMP途径（EMPpathway）以纪念对此研究做出杰出贡献的3位德国生物化学家糖酵解的底物己糖来自于淀粉、蔗糖或果聚糖糖酵解的生理功能糖酵解首先将分子已糖转化成2分子丙酮酸，并使已糖发生部分氧化，还原NAD，为NADH;其次通过底物水平磷酸化直接产生ATP扣除己糖活化阶段要消耗的2个ATP尚净产生2个ATP;2个NADH经线粒体膜上的脱氢酶转入呼吸链，还可产生4个ATP（第二节）此外，糖酵解的一些中间产物如Pyr和PEP成为合成其他代谢所需的原料区别有氧呼吸无氧呼吸底物糖、脂肪、蛋白质糖氧化程度彻底不彻底产物CO、K0酒精或乳酸产生的ATP多少反应方程式C6Hl26+62-6C02+6H20+EnergyC6Hl2O6-2C2H5OH（乙醇）+2C02+EnergyC6HM-2CH3CH0HC00H（乳酸）+Energy范围高等植物微生物发酵、高等植物缺氧时应用发酵作用不同点光呼吸呼吸（以有氧呼吸为代表）底物乙醇酸葡萄糖、脂肪和蛋白质条件光照细胞能进行光合作用的绿色植物细胞所有活细胞（包括动、植物）细胞器叶绿体、过氧化物体和线粒体线粒体酶乙醇酸氧化酶参与糖酵解和三竣酸循环的酶途径乙醇酸代谢途径糖酵解和三竣酸循环、戊糖无糖磷酸途径、乙醛酸循环、乙醇酸氧化途径有无碳损失有无速率是呼吸的3-5倍生理功能防止高光强对光合器的破坏、防止02对光合碳同化的抑制作用以及消除乙醇酸毒害和补充部分氨基酸提供植物生命活动所需要的大部分能量、降解过程的中间产物为其他化合物的合成提供原料以及增强植物的抗病性应用大棚种植、利用光呼吸抑制剂增产以及筛选低光呼吸品种等方面农业生产上的种子安全含水量以及水果贮藏等方面相同点都是活细胞吸收02放出C02的过程细胞的腺甘酸ATPADPAMP能核

10.50呼吸底物例子RQ=1糖类糖类完全氧化，即有氧呼吸RQ1富含氢的物质，如脂肪或蛋白质脂肪转换为糖RQ1比糖类含氧多的物质，如已局部氧化的有机酸

1、无氧呼吸

2、糖转换为脂肪。