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1、 植物生理学 探究呼吸作用如何度量及呼吸商的意义 制作人：农学101班 第二组全体同学 前面我们已经学习了 呼吸作用的类型和意义 ，知道了呼吸包括糖酵 解、磷酸戊糖途径和三 羧酸循环。那么呼吸作 用究竟如何度量？呼吸 商有何意义呢？呼吸作用的指标 呼吸作用 的强弱和性质 ，一般可以用 呼吸速率和呼 吸商两种生理 指标来表示。1、呼吸速率又称呼吸强度。指在一定 温度下，单位重量的活细胞(组织)在单位 时间内吸收氧或释放二氧化碳的量，通常 以“mg(l)/(hg)”为单位，表示每克活组 织(鲜重、干重、含氮量等) 在每小时内消耗氧或释放二氧化碳的毫克 数(或微开数)。呼吸速率的大小可反映某生物体代
2、谢活动的强弱。 2 、呼吸商（ respiratory quotient,R.Q ），又称 呼吸系数（ respiratory coefficient ），同一植 物组织在一定时间内所 释放的 CO 2 与所吸收 的 O 2 的量 ( 体积或摩 尔数 ) 的比值。它表示 呼吸底物的性质及氧气 供应状态的一种指标。 RQ= 释放的 CO 2 / 吸收 O 2 的量 比如说：1、糖类：六碳糖在完全氧化 时呼吸商为1C6H12O6+6O26CO2+6H2O六碳糖RQ=6/6=1 以富含氢的物质如脂肪、蛋白质或其他 高度还原的化合物（H/O）为呼吸底物，则 在氧化过程中脱掉的氢相对较多，形成 H2O
3、时消耗的O2多，呼吸商就小，如蓖麻 油为呼吸底物 彻底氧化时其呼吸商小于12C57H104O9+157O2114CO2+104H2O蓖麻油 RQ=114/157=0.73相反，以含氧比碳水化合物多的有机酸作 为呼吸底物时，则呼吸商大于1，如柠檬酸C6H8O7 +4.5O2 6CO2+4H2ORQ=6/4.5=1.33影响呼吸商的因素总结：呼吸底物不同， RQ 不同：糖彻底氧化时 RQ=1 ；葡萄糖氧化时 RQ=1 ；富含氢的脂肪 、蛋白质为呼吸底物时吸收的氧多， RQ1 。苹果酸 (C 4 H 6 O ) 氧 化时 RQ=1.33 。 呼吸商与农业的关系： 植物的呼吸商的大小与呼吸底物的性 质
4、密切相关，故可以根据呼吸商的大小大 致推测呼吸作用的底物及其性质的改变。例如：油料种子萌发时，最初以脂肪酸作为呼吸底物时RQ约 为0.4，但随后由于一部分脂肪酸转变为糖，并以糖作为呼吸 底物，故，RQ增加。有时呼吸商也可能来自多种呼吸底物 的平均值。当然氧气的供应状况对 呼吸商的影响也很大，在无 氧条件下发生酒精发酵，只 有CO2释放，无O2吸收， 则RQ趋近于无穷大。植物 体内发生合成作用，呼吸底 物不能完全氧化，其结果使 RQ增大如有羧化作用发生 ，则RQ减小粮食存储与呼吸商的关系： 由于氧浓度对呼吸 类型有重要的影响，因 而在不同的氧浓度下呼 吸商也不一样，以葡萄 糖呼吸底物当低于无氧
5、呼吸消失点（在缺氧条 件下提高CO2的浓度时 ，无氧呼吸会减弱直至 消失，一般把无氧呼吸停止进行的最低氧浓 度称为无氧呼吸消失点）时，呼吸商大于 1；当氧浓度高于消失点时，无氧呼吸停 止，呼吸商等于1。过高的氧浓度（ 7080%）对植物有害，这可 能与活性氧代 谢形成的自由基有 关。相反，过低的 氧浓度会由于无氧 呼吸增强，过多消 耗体内的养料，甚 至产生酒精中毒， 原生蛋白变性而导 致植物受伤死亡。 鉴于此，我们组认 为粮食存储的最佳 呼吸商为CO2释放 量最低点，此时有 氧呼吸比较弱，无 氧呼吸也受到抑制 。萌发种子和幼苗的呼吸作用 在种胚未突破种皮之前，主要进行无 氧呼吸，种子产生的CO
6、2大大超过O2的消 耗，RQ1.0,当胚根露出后，O2的消耗速 率上升，一般等于1.0左右，表明此时以糖 作为呼吸底物；以后由于有机酸的参与或 由于缺氧产生酒精发酵会使RQ大于1.0， 可达到23左右。如贮藏的蛋白质和脂肪 都作为呼吸底物时，RQ会下降，小于1.0 。 有时油料种子萌发时，脂肪通过乙醛酸循环 转化为糖，需耗氧而不释放CO2，RQ可降到0.5 以下，当脂肪耗尽时以糖为呼吸底物时，RQ会 接近与1。种子如果播种过深或长期淹水缺氧， 则会影响正常的有氧呼吸，对物质的转化和器官 的形成都不利，特别是根的生长和分化会受到明 显的抑制。所以，油料种子萌发时，耗氧多，呼 吸商小，更要注意浅播，保证O2的吸收。
