第四章植物的呼吸作用(2学时)
光合作用与呼吸作用是植物代谢的两大核心内容。

前者是物质合成与能量贮存过程，
属于同化作用；后者是物质分解与能量释放过程，属于异化作用。

呼吸作用是为生命活动提供能量的过程。

没有呼吸就没有生命。

生物的生长发育过程
离不开能量，一切代谢过程包括水分与矿质的吸收，物质的运输等都需要能量的推动。

第一节 呼吸作用概述
一、 呼吸作用的概念及特点
（一）呼吸作用的概念
呼吸作用：是指生活细胞氧化分解有机物，并释放能量的过程。

根据是否需要氧气，分为:1、
有氧呼吸: 指生活细胞吸收O2，把有机物进行彻底的氧化分解，放出CO2，同时释放能量
的过程。

2、无氧呼吸: 指生活细胞在无氧条件下，把有机物进行不彻底的氧化分解，同
时释放出部分能量的过程。

无氧呼吸又称发酵。

有酒精发酵和乳酸发酵。

（二）呼吸作用的特点：氧化还原反应
C6H12O6＋6H2O＋6O2→6CO2＋12H2O＋能量
二、呼吸作用的生理意义：
（一）为生命活动提供能源ATP：主动吸水、吸盐
（二）为生物合成提供还原力：如硝酸盐的还原和氨基酸的合成需糖酵解提供NADH；PPP
途径为脂肪合成提供NADPH。

（三）为其它生物合成提供原料：许多中间产物是合成核酸、蛋白质、糖以及其它物质的
原料。

如α-酮戊二酸为氨基酸、蛋白质合成的原料之一。

此外，呼吸作用还具有防御功
能。

三、呼吸作用的指标
呼吸速率又称呼吸强度。

指单位重量的植物材料（鲜重、干重），在单位时间内释放的CO2
或吸收O2的量。

呼吸商(RQ，respiratory quotient)
又称呼吸系数，是呼吸作用释放的CO2摩尔数或体积与吸收O2的摩尔数或体积之比。

RQ＝Q CO2/Q O2
1、呼吸底物的性质
1）当呼吸底物是碳水化合物，又被完全氧化时，RQ＝1。

如：C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O RQ＝6/6＝1
（2）当呼吸底物是富氢物质,氧化分解需较多的O2,则呼吸商小于1,RQ<1。

如：脂肪、棕
榈酸的氧化。

C16H32O2＋11O2→C12H22O11＋4CO2＋5H2O RQ＝4/11＝0.36
（3）当呼吸底物是富氧物质，氧化分解需氧较少，呼吸商大于1， RQ>1 。

如：柠檬酸为
1.33
2、氧气的供应情况
在缺氧状态下，RQ会异常地升高。

若呼吸过程中形成了不完全氧化的中间产物，释放CO2少，RQ小于1。

第三节 影响呼吸作用的因素
影响呼吸速率的因素有内部因素和外部因素。

内部因素是由代谢类型及结构差异决定的；
外部因素，如水分、O2与CO2浓度、温度、底物供应等。

一、内部因素对呼吸作用的影响
不同植物的呼吸速率不同；
同一植物不同器官呼吸差异也很大；
同一器官在不同生育期呼吸差异也很大。

二、外部因素对呼吸作用的影响
影响酶的活性；温度三基点
温度对呼吸的影响常用温度系数（Q10）来表示。

Q10：是指温度每升高10℃时呼吸速率相当于原温度的倍数。

（二）氧气和二氧化碳
O2
供应不足不仅呼吸速率下降，还会使无氧呼吸升高
长时间无氧呼吸致使植物死亡。

其原因：
¾产生酒精，引起原生质蛋白质变性；
¾产生能量少，物质消耗多；
¾没有丙酮酸氧化过程，许多中间产物不能合成。

¾过高的O2浓度对植物反而有毒。

这与形成氧自由基有关。

多数情况下O2浓度达10％以下甚至2-5%呼吸强度已饱和。

¾呼吸速率不再提高时的氧分压称氧饱和点。

这时无氧呼吸已停止，使无氧呼吸停止进行的最低氧含量称无氧呼吸熄灭点。

CO2浓度
¾提高CO2浓度呼吸减弱，甚至被抑制。

高于5％的CO2浓度就有抑制作用。

根据温度、O2和CO2浓度对呼吸的影响，在果实、种子贮藏过程中常用降低温度和O2浓度，提高CO2浓度的方法来延长贮存期。

（三）机械损伤
机械损伤呼吸速率加快的原因：第一、正常情况下，末端氧化酶与底物是隔开的，机械损伤破坏了这种分隔，底物迅速被氧化；
第二、使某些细胞转变为分生组织状态，形成愈伤组织去修补伤口，这些生长旺盛的细胞呼吸提高。

当细胞受轻微破坏或组织衰老时，酚氧化酶与底物接触，发生反应，将酚氧化成棕褐色的醌。

果实、块茎、块根等受伤后出现褐变就是这一原因。

伤呼吸：植物组织受伤后提高的那部分呼吸，是通过酚氧化酶氧化底物的呼吸。

第四节呼吸作用与农业生产(自学)。