探究呼吸作用如何度量及呼吸商的意义.ppt

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1 C6H12O6+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 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1 2C57H104O9+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+4H2O RQ=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CO2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