影響植物呼吸作用的因素？ 為什么溫度是影響植物呼吸作用的主要因素
影響呼吸作用的外界因素：溫度、水分、氧氣和二氧化碳濃度是影響呼吸作用的主要因素。
（1）溫度：溫度對呼吸作用的強度影響最大。溫度升高，呼吸作用加強；溫度過高，呼吸作用減弱。
（2）水分：植物含水量增加，呼吸作用加強。
（3）氧氣：在一定范同內，隨著氧氣濃度的增加，呼吸作用顯著加強。
（4）二氧化碳：二氧化碳濃度大大超出正常值時，抑制呼吸作用。在儲藏蔬菜、水果、糧食時采取低溫、干燥、充加二氧化碳等措旌，可延長儲藏時間。
呼吸作用的重要生理意義是:
①提供植物生命活動所需的大部分能量。呼吸作用中釋放的能量一部分以高能化合物腺苷三磷酸(ATP)形式貯存，當ATP水解時釋放出來的能量即可供植物體內生物合成、離子積累和體內物質主動運輸?shù)扔茫渌糠謩t轉變?yōu)闊崮芏⑹А?/p>
②氧化的中間產物為許多生物合成過程提供原料。所以呼吸作用不是單純的異化過程，它和光合作用一樣也是植物代謝的樞紐。
一、 內部因素對呼吸速率的影響 不同的植物種類、代謝類型、生育特性、生理狀況，呼吸速率各有所不同。一般而言，凡是生長快的植物呼吸速率就高，生長慢的植物呼吸速率就低。例如細菌和真菌繁殖較快，其呼吸速率高于高等植物。在高等植物中小麥、蠶豆又比仙人掌高得多，通常喜溫植物(玉米、柑桔等)高于耐寒植物(小麥、蘋果等)，草本植物高于木本植物(表5-4)。表5-4 不同種類植物的呼吸速率同一植物的不同器官或組織，呼吸速率也有明顯的差異。例如，生殖器官的呼吸較營養(yǎng)器官強；同一花內又以雌蕊最高,雄蕊次之,花萼最低；生長旺盛的、幼嫩的器官的呼吸，較生長緩慢的、年老的器官為強；莖頂端的呼吸比基部強；種子內胚的呼吸比胚乳強（表5-5）。一年生植物開始萌發(fā)時，呼吸迅速增強，隨著植株生長變慢，呼吸逐漸平穩(wěn)，并有所下降，開花時又有所提高。多年生植物的呼吸速率表現(xiàn)出季節(jié)周期性變化。溫帶植物的呼吸速率以春季發(fā)芽和開花時最高，冬天降到最低點。 二、外界條件對呼吸速率的影響 （一） 溫度 溫度對呼吸作用的影響主要在于溫度對呼吸酶活性的影響。預先在25℃下培養(yǎng)4d的豌豆幼苗相對呼吸速率為10，放到不同溫度下，3h后，測定相對呼吸速率的變化。 在一定范圍內，呼吸速率隨溫度的增高而增高，達到最高值后，繼續(xù)增高溫度，呼吸速率反而下降。呼吸作用有溫度三基點，即最低、最適、最高點。所謂最適溫度是保持穩(wěn)態(tài)的最高呼吸速率的溫度，一般溫帶植物呼吸速率的最適溫度為25～30℃。而呼吸作用的最適溫度總是比光合作用的最適溫度高，因此，當溫度過高和光線不足時，呼吸作用強，光合作用弱，就會影響植物生長。最低溫度則因植物種類不同而有很大差異。一般植物在接近0℃時，呼吸作用進行得很微弱，而冬小麥在0℃至-7℃下仍可進行呼吸作用;耐寒的松樹針葉在-25℃下仍未停止呼吸，但在夏季溫度降至-4～-5℃，呼吸便完全停止。呼吸作用的最高溫度一般在35～45℃之間，最高溫度在短時間內可使呼吸速率較最適溫度的高，但時間稍長后，呼吸速率就會急劇下降（圖5-20），這是因為高溫加速了酶的鈍化或失活。在0～35℃生理溫度范圍內溫度系數(shù)(Q10)為2～2.5，即溫度每增高10℃，呼吸速率增加2～2.5倍。溫度的另一間接效應則是影響O2在水介質中的溶解度，從而影響呼吸速率的變化。 (二)氧 氧是進行有氧呼吸的必要條件，當氧濃度下降到20%以下時，植物呼吸速率便開始下降；氧濃度低于10%時，無氧呼吸出現(xiàn)并逐步增強，有氧呼吸迅速下降。 研究表明，在缺氧條件下玉米的丙酮酸脫羧酶活性可提高5～9倍，其mRNA含量可提高20倍。 在缺氧條件下提高O2濃度時，無氧呼吸會隨之減弱，直至消失。一般把無氧呼吸停止進行的最低氧含量(10%左右)稱為無氧呼吸的消失點(anaerobic respiration extinction point) (圖5-21)。在氧濃度較低的情況下，呼吸速率(有氧呼吸)隨氧濃度的增大而增強，但氧濃度增至一定程度時，對呼吸作用就沒有促進作用了，這一氧濃度稱為氧飽和點(oxygen sturation point)。氧飽和點與溫度密切相關，例如洋蔥根尖的呼吸作用,在15℃和20℃下，氧飽和點為20%，在30℃和35℃下，氧飽和點則為40%左右(圖5-22)。這種現(xiàn)象顯然是由呼吸酶和中間電子傳遞體的周轉率所造成的，也和末端氧化酶與氧的親和力有關。由于氧濃度對呼吸類型有重要影響，因而在不同氧濃度下呼吸商也不一樣。以葡萄糖為呼吸底物， 當氧濃度低于無氧呼吸消失點時，呼吸商大于1；當氧濃度高于消失點時，無氧呼吸停止，呼吸商等于1。過高的氧濃度(70%～100%)對植物有毒，這可能與活性氧代謝形成 自由基有關。相反，過低的氧濃度會由于無氧呼吸增強，過多消耗體內養(yǎng)料，甚至產生酒精中毒，原生質蛋白變性而導致植物受傷死亡。 （三） 二氧化碳 二氧化碳是呼吸作用的最終產物，當外界環(huán)境中二氧化碳濃度增高時，脫羧反應減慢，呼吸作用受到抑制。實驗證明，二氧化碳濃度高于5%時，有明顯抑制呼吸作用的效應，這可在果蔬、種子貯藏中加以利用。土壤中由于植物根系的呼吸作用特別是土壤微生物的呼吸作用就會產生大量的二氧化碳，如土壤板結，深層通氣不良，積累的二氧化碳可達4％～10％，甚至更高，如不及時進行中耕松土，就會使植物根系呼吸作用受阻。一些植物（如豆科）的種子由于種皮限制, 使呼吸作用釋放的CO 2難以釋出，種皮內積聚起高濃度的CO2抑制了呼吸作用，從而導致種子休眠。 （四） 水分 植物組織的含水量與呼吸作用有密切的關系。在一定范圍內，呼吸速率隨組織含水量的增加而升高。干燥種子的呼吸作用很微弱，例如豌豆種子呼吸速率只有0.00012μlCO 2·g-1DW·h-1。當種子吸水后，呼吸速率迅速增加。因此，種子含水量是制約種子呼吸作用強弱的重要因素。對于整體植物來說，接近萎蔫時，呼吸速率有所增加，如萎蔫時間較長，細胞含水量則成為呼吸作用的限制因素。 影響呼吸作用的外界因素除了溫度、氧氣、二氧化碳、水分之外,呼吸底物的含量(如可溶性糖）、機械損傷、一些礦質元素（如磷、鐵、銅等）對呼吸也有顯著影響。此外病原菌感染可使寄主的線粒體增多,多酚氧化酶活性提高，抗氰呼吸和PPP途徑增強
①溫度：溫度能影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶的活性。一般而言，在一定的溫度范圍內，呼吸強度隨著溫度的升高而增強。
根據(jù)溫度對呼吸強度的影響原理，在生產實踐上貯藏蔬菜和水果時應該降低溫度，以減少呼吸消耗。溫度降低的幅度以不破壞植物組織為標準，否則細胞受損，對病原微生物的抵抗力大減，也易腐爛損壞。
②氧氣：氧氣是植物正常呼吸的重要因子，氧氣不足直接影響呼吸速度，也影響到呼吸的性質。綠色植物在完全缺氧條件下就進行無氧呼吸，大多數(shù)陸生植物根尖細胞的無氧呼吸產物是酒精和CO2。酒精對細胞有毒害作用，所以大多數(shù)陸生植物不能長期忍受無氧呼吸。在低氧條件下通常無氧呼吸與有氧呼吸都能發(fā)生，氧氣的存在對無氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸強度隨氧濃度的增加而增強。微生物的無氧呼吸稱為發(fā)酵，氧氣對發(fā)酵有抑制作用。根據(jù)氧對呼吸作用影響的原理，在貯存蔬菜、水果時就降低氧的濃度，一般降到無氧呼吸的消失點，如降得太低，植物組織就進行無氧呼吸，無氧呼吸的產物(如酒精)往往對細胞有一定的毒害作用，而影響蔬菜、水果的貯藏保鮮。
③CO2：增加 CO2的濃度對呼吸作用有明顯的抑制效應。這可以從化學平衡的角度得到解釋。據(jù)此原理，在蔬菜和水果的保鮮中，增加CO2的濃度也具有良好的保鮮效果。
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