呼吸作用的意义
呼吸作用的意义
呼吸作用的意义
呼吸作用是生物体进行气体交换的重要生理过程。
在这个过程中，生物体吸入氧气并排出二氧化碳，以维持细胞代谢的正常进行。
呼吸作用的意义在于：
1. 氧气供应：呼吸作用使空气中的氧气进入我们的肺部，进而被输送到全身各个细胞，供给细胞所需进行细胞呼吸和能量产生。
氧气是维持生命所必需的，没有足够的氧气供应，细胞无法进行正常的代谢活动。
2. 二氧化碳排出：呼吸作用将体内产生的二氧化碳从细胞输送到肺部，然后通过呼出排出体外。
二氧化碳是细胞代谢过程中的废物，如果不能及时排出体外，过量的二氧化碳会在体内累积，导致酸中毒。
3. 酸碱平衡：呼吸作用是调节酸碱平衡的重要机制之一。
细胞代谢会产生一定量的酸性物质，通过呼吸作用排出体外的二氧化碳可以与体内酸性物质结合形成碳酸根，以维持血液和体液的酸碱平衡。
4. 温度调节：呼吸作用通过调节呼出的气流速率和湿度，可以帮助调节体温。
当体温过高时，呼吸加快并产生更多的水蒸气，从而通过呼吸作用散发热量，帮助体温降低。
综上所述，呼吸作用在维持氧气供应、二氧化碳排出、酸碱平衡和体温调节等方面扮演着重要的角色，是生物体正常生理功能的基础之一。
第五章 呼吸作用
2.无氧呼吸呼吸的类型: 类型：酒精发酵；乳酸发酵； 3.无氧呼吸的意义： 适应暂时缺氧和深层组织的呼吸； 4.无氧呼吸的危害: （1）酒精中毒; （2）释放的能量少，不能满足需要; （3）有氧氧化的中间产物不能形成，影响 其它物质的合成。
乙醛还原成乙醇
丙酮酸直接还原还 原成乳酸
丙 酮 酸 在 呼 吸 途 径 中 的 地 位
第五章 植物的呼吸作用
第一节 呼吸作用的概念、意义与度量 一.呼吸作用的概念、特点与意义 1.有关呼吸作用的概念与类型 呼吸作用:植物体一切生活细胞经过某些代谢 途径使有机物氧化分解,释放能量的过程。 呼吸基质:呼吸作用中被分解的有机物称为呼 吸基质或呼吸底物。 自然界最普遍、最直接的呼吸基质是葡萄糖； 其他一切有机物经过转化都可以做为呼吸基 质。
多 条 呼 吸 链 和 多 种 末 端 氧 化 酶
各种末端氧化酶的主要特性比较
4.不同呼吸途径间的关系: 通过共同中间产物相互联系。
四.光合与呼吸作用的关系: 1.对立性： 物质代谢角度；能量代谢角度； 2.统一性: 原料与产物的统一; 相同的能量形态和生成方式; 有相同的中间产物; 思考题:从物质代谢和能量代谢的角度,说明呼 吸作用与光合作用的关系。
呼吸作用的类型： ★有氧呼吸:利用O2,将有机物彻底氧化成无机物,释 放全部能量的过程。 • C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+2881.2kJ
★无氧呼吸:缺O2条件下,呼吸底物进行不彻底的氧 化分解,释放部分能量的过程。 酒精发酵（多见于植物）：
C6H12O6
C6H12O6
2C2H5OH+2CO2+100.8kJ
第四节 影响呼吸作用的因素
一、内部因素的影响 种间差异： 喜温植物＞耐寒植物； 速生＞缓生 器官差异： • 幼嫩器官＞衰老器官， • 生殖器官＞营养器官, • 雌蕊＞雄蕊
植物生理学第4-1章章呼吸作用
二、乙醇发酵和乳酸发酵
• 在无氧条件下，糖酵解形成的丙酮酸在细胞质中即进行乙醇发酵或乳酸发酵。
• 乙醇发酵：
丙酮酸
乙醛
乙醇
• 丙发乳酮酵酸酸中发消酵耗：了乳NA酸DH丙，酮没酸有脱A羧TP酶的生成CO，2能量利用乙N效A醇D率H脱低+氢H，+酶有机物损耗大。乙
醇积累会破坏细胞结构，乳酸积累会引起酸中毒。
3.酚氧化酶 （质体和微体中）
种类：单酚氧化酶（如酪氨酸酶）、 多酚氧化酶（PPO；如儿茶酚氧化酶）
功能：将酚氧化成棕褐色的醌，醌对 微生物有毒，防止植物感染。
此酶含铜，正常情况下，酚氧化酶与 底物是分开的。
生活中对多酚氧化酶的利用和抑制
将土豆丝泡在水中防止变褐。 制红茶时，揉捻茶叶，利用多酚氧化酶 的作用将茶叶中的儿茶酚和单宁氧化并 聚合为红褐色的物质。 制绿茶时，采的茶叶立即焙炒杀青，破 坏多酚氧化酶，保持绿色。 在烤烟时，烟叶达到变黄末期迅速脱水， 抑制PPO活性，保持烟叶鲜明的黄色。
在植物体中普遍存在，幼嫩组织中比较活跃。
NADH 外源NADH
ATP
ATP
ATP
FMN→FeS→UQ→Cytb→Cytc→Cyta→Cyta3→O2
FeS
FAD
呼吸链电子传递过程和ATP形成部位
-- ⒉ 交替氧化酶 抗氰呼吸链末端的氧化酶
在氰化物存在下，某些植物呼吸不受抑制---抗氰呼吸※。 通过离体线粒体研究发现，在一些植物组织中含有交替氧化酶，它可以绕过复合体 Ⅲ和Ⅳ把电子传递给氧形成水，所以它对氰化物不敏感，但被鱼藤酮和水杨酸氧肟 酸抑制。 交替途径P/O低。
无氧 →无氧呼吸→酒精或乳酸
葡萄糖→→丙酮酸 有氧 → TCA循环→CO2
呼吸作用的意义及实质是什么
呼吸作用的意义及实质是什么
生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，并且释放出能量的总过程，叫做呼吸作用。
1呼吸作用意义是什幺植物进行呼吸作用的重要意义是：为生命活动提供
能量。
对生物体来说，呼吸作用具有非常重要的生理意义。
第一
呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。
呼吸作用释放出来的能量，一
部分转变为热能而散失，另一部分储存在ATP中。
当ATP在酶的作用下分
解时，就把储存的能量释放出来，用于生物体的各项生命活动，如细胞的分裂，植株的生长，矿质元素的吸收，肌肉收缩，神经冲动的传导等。
第二
呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。
在呼吸过程中所产生的一
些中间产物，可以成为合成体内一些重要化合物的原料。
例如，葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。
同时，保持大气中二氧化碳和氧气的含量保持平衡。
1呼吸作用的概念、实质、意义呼吸作用的概念
1、概念：
活细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来．供给生命活动的需要,这个过程叫作呼吸作用.
2、呼吸作用的表达式：。
植物的呼吸作用
植物的呼吸作用
目的要求：
通过本章学习，主要了解呼吸作用及其多 条路线的生理意义、环境因素对呼吸作用的 影响，为作物栽培和农产品采后贮藏保鲜提 供理论基础。
本章重点：
1、呼吸作用的多样性及其意义。
2、EMP、TCAC、PPP途径在细胞中的定 位及其生理意义，抗氰呼吸及其意义。
3、影响呼吸作用的因素及其与农产品采 后贮藏的关系。
• 2 呼吸商（呼吸系数）是表示呼吸底物的性质 和氧气供应状态的一种指标。即植物组织在一 定时间内，呼吸作用放出CO2与吸收O2的摩尔数 的比率。
• RQ=放出CO2摩尔数/吸收O2的摩尔数
第二节 植物的呼吸代谢途径
一、糖酵解
1.概念： 糖酵解(glycolysis) 指在细胞质内所发生
的、将淀粉、葡萄糖和其它六碳糖降解为丙 酮酸并释放能量的过程，
(1)PPP是葡萄糖直接氧化过程, 有较高的能量转化效率。 (2)PPP产生大量的NADPH，可做为主要供氢体,为各种合成 反应（如脂肪酸等的合成、硝酸盐和亚硝酸盐的还原、氨的 同化等）提供主要还原力。 (3)PPP产生的中间产物是许多重要有机物质生物合成的原 料。 (4)PPP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。 (5)PPP在许多植物中普遍存在,特别是在植物感病、受伤 和干旱时,该途径增强，可占全部呼吸50%以上。
图 4.8 植物线粒体内膜电子传递链的组成（引自潘瑞炽，2001）
图 4.9 电子传递主路（引自李合生，2002）
3、植物电子传递的多样性
1）、电子传递主路：
NADH→FMN→Fe-S→UQ→Cytb→Cytc→Cyta→cyta3→O2
呼吸作用-植物生理
第四章植物的呼吸作用前面各章都是说明植物把外界物质改造为自身物质的过程，是新陈代谢的同化作用方面；本章讨论的呼吸作用，是将植物体内的物质不断分解的过程，是新陈代谢的异化作用方面。
呼吸作用释放的能量供给各种生理活动的需要，它的中间产物在植物体各主要物质之间的转变起着枢纽作用，因此，呼吸作用是植物代谢的中心、，十分重要。
第一节呼吸作用的概念、生理意义和场所一、呼吸作用的概念呼吸作用(respiration)包括有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。
1．有氧呼吸有氧呼吸(aerobic respiration)指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同时释放能量的过程。
一般来说，葡萄糖是植物细胞呼吸最常利用的物质，因此，呼吸作用过程简括表示如下：C6H12O6＋6O2 → 6CO2＋6H2O+能量△G=2870kJ上述方程式是目前通常使用的。
然而最近有人认为，上述反应不能准确说明呼吸的真正过程，因为氧气在呼吸过程中不直接与葡萄糖作用，需要水分子参与到葡萄糖降解的中间产物里，中间产物的氢原子与空气中的氧气结合，还原成水。
为了更准确说明其生化变化，故将呼吸作用方程式改写为下式：C6H12O6＋6H2O＋602 → 6CO2＋12H2O＋能量△G=2870kJ有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式。
事实上，通常所提的呼吸作用就是指有氧呼吸，甚至把呼吸看成为有氧呼吸的同义语。
本书仍依此习惯称呼。
2.无氧呼吸无氧呼吸(anaerobic respiration)一般指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。
这个过程用于高等植物，习惯上称为无氧呼吸，如应用于微生物，则惯称为发酵(fermentation）。
高等植物无氧呼吸可产生酒精，其过程与酒精发酵是相同的，反应如下：C6H12O6 → 2C2H5OH＋2CO2＋能量△G =100 kJ除了酒精以外，高等植物的无氧呼吸也可以产生乳酸，例如，马铃薯块茎、甜菜块根和玉米胚在进行无氧呼吸时，就产生乳酸。
呼吸作用的概念和生理意义
预先将豌豆 幼苗放在 25℃下，培 ℃ 养4天，其相 天 对呼吸速率 为10，在放 ， 到不同温度 下培养3h, 测 下培养 定相对速率 的变化
（2）氧气 ＜20％ 20％ 呼吸开始 下降 ＜10％ 10％ 10％～ ％ 10％～20％ ％～20 无氧呼吸出现并 有氧呼吸 逐步增强， 逐步增强，有氧 呼吸迅速下降。 呼吸迅速下降。
ADP+Pi ATP NADH FMN FeS CoQ FeS FADH
ADP+Pi ATP Cytb FeS Cytc1 Cytc Cytaa3 O ADP+Pi ATP 细胞色素氧 化酶P/O=3 化酶P/O=3
+++++++ ------低浓度质子 2H+ ADP+Pi F1 F0 2H+ 磷酸化 高浓度质子 ATP 1O 2 2 呼吸作用 2H+ 2e2e2e2H+ 2H+
三. 呼吸速率的影响因素 1. 内部因素的影响
不同植物不同
植物种类 仙人掌 景天属 蚕豆 小麦 细菌 呼吸速率(O 鲜重)/lg-lh-1 呼吸速率 2，鲜重 6.80 16.60 96.60 251.00 10 000.00
不同器官或组织不同
① 生殖器官＞营养器官 生殖器官＞ ② 生长旺盛、幼嫩器官＞生长缓慢、 生长旺盛、幼嫩器官＞生长缓慢、 年老器官 ③ 种子内，胚＞胚乳 种子内，
在高等植物中以这种形式形成的ATP只占一小 在高等植物中以这种形式形成的ATP只占一小 ATP 部分， 部分，糖酵解过程中有两个步骤发生底物水平 磷酸化： 磷酸化： 甘油醛- 磷酸被氧化脱氢， (1) 甘油醛-3-磷酸被氧化脱氢，生成一个高 能硫酯键，再转化为高能磷酸键， 能硫酯键，再转化为高能磷酸键，其磷酸基团 再转移到ADP ADP上 形成ATP ATP。 再转移到ADP上，形成ATP。 (2) 2-磷酸甘油酸通过烯醇酶的作用，脱水 2-磷酸甘油酸通过烯醇酶的作用， 生成高能中间化合物(PEP) (PEP)， 生成高能中间化合物(PEP)，经激酶催化转移 磷酸基团到ADP ADP上 生成ATP ATP。 磷酸基团到ADP上，生成ATP。 TCA循环中 由琥珀酰CoA 循环中， CoA形成琥珀酸时通 在TCA循环中，由琥珀酰CoA形成琥珀酸时通 过底物水平磷酸化生成ATP ATP。 过底物水平磷酸化生成ATP。
植物生理学第四章植物的呼吸作用
一、生化途径多样性 2 三羧酸循环（TCA循环、柠檬酸循环）
2）总反应
丙酮酸+4NAD+＋FAD＋ADP＋ Pi ＋2H2O→ 3CO2+4NADH＋4H+＋ FADH2＋ATP
2ATP 3ATP
TCA循环中生成的NADH和 FADH2，经呼吸链将H+和电子传给 O2生成H2O,同时偶联氧化磷酸化生 成ATP。 底物水平磷酸化生成ATP。
一、生化途径多样性
3 戊糖磷酸途径（PPP、HMP途径）
葡萄糖在细胞质内直接氧化脱羧，并以戊糖磷酸为重要中间产物 的有氧呼吸途径。
1）反应场所：细胞质 2）总反应： G6P＋2NADP＋＋H2O→Ru5P＋CO2＋ 2NADPH＋2H＋
核酮糖-5-磷酸
3）生理意义： A.产生大量NADPH为体内反应提供还原力。 B.为其它物质代谢提供原料。Ru5P可合成核酸。 C.重组阶段的酶和产物与光合C3途径相同，可相互交流。 D.产生绿原酸、咖啡酸等抗病物质，可增强抗病性。
一、生化途径多样性 2 三羧酸循环（TCA循环、柠檬酸循环）
3）生理意义：
A.提供生命活动所需能量的主要来源。 • 通过电子传递与氧化磷酸化偶联产生大量ATP。 B.是物质代谢的枢纽。起始物乙酰CoA是糖、脂 肪、蛋白质三大类物质代谢的枢纽。 C.释放CO2 D.需O2，接受电子，有氧条件下NAD＋和FAD 才能再生，否则TCA循环受阻。
(△G°′是指pH为7时标准自由能的变化)
生活细胞在无氧条件下，把某些有机物分解成为不彻底的氧化产 物，同时释放能量的过程。
酒精发酵: C6H12O6 C6H12O6
酶
2C2H5OH+2CO2 2CH3CHOHCOOH
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呼吸作用的意义
呼吸作用是生物体在呼吸系统的参与下，利用氧气与营养物质进行代谢产生能量的过程。
它在生物体的生命活动中具有重要的意义。
首先，呼吸作用能够利用氧气和营养物质合成能量。
在呼吸过程中，有机物被分解产生出能量，并与氧气进行化合反应，生成水、二氧化碳和能量。
这种能量是生物体生存和进行各种生命活动的动力源泉。
通过呼吸作用，生物体能够从食物中获取所需能量，维持正常的生理功能，完成各种代谢、运动和生殖等功能。
其次，呼吸作用能够维持机体内外环境的平衡。
通过呼吸作用，生物体吸入氧气，排出二氧化碳，达到气体交换的作用。
同时，呼吸作用还能调节酸碱平衡，维持体液的酸碱度，保持机体内部的稳定环境。
呼吸作用还能参与水分蒸发，通过呼出的水蒸气减少体内水分损失，保持水分平衡。
维持机体内外环境的平衡是维持生物体生命活动的基础，在一定程度上能够延长生物体的寿命。
此外，呼吸作用还具有调节身体温度的作用。
呼吸作用中释放出的能量可以用来产生热量，使体温维持在适宜的范围内。
通过呼吸作用，生物体能够调节体温，在寒冷环境下保持身体的温暖，防止体温过低对生理功能的影响。
同时，在过热的环境下，呼吸作用还能通过蒸发水分的方式来散热，防止体温过高对生命活动的干扰。
此外，呼吸作用还有助于清除体内垃圾物质。
在呼吸作用中，二氧化碳是一种废物，通过呼吸作用从体内排出有助于排除体内废物。
此外，呼吸作用还能促进血液循环，带动体内废物的排泄。
有效的呼吸作用可以提高机体的新陈代谢能力，加快废物物质的代谢和排出，有助于身体健康。
综上所述，呼吸作用在生物体的生命活动中具有重要的意义。
它能够利用氧气和营养物质合成能量，维持机体内外环境的平衡，调节身体温度，清除体内垃圾物质。
呼吸作用的正常运行对维持生物体的生理功能和健康状态至关重要。
因此，我们应该注重保持良好的呼吸习惯，保持正常的呼吸频率和深度，合理饮食，增强体质，以保持呼吸作用的有效进行，维持身体的健康和生命的活力。