植物生理-植物的呼吸作用

呼吸作用的類型和生理意義一、呼吸作用的概念呼吸作用：指生活細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物，在一系列酶的作用下，逐步氧化分解成簡單的物質(zhì)，并釋放出能量的過程。呼吸底物：是呼吸過程中被氧化分解的物質(zhì)。糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等都是植物呼吸的底物，而最常利用的呼吸底物是葡萄糖。反應(yīng)簡式：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+△G°′（△G°′=-2870kJ/mol）二、呼吸作用的類型1.有氧呼吸有氧呼吸：指生活細(xì)胞在氧氣的參與下，把某些有機(jī)物徹底氧化分解，生成CO2和H2O，同時(shí)釋放出大量能量的過程。正常情況下，有氧呼吸是高等植物呼吸的主要形式。二、呼吸作用的類型有氧呼吸的特點(diǎn)：有氧氣參與底物分解徹底釋放的能量多二、呼吸作用的類型2.無氧呼吸無氧呼吸：指生活細(xì)胞在無氧條件下，把某些有機(jī)物氧化分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過程。這個(gè)過程在高等植物中稱為無氧呼吸，在微生物中稱為發(fā)酵。二、呼吸作用的類型產(chǎn)生乙醇的反應(yīng)式如下：

C6H12O62C2H5OH+2CO2+△G°′（△G°′=-226KJ/mol）產(chǎn)生乳酸的反應(yīng)式如下：C6H12O62CH3CHOHCOOH+△G°′（△G°′=-197KJ/mol）

二、呼吸作用的類型無氧呼吸的特點(diǎn)：無氧氣參與底物分解不徹底釋放的能量少植物能不能長期進(jìn)行無氧呼吸？二、呼吸作用的類型無氧呼吸是植物對(duì)缺氧環(huán)境的一種適應(yīng)，但是植物不能長期進(jìn)行無氧呼吸。原因：植物進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生的乙醇、乳酸，積累過多，對(duì)細(xì)胞有毒害作用。無氧呼吸與有氧呼吸相比，消耗同量的底物，但釋放能量較少,不能滿足植物生命活動(dòng)的需要。三、呼吸作用的生理意義1.為生命活動(dòng)提供能量

呼吸作用釋放出的能量，主要以ATP的形式儲(chǔ)存起來，滿足植物體內(nèi)各種生理過程。如植物對(duì)礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收和運(yùn)輸、有機(jī)物質(zhì)的運(yùn)輸和合成、細(xì)胞的分裂和生長、植株的生長和發(fā)育等過程都需要能量。三、呼吸作用的生理意義2.為重要有機(jī)物提供合成原料

呼吸過程中所產(chǎn)生的一系列中間產(chǎn)物，是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、脂類、酚類、生物堿等重要化合物的生物合成原料，在植物體內(nèi)有機(jī)物轉(zhuǎn)化方面起著樞紐作用。三、呼吸作用的生理意義3.增強(qiáng)植物的抗病能力

當(dāng)植物受到機(jī)械傷害時(shí)，細(xì)胞的呼吸作用增強(qiáng)，利于傷口愈合，減少病菌的感染。當(dāng)植物受到病菌侵染時(shí)，侵染部位呼吸作用也增強(qiáng)，呼吸代謝過程會(huì)形成某些酚類物質(zhì)，氧化分解微生物分泌的毒素，以消除毒害。思考題：呼吸作用的類型有哪些？各有何特點(diǎn)？呼吸作用與生產(chǎn)實(shí)踐一、呼吸作用與作物栽培保證作物呼吸作用的正常進(jìn)行措施：如早稻浸種催芽時(shí)，用溫水淋種和時(shí)常翻種；水稻的露田、曬田；作物的中耕松土；黏土摻沙；低洼地的開溝排水等。二、呼吸作用與糧食貯藏

一般油料種子的含水量在9%以下、淀粉種子的含水量在12%-14%時(shí)，種子的呼吸作用較微弱，可以安全貯藏。此時(shí)的含水量稱為安全含水量。

如果種子含水量超過安全含水量，呼吸酶活性增強(qiáng)，呼吸速率隨之增加。呼吸放出的水分使糧堆濕度增大，糧食“出汗”；呼吸釋放的熱量又使糧溫增高，反過來促使呼吸增強(qiáng)，最后導(dǎo)致糧食發(fā)熱霉變。二、呼吸作用與糧食貯藏

糧油種子貯藏的適宜條件：

干燥（安全含水量）

低溫（低溫貯藏）

低氧（氣調(diào)貯藏）三、呼吸作用與果蔬貯藏貯藏果蔬不能干燥，果蔬若失去水分，會(huì)降低其新鮮度。一般采用低溫貯藏和氣調(diào)貯藏的方法，以降低呼吸速率，達(dá)到貯藏的目的。三、呼吸作用與果蔬貯藏1.低溫貯藏貯藏溫度不能低到使組織受到凍害的程度。大多數(shù)果蔬貯藏的溫度在0-1℃，如蘋果，梨，柑橘等果實(shí)在0-1℃條件下，可貯藏幾個(gè)月。三、呼吸作用與果蔬貯藏2.氣調(diào)貯藏自發(fā)氣調(diào)貯藏：是利用果蔬自身的呼吸作用，降低貯藏環(huán)境中的氧氣濃度，同時(shí)提高二氧化碳濃度的一種氣調(diào)貯藏方法。如哈爾濱等地利用大窖套小窖的方法，可以使黃瓜貯藏3個(gè)月。窖藏三、呼吸作用與果蔬貯藏人工氣調(diào)貯藏：根據(jù)產(chǎn)品的需要，采用氣調(diào)設(shè)備，人工調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中氣體成分的濃度并保持穩(wěn)定的一種貯藏方法。如番茄裝箱后人為抽去空氣，補(bǔ)充氮?dú)?，把氧氣的體積分?jǐn)?shù)調(diào)到3%-6%，可以使番茄貯藏1個(gè)月以上。思考題：小麥、水稻等糧食貯藏前為什么要曬干？影響呼吸作用的因素一、呼吸作用的指標(biāo)1.呼吸速率：指在一定的溫度下，單位重量（干重或鮮重）的植物材料，在單位時(shí)間進(jìn)行呼吸作用所放出的C02或吸收02的量。呼吸速率是最常用的表示呼吸強(qiáng)弱的生理指標(biāo)。一、呼吸作用的指標(biāo)2.呼吸商（RQ）：指植物組織在一定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行呼吸作用放出C02的量與吸收02的量的比值。它可以表示呼吸底物的性質(zhì)和O2的供應(yīng)狀態(tài)。當(dāng)呼吸底物是糖類且被完全氧化時(shí)呼吸商是1。當(dāng)呼吸底物是脂肪、蛋白質(zhì)等富含氫的物質(zhì)時(shí)呼吸商小于1。當(dāng)呼吸底物是有機(jī)酸等富含氧的物質(zhì)時(shí)呼吸商大于1。二、影響呼吸作用的因素影響呼吸作用的內(nèi)部因素：

不同種類的植物、同一植物的不同器官，同一器官的不同生長期，呼吸速率有所不同。一般生長旺盛的植物、同一植物生長旺盛器官、同一器官生長旺盛的時(shí)期，呼吸速率較高。二、影響呼吸作用的因素

影響呼吸作用的外界因素：溫度氧氣二氧化碳機(jī)械損傷二、影響呼吸作用的因素1.溫度：主要是影響呼吸酶的活性。在最低溫度與最適溫度之間，呼吸速率隨著溫度的增高而增加。超過最適溫度，呼吸速率則會(huì)隨著溫度的增高而下降。一般溫帶植物呼吸作用的最低溫度為-10℃～0℃，最適溫度為25℃～35℃，最高溫度為35℃～45℃。二、影響呼吸作用的因素2.氧氣：氧氣不足，直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。當(dāng)氧氣濃度下降時(shí)，有氧呼吸降低，而無氧呼吸升高。短時(shí)間的無氧呼吸對(duì)植物的傷害不大，但若時(shí)間過長，植物就會(huì)受到傷害。二、影響呼吸作用的因素3.CO2：CO2是呼吸作用的最終產(chǎn)物。當(dāng)外界環(huán)境中的CO2濃度增加時(shí)，有氧代謝過程中的脫羧反應(yīng)變慢，呼吸作用受到抑制，呼吸速率下降。實(shí)驗(yàn)證明，在CO2的濃度升高到1%以上時(shí)，呼吸作用明顯被抑制。土壤通氣不良時(shí)，根系呼吸釋放的CO2積累在土壤中，無法排出，嚴(yán)重抑制根系的有氧呼吸，影響根系的正常生長。二、影響呼吸作用的因素