植物代谢规律

温度：温度影响酶的活性、影响氧在水介质中的 溶解度 氧气：是植物进行正常呼吸的必要因子 二氧化碳：呼吸作用的产物 水分：水是生物化学反应的介质
认识温度对呼吸作用的影响：
请分析图5
结论：
在一定范围内，呼吸速率
随温度的增高而增高，达到
最高值后（45℃），继续增
高温度，呼吸速率反而下降
。
深化：
呼吸作用有温度三基点，
⑤通风，以散热散湿，如冬季在晚间开仓，使南北冷 风透入粮堆。
⑥脱氧保管，即在粮堆外燃烧，使CO2进入粮堆，降 低呼吸。
⑦充氮保管，抽出仓库中的空气，充入氮气，以降低 呼吸。
种子的安全贮藏与呼吸作用
油料种子: ＜8％～9％ 淀粉种子: ＜12％～14％
10％～11％ 15％～16％
呼吸极微弱，可以安全贮 藏，称为安全含水量。
有四个明显的阶段： 急剧上升→滞缓→再急剧
上升→显着下降。
我们应采取哪些措施？
措施：
浸种、催芽、育苗。通过对呼吸作用的控 制达到幼苗的生长健壮。
育苗
呼吸作用与耕作：
作物在生长过程常需中耕松土，改善土 壤通气条件；对于地下水位较高田块，常需挖 深沟(埋暗管),降低地下水位。
呼吸作用与耕作
水稻生长 中期的搁田、 晒田也是同样 道理，否则土 壤缺氧且二氧 化碳及还原性 有毒物(二氧化 硫等)积累，会 抑制根系呼吸， 破坏根细胞的 原生质，直到 引起腐烂死亡。
请讨论： 通过任务2的学习，
列举呼吸作用影响因 素在农业生产中的调 控应用。
•农产品贮藏：农产品是活的有机体，如种子、水果、蔬菜等， 在贮藏过程中，若呼强度控制不当会引起发热、霉烂。所以调 控呼吸强度是农产品安全贮藏的关键。 •作物栽培：根据作物生长对环境的要求，及时采取各种栽培 措施，调节植物的呼吸作用。
氧电极法 红外线CO2气体分析仪
2 呼吸商
植物组织在一定时间内，放出二氧化碳的量与吸收氧 气的量的比值叫做呼吸商，又称呼吸系数（RQ）。
RQ = 放出的CO2量 / 吸收的O2量
呼吸底物种类不同，呼吸商也不同： (1)以葡萄糖作为呼吸底物，且完全氧化时，呼吸商是1
C6H12O6 + 6O2 →6CO2+6H2O RQ = 6/6 = 1.0 (2)以脂肪或蛋白质为呼吸底物，氧化过程中脱下的氢相对较
水稻抽水晒田
呼吸
作用
与果
？
树夏
剪
果树夏剪除调节营养生长与生殖生长关系外， 夏剪有利果树的通风透光，通风降低冠层内的温 度，减少呼吸的有机物消耗，透光则是为了加强 光合作用，增加物质积累，达到树体层层有果， 上下有果，内外有果的立体结果的目的。
施肥和除草剂的使用：
施N肥过多造成枝叶旺长，呼吸作用消 耗增强。
同一植株或植株的同一器官在不同的生长过
程中，呼吸速不同器 官、组织呼吸速率不同；同一植株或植株 的同一器官在不同的生长过程中，呼吸速 率亦有较大的变化。
（2）认识外界条件对呼吸速率的影响
问题： 根据所学知识说一说哪些外界因素会影
响呼吸作用？并简要说出原因。
学习 情境
植物代谢规律
酒泉职业技 术学院生物
工程系
学
呼吸作用
习
任
务
根据生产需要 调控植物的呼吸作用
呼吸机理 呼吸调节
植物的呼吸作用
学习目标 1.说出植物呼吸代谢的类型与途径 2.掌握呼吸作用的影响因素； 3.应用：呼吸作用与农业生产的关
系。
任务一:植物呼吸作用概述
1 呼吸作用的类型
1）无氧呼吸 A. 酒精发酵 高等植物在无氧呼吸时，先形成丙酮酸， 然后转变为酒精的过程。
三羧酸循环与呼吸链
Sugars 丙酮酸
3）氧化磷酸化的概念
线粒体中 鱼藤酮 氰化物\CO NADH的电子 沿呼吸链传递 给氧的过程中， 消耗氧并合成 ATP的过程。
4）呼吸代谢电子传递的多条途径
a. 细胞色素氧化酶（有氧呼吸的最主要方式） b. 交替氧化酶（又叫抗氰呼吸） c. 酚氧化酶（有单酚氧化酶和多酶氧化酶） d. 抗坏血酸氧化酶（普遍存在于水果和蔬菜中） e. 乙醇酸氧化酶体系（光呼吸的末端氧化酶）
吸，防无氧呼吸而烂种。 （3）中耕除草：以利于土壤通气。 （4）低洼地开沟排谁：防止水淹 （5）水稻烤田：促有氧呼吸，利于根系发育。 （6）果树夏剪：有利通风透光，促进光合，增加有机物的积
累。 （7）温室大棚栽培：注意通风降温，以培育壮苗，防止病虫
害发生。 （8）在人工气候室栽培作物，降低夜温以减少呼吸消耗，有
结论：
1、水是生物化学反应的介质，在一定范 围内呼吸强度随含水量的增加而增加。
2、水分含量对不同器官的影响不同： （1）风干种子的呼吸作用很微弱（如豌豆 种子呼吸速率只有0.000 12μ1·g—1·h—l）， 随含水量增加，呼吸速率升高。 （2） 含水量大的器官（茎、叶、新鲜的 果实）在严重缺水情况下，会出现呼吸速率 暂时上升而后下降的现象。
多(H/O比大) ，形成H2O时消耗的O2多，呼吸商小于1， 如以棕榈酸作为呼吸底物： C16H32O2 + 23O2 →16CO2+16H2O RQ=16/23 = 0.7 (3)以有机酸等含氧较多的有机物作为呼吸底物,呼吸商则大于 1，如柠檬酸的呼吸商为1.33。 C6H8O7＋4.5O2 → 6CO2＋4H2O RQ=6/4.5=1.33
呼吸作用显著 增强
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2.果实成熟与贮藏
（1）了解果蔬成熟过程中呼吸作用变化规律 请分析图8：
图8 经历或不经历呼吸跃变水果的生长和成熟过程中呼吸变化
（2）果蔬贮藏 目的：
延长贮藏时间，并达到不受冻，不腐烂，色鲜味 美的目的。
原理：
控制呼吸高峰的原理。即： （1）相对湿度较高的空气湿度； （2）适当降低温度； （3）降低O2浓度，提高CO2浓度。
水田使用选择性除草剂时，一般是先排 水后施药。促进杂草加快分化和生长，从 而促进杂草呼吸，然后再灌深水，让杂草 淹没于水中，使它的生长和呼吸作用均受 到抑制。
呼吸作用与种子成熟
种子形成过程中呼吸速率逐步升高，可 以灌“跑马水”降温，以减少呼吸消耗，有 利于种子成熟。
呼吸作用与作物栽培
总结：
通过栽培管理措施可以调节作物群体呼吸作用： （1）播种：土壤要疏松。 （2）浸种催芽：勤换水，勤翻堆，以散热换气，保证正常呼
豌豆种子 大麦幼苗 蕃茄根尖 甜菜切片
海芋佛焰花 序
0．005 70 300 50
2000
仙人鞭 仙人掌 景天 云杉 蚕豆
3.00 6.80 16.60 44.10 96.60
马铃薯块茎
玉米叶 南瓜雌蕊 苹果果实
0.3～0.6 54～68 29～48
2～5
结论：
同一植物不同器官（组织）呼吸速率不同。
任务3 呼吸作用影响因素的调控应用
1.种子（粮食）储藏
种子（粮食）储藏要求保持“三低”，即温度低、含 水量低和空气中氧气的浓度低。
请分析原因：
（1）含水量高，原生质呈溶胶状态，呼吸酶的活性 强，呼吸旺盛，有机物消耗多，放出水分，使湿度增加。 湿度增加反过来促进呼吸作用。放出的热使温度升高， 也促进呼吸和微生物活动，导致种子的霉变和变质。
B. 乳酸发酵
高等植物在无氧呼吸时，先形成 丙酮酸，然后转变为乳酸的过程。
2）有氧呼吸
高等植物生活细胞在氧气的参与下， 分解有机物，并放出CO2和能量的过程。
2.呼吸作用的场所-----线粒体
3 呼吸作用的生理意义 1）为植物生命活动提供能量 2）中间产物可转变为其他有机物
4.植物的呼吸代谢途径
请分析表2：
表2 苹果不同器官呼吸强度的比较
不同器官
氧（μmol·g— 1· h—1）
二氧化碳 （μmol·g—
1· h—1）
带叶新梢
930
366
茎
910
355
根
394
352
结论： 同一植物不同器官（组织）呼吸速率不同。
请分析图3、4：
图3 草莓叶片不同年龄的呼吸速率
结论：
图4 向日葵整体植株从发芽到 成熟的呼吸速率
利于干物质积累。 在生产实际中，应根据不同情况，对呼吸作用进行调控。
影响因素调控应用
总结：
物的呼吸随植物的种类、年龄、器官和组织的生 理状态的不同而不同，生长旺盛的植物呼吸较高，生 长缓慢的植物呼吸较低。温度、氧气、二氧化碳、水 分、机械损伤和农药都会影响呼吸作用的效果。作物 栽培、果树修剪、果蔬保鲜、粮食贮藏与播种技术都 是以调控植物的呼吸作用为基础之一的。
措施2：
气调贮藏：控制温度、湿度、氧气、二氧化碳， 并及时排除乙烯来延长果实的贮藏期。（乙烯 吸附剂一般由沸石、铝、过氧化钙、高锰酸钾 等）
措施3：及时采摘，以延长贮藏时间。 措施4：预防机械损伤，防止腐烂和呼吸升高。
3.呼吸作用与栽培
呼吸作用与种子萌发： 呼吸作用影响种子的发
芽、幼苗生长。 种子萌发呼吸速率变化
子任务2：认识影响呼吸强度的主要因素
（1）内部因素对呼吸速率的影响; （2）外界条件对呼吸速率的影响
（1）认识内部因素对呼吸速率的影响
请分析表1：
表1 不同植物的呼吸速率
植物器官
氧 （μmol·g—
1· h—1）
植物组 织
氧 （μmol·g—
1· h—1）
植物组织
氧 （μmol·g— 1·h—1）
采取的措施：
措施1： 自体保鲜法。进行密封，果实、块根块茎自体进
行呼吸作用时可降低室内O2浓度增加CO2浓度，从 而抑制呼吸作用，但注意适当通气。
例如：四川南充果农将广柑贮藏在密闭的土窖中， 贮藏时间可以达4～5个月之久，哈尔滨等地利用大 窖套小窖的办法，使黄瓜贮存3个月不坏。“隔夜愁 变成百日鲜”。