呼吸作用

(respiration)植物的呼吸作用是活细胞内的生物氧化过程。高等植物的呼吸作用有两种类型

有氧呼吸 指生活细胞在氧气参与下,将有机物完全氧化,产生二氧化碳和水,并释放能量的过程。主要以糖为底物,总反应式: C5H12O6+6O2→6CO2+6H2O+2867 千焦耳(686 千卡)此为高等植物进行呼吸的主要形式,通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。该过程是多步骤的,可以将它们分为连续的 3 个阶段:糖酵解(在细胞质中进行)、三羧酸循环及电子传递并偶联磷酸化(后二者在线粒体中进行)。在该过程中一方面产生许多种中间产物,这些产物是体内许多重要物质(如蛋白质、核酸及脂类等) 的生物合成原料。另一方面产生出能量,逐步释放的能量,除一部分以产热的方式自然释放外,约有 40%以化学能的形式贮藏在 ATP 中,参与细胞中各种需能反应。所以从能量代谢及物质代谢两方面看,都可以把呼吸作用视为新陈代谢的中心环节。因此,常以呼吸作用的速率作为植物生命活动强度的指标。

无氧呼吸 指生活细胞对有机物进行的不完全的氧化。这个过程没有分子氧参与,其氧化后的不完全氧化产物主要是酒精。总反应式: C6H12O6 → 2C2H5OH+2CO2+226 千焦耳(54 千卡)在高等植物中常将无氧呼吸称为发酵。其不完全氧化产物为酒精时,称为酒精发酵;为乳酸则称为乳酸发酵。在缺氧条件下,只能进行无氧呼吸,暂时维持其生命活动。无氧呼吸最终会使植物受到危害,其原因,一方面可能是由于有机物进行不完全氧化、产生的能量较少。于是,由于巴斯德效应,加速糖酵解速率,以补偿低的 ATP 产额。随之又会造成不完全氧化产物的积累,对细胞产生毒性;此外,也加速了对糖的消耗,有耗尽呼吸底物的危险。