呼吸作用:
1、概念:生物的生命活動(dòng)都需要消耗能量,這些能量來(lái)自生物體內(nèi)糖類、脂類和蛋白質(zhì)等有機(jī)物的氧化分解。生物體內(nèi)的有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,并且釋放出能量的總過(guò)程,叫做呼吸作用(又叫生物氧化)。
。1)呼吸作用是一種酶促氧化反應(yīng)。雖名為氧化反應(yīng),不論有無(wú)氧氣參與,都可稱作呼吸作用(這是因?yàn)樵诨瘜W(xué)上,有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)過(guò)程,皆可稱為氧化)。有氧氣參與時(shí)的呼吸作用,稱之為有氧呼吸;沒(méi)氧氣參與的反應(yīng),則稱為無(wú)氧呼吸。同樣多的有機(jī)化合物,進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí),其產(chǎn)生的能量,比進(jìn)行有氧呼吸時(shí)要少。有氧呼吸與無(wú)氧呼吸是細(xì)胞內(nèi)不同的反應(yīng),與生物體沒(méi)直接關(guān)系。即使是呼吸氧氣的生物,其細(xì)胞內(nèi),也可以進(jìn)行無(wú)氧呼吸。
。2)呼吸作用的目的,是透過(guò)釋放食物里之能量,以制造三磷酸腺苷(ATP),即細(xì)胞最主要的直接能量供應(yīng)者。呼吸作用的過(guò)程,可以比擬為氫與氧的燃燒,但兩者間最大分別是:呼吸作用透過(guò)一連串的反應(yīng)步驟,一步步使食物中的能量放出,而非像燃燒般的一次性釋放。在呼吸作用中,三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的基本組成單位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,被分解成更小的分子,透過(guò)數(shù)個(gè)步驟,將能量轉(zhuǎn)移到還原性氫(化合價(jià)為+1的氫)中。最后經(jīng)過(guò)一連串的電子傳遞鏈,氫被氧化生成水;原本貯存在其中的能量,則轉(zhuǎn)移到ATP分子上,供生命活動(dòng)使用。
植物呼吸作用過(guò)程:有機(jī)物(儲(chǔ)存能量)+氧(通過(guò)線粒體)→二氧化碳+水+能量
(3)呼吸速率:又稱呼吸強(qiáng)度。指在一定溫度下,單位重量的活細(xì)胞(組織)在單位時(shí)間內(nèi)吸收氧或釋放二氧化碳的量,通常以“mg(μl)/(h?g)”為單位,表示每克活組織(鮮重、干重、含氮量等)在每小時(shí)內(nèi)消耗氧或釋放二氧化碳的毫克數(shù)(或微開(kāi)數(shù))。呼吸速率的大小可反映某生物體代謝活動(dòng)的強(qiáng)弱。呼吸作用是由一系列酶催化的化學(xué)反應(yīng),所以溫度對(duì)呼吸作用有很大影響。還有水分、氧氣、二氧化碳等也是影響呼吸速率的條件。
。4)植物呼吸作用原理的應(yīng)用:
糧食儲(chǔ)存;
低溫保存蔬菜水果:通過(guò)增加二氧化碳的含量可以抑制儲(chǔ)存蔬菜水果等的呼吸作用;充氮?dú)庖部梢越档脱鯕獾臐舛,抑制呼吸作用?/p>
農(nóng)田松土;農(nóng)田排澇等措施有利于植物根的生長(zhǎng)和對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收。
影響細(xì)胞呼吸的因素及實(shí)踐應(yīng)用:
1.內(nèi)部因素:
(1)不同種類的植物細(xì)胞呼吸速率不同,如旱生植物小于水生植物,陰生植物小于陽(yáng)生植物。
(2)同一植株在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期呼吸速率不同,如幼苗期、開(kāi)花期呼吸速率較高,成熟期呼吸速率較低。
(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同,如生殖器官大于營(yíng)養(yǎng)器官。
2.環(huán)境因素:
(1)溫度
、僖(guī)律:呼吸作用在最適溫度最強(qiáng),超過(guò)最適溫度,呼吸酶活性下降,甚至變形失活,呼吸受抑制;低于最適溫度活性下降,呼吸受抑制。
、趹(yīng)用:生產(chǎn)上常用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過(guò)程中夜間適當(dāng)降溫,降低呼吸作用,減少有機(jī)物的消耗,提高產(chǎn)量。
(2)O2的濃度
、僖(guī)律:在O2濃度為零時(shí)只進(jìn)行無(wú)氧呼吸;O2濃度為10%以下,既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸;O2 濃度為l0%以上,只進(jìn)行有氧呼吸。
、趹(yīng)用:生產(chǎn)中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用,藏少有機(jī)物消耗這一原理來(lái)延長(zhǎng)蔬菜、水果保鮮時(shí)間。
(3)CO2濃度
、僖(guī)律:從化學(xué)平衡的角度分析,C02濃度增加,呼吸速率下降。
、趹(yīng)用:在蔬菜和水果的保鮮中,增加CO:濃度具有良好的保鮮作用。
(4)水含量
、僖(guī)律:在一定范圍內(nèi),細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而加強(qiáng),隨含水量的減少而減弱。
、趹(yīng)用:在作物種子的儲(chǔ)藏時(shí),將種子風(fēng)干,以減弱細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗。
思維拓展:
1、溫室中栽培農(nóng)作物提高產(chǎn)量的措施有兩個(gè)方面,提高光合強(qiáng)度和降低呼吸消耗。影響細(xì)胞呼吸的因素有溫度、氧氣濃度、二氧化碳濃度、含水量等,但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最?紤]的是溫度。其他幾個(gè)因素不容易控制。
2、植物細(xì)胞呼吸的最適溫度一般在25~35℃,最高溫度在35~45℃。
3、綠色植物細(xì)胞呼吸的最適溫度總比光合作用的最適溫度高。一般情況下,植物細(xì)胞呼吸的最適溫度為30℃,而光合作用的最適溫度為25℃。