呼吸速率

呼吸强度

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(μl)/(h·g)”为单位，

名词解释

呼吸速率（respiration rate）;呼吸强度（respiration intensity）

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。

内部因素

不同种类植物的呼吸速率不同，一般旱生植物，生长缓慢，呼吸速率比水生植物低；阴生植物所处的光强度较弱，呼吸也较弱，呼吸速率比阳生植物低。同一种植物在不同的生长发育时期，呼吸速率也不同，一般在幼苗期、开花期等生长旺盛期，呼吸速率增高。同一种植物的不同器官，呼吸速率也不同，一般生殖器官比营养器官高，幼嫩组织器官比衰老的组织器官高。

温度

1、三基点温度：温度之所以影响呼吸速率主要是影响呼吸酶的活性。温度对呼吸速率的影响可分为最低、最高、最适温度，即称三基点温度。在最低与最适温度之间，呼吸速率总是随温度的升高而加快；超过最适点，则随温度的升高而下降。

一般植物在0℃时，呼吸进行的极慢，25－35℃为最适温度，最高温度一般在35－45℃之间。所谓最适温度就是要能较长时间维持最快呼吸速率的温度。呼吸作用的最适温度总是比光合作用的最适温度高，因此当温度高和光线不足时，呼吸作用大于光合作用，植物就难以维持生活。

2、温度系数（temperature coefficient）

温度系数是指在一定的温度范围内，温度每升高10℃所引起呼吸作用速度增加的倍数，即：

(t + 10)℃时的呼吸速度 V t+10

Q10 = =

t℃时的呼吸速度 vt

Q10一般在1.5～2.5之间变动。事实上，呼吸速率与温度的关系是相当复杂的，这不能用Q10=1.5～2.5来概括，Q10值仅仅是表示了一般性的关系。

氧气

氧是进行有氧呼吸的必要条件，当氧浓度下降到20%以下时，植物呼吸速率便开始下降；氧浓度低于10%时，无氧呼吸出现并逐步增强，有氧呼吸迅速下降。

研究表明，在

缺氧条件下玉米的丙酮酸脱羧酶活性可提高5～9倍，其mRNA含量可提高20倍。在缺氧条件下提高O2浓度时，无氧呼吸会随之减弱，直至消失。一般把无氧呼吸停止进行的最低氧含量(10%左右)称为无氧呼吸的消失点(anaerobic respiration extinction point) (图5-21)。

在氧浓度较低的情况下，呼吸速率(有氧呼吸)随氧浓度的增大而增强，但氧浓度增至一定程度时，对呼吸作用就没有促进作用了，这一氧浓度称为氧饱和点(oxygen sturation point)。氧饱和点与温度密切相关，例如洋葱根尖的呼吸作用,在15℃和20℃下，氧饱和点为20%，在30℃和35℃下，氧饱和点则为40%左右(图5-22)。这种现象显然是由呼吸酶和中间电子传递体的周转率所造成的，也和末端氧化酶与氧的亲和力有关。由于氧浓度对呼吸类型有重要影响，因而在不同氧浓度下呼吸商也不一样。以葡萄糖为呼吸底物，当氧浓度低于无氧呼吸消失点时，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(70%～100%)对植物有毒，这可能与活性氧代谢形成自由基有关。相反，过低的氧浓度会由于无氧呼吸增强，过多消耗体内养料，甚至产生酒精中毒，原生质蛋白变性而导致植物受伤死亡。

二氧化碳

二氧化碳是呼吸作用的最终产物，当外界环境中二氧化碳浓度增高时，脱羧反应减慢，呼吸作用受到抑制。实验证明，二氧化碳浓度高于5%时，有明显抑制呼吸作用的效应，这可在果蔬、种子贮藏中加以利用。土壤中由于植物根系的呼吸作用特别是土壤微生物的呼吸作用就会产生大量的二氧化碳，如土壤板结，深层通气不良，积累的二氧化碳可达4%～10%，甚至更高，如不及时进行中耕松土，就会使植物根系呼吸作用受阻。一些植物（如豆科）的种子由于种皮限制, 使呼吸作用释放的CO2难以释出，种皮内积聚起高浓度的CO2抑制了呼吸作用，从而导致种子休眠。

水分

植物组织的含水量与呼吸作用有密切的关系。在一定范围内，呼吸速率随组织含水量的增加而升高。干燥种子的呼吸作用很微弱，例如豌豆种子呼吸速率只有0.00012μlCO2·g-1DW·h-1。当种子吸水后，呼吸速率迅速增加。因此，种子含水量是制约种子呼吸作用强弱的重要因素。对于整体植物来说，接近萎蔫时，呼吸速率有所增加，如萎蔫时间较长，细胞含水量则成为呼吸作用的限制因素。影响呼吸作用的外界因素除了温度、氧气、二氧化碳、水分之外,呼吸底物的含量（机械损伤、一些矿质元素：如磷、铁、铜等）对呼吸也有显著影响。此外病原菌感染可使寄主的线粒体增多,多酚氧化酶活性提高，抗氰呼吸和PPP途径增强。

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