植物的呼吸作用
《植物的呼吸作用》 讲义
《植物的呼吸作用》讲义一、什么是植物的呼吸作用在我们生活的这个世界里，植物是非常神奇的存在。
它们不仅能为我们提供美丽的风景，还能通过光合作用为我们制造氧气。
但你知道吗？除了光合作用，植物还有一个同样重要的生理过程，那就是呼吸作用。
植物的呼吸作用，简单来说，就是植物细胞在一系列酶的催化下，将有机物逐步氧化分解，并释放出能量的过程。
这个过程就像是植物在“呼吸”，吸入氧气，呼出二氧化碳。
二、植物呼吸作用的场所植物进行呼吸作用的主要场所是细胞内的线粒体。
线粒体就像是一个小小的“能量工厂”，在这里，有机物被逐步分解，释放出能量，以供植物进行各种生命活动。
但这并不意味着植物的呼吸作用只在线粒体中进行。
在一些特殊情况下，例如在无氧条件下，植物细胞的细胞质基质也可以进行部分呼吸作用。
三、植物呼吸作用的过程植物的呼吸作用可以分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
有氧呼吸是植物呼吸作用的主要方式。
它可以分为三个阶段：第一阶段，发生在细胞质基质中。
在一系列酶的作用下，葡萄糖被分解为丙酮酸，并产生少量的H（还原氢）和少量的能量。
第二阶段，丙酮酸进入线粒体基质，在酶的作用下，被彻底分解为二氧化碳，并产生大量的H和少量的能量。
第三阶段，前两个阶段产生的H经过一系列的反应，与氧气结合生成水，同时释放出大量的能量。
无氧呼吸则是在无氧或缺氧的条件下发生的。
一般来说，植物的无氧呼吸会产生酒精和二氧化碳，或者产生乳酸。
例如，在水稻根部被水淹的情况下，就会进行无氧呼吸产生酒精，时间长了可能会导致根部腐烂。
四、植物呼吸作用的影响因素植物的呼吸作用会受到多种因素的影响，比如温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、水分等。
温度对植物呼吸作用的影响较大。
在一定范围内，温度升高，呼吸作用会增强；温度降低，呼吸作用会减弱。
但温度过高或过低，都会对呼吸作用产生不利影响，甚至导致呼吸作用停止。
氧气浓度也是一个重要的影响因素。
在有氧条件下，植物进行有氧呼吸；当氧气浓度降低时，有氧呼吸会减弱，无氧呼吸会增强。
植物生理学第4-1章章呼吸作用
二、乙醇发酵和乳酸发酵
• 在无氧条件下，糖酵解形成的丙酮酸在细胞质中即进行乙醇发酵或乳酸发酵。
• 乙醇发酵：
丙酮酸
乙醛
乙醇
• 丙发乳酮酵酸酸中发消酵耗：了乳NA酸DH丙，酮没酸有脱A羧TP酶的生成CO，2能量利用乙N效A醇D率H脱低+氢H，+酶有机物损耗大。乙
醇积累会破坏细胞结构，乳酸积累会引起酸中毒。
3.酚氧化酶 （质体和微体中）
种类：单酚氧化酶（如酪氨酸酶）、 多酚氧化酶（PPO；如儿茶酚氧化酶）
功能：将酚氧化成棕褐色的醌，醌对 微生物有毒，防止植物感染。
此酶含铜，正常情况下，酚氧化酶与 底物是分开的。
生活中对多酚氧化酶的利用和抑制
将土豆丝泡在水中防止变褐。 制红茶时，揉捻茶叶，利用多酚氧化酶 的作用将茶叶中的儿茶酚和单宁氧化并 聚合为红褐色的物质。 制绿茶时，采的茶叶立即焙炒杀青，破 坏多酚氧化酶，保持绿色。 在烤烟时，烟叶达到变黄末期迅速脱水， 抑制PPO活性，保持烟叶鲜明的黄色。
在植物体中普遍存在，幼嫩组织中比较活跃。
NADH 外源NADH
ATP
ATP
ATP
FMN→FeS→UQ→Cytb→Cytc→Cyta→Cyta3→O2
FeS
FAD
呼吸链电子传递过程和ATP形成部位
-- ⒉ 交替氧化酶 抗氰呼吸链末端的氧化酶
在氰化物存在下，某些植物呼吸不受抑制---抗氰呼吸※。 通过离体线粒体研究发现，在一些植物组织中含有交替氧化酶，它可以绕过复合体 Ⅲ和Ⅳ把电子传递给氧形成水，所以它对氰化物不敏感，但被鱼藤酮和水杨酸氧肟 酸抑制。 交替途径P/O低。
无氧 →无氧呼吸→酒精或乳酸
葡萄糖→→丙酮酸 有氧 → TCA循环→CO2
植物的呼吸作用
植物的呼吸作用
植物的呼吸作用是重要的生理过程，它允许植物从环境空气中吸收氧气，并释放二氧化碳。
与动物呼吸相似，植物呼吸依赖于氧气的摄入和二氧化碳的排出，但过程由于植物的特殊结构而有所不同。
在植物的呼吸作用中，氧气通过气孔进入植物的叶片，然后进入叶绿体中的细胞。
在叶绿体中，氧气参与到细胞呼吸中的氧化过程中，以产生能量和水的副产物。
同时，二氧化碳作为呼吸废物由细胞释放出来，并通过气孔离开植物体。
植物的呼吸作用是不断进行的，即使在夜晚或光合作用停止的情况下也是如此。
由于植物被动感知周围环境中的氧气浓度和二氧化碳浓度，它们能够在不同条件下调节呼吸速率。
在光合作用进程中，光合产物提供的能量可以通过呼吸消耗，以维持植物的正常生长和代谢。
值得注意的是，植物的呼吸作用和动物呼吸作用虽然存在相似之处，但并不相同。
植物利用光合作用将二氧化碳转化为有机物质（葡萄糖），同时释放氧气。
然而，在光合作用停止或不足的情况下，植物需要通过呼吸作用来从外部环境获取能量。
总而言之，植物的呼吸作用是一个重要的生理过程，它使植物能够从环境中摄取氧气、释放二氧化碳，并产生能量维持生长和代谢。
这一过程通过细胞内过程进行，而植物能够根据环境条件调节呼吸速率。
尽管与动物呼吸作用存在相似之处，但植物的呼吸作用在光合作用停止时起到重要的能量供应作用。
植物呼吸作用
植物呼吸作用
植物的呼吸作用是指通过气孔吸取二氧化碳，并释放氧气的过程。
尽管这种作用与动物呼吸作用有所不同，但它在植物的生存中起着至关重要的作用。
植物呼吸作用的关键是通过气孔从大气中吸取二氧化碳。
气孔是植物叶片和茎表面的微小开口，它们可以打开和关闭来控制氧气和水的进出。
当气孔打开时，二氧化碳进入植物组织并通过细胞膜渗透到叶绿体中。
在叶绿体中，二氧化碳与水进行光合作用，产生葡萄糖和氧气。
葡萄糖被植物用作能量来源，而氧气则被释放到大气中。
植物的呼吸作用不仅在光照条件下进行，而且在黑暗条件下也会发生。
在黑暗中，植物无法进行光合作用，因此无法产生葡萄糖。
此时，植物会利用以前储存的葡萄糖进行呼吸作用，以维持生命活动。
在呼吸作用中，植物将葡萄糖与氧气反应，产生二氧化碳、水和能量。
植物呼吸作用的速率受到多种因素的影响。
温度、湿度和光照强度是其中的主要因素。
较高的温度和充足的阳光可以促进植物的呼吸作用，而较低的温度和不充足的阳光则会减慢呼吸作用的速率。
总而言之，植物的呼吸作用是通过气孔吸取二氧化碳，并释放氧气的过程。
这个过程是植物维持生命活动的关键之一，同时也为其他生物提供了氧气。
植物的呼吸作用
乳酸发酵。
植物的呼吸作用
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（二）有氧呼吸作用特点
是一个氧化还原过程。在植物细胞中底物能 够是糖、脂肪、蛋白质、氨基酸和有机酸等。以 葡萄糖为例，它是氢供体，氧是氢受体。
C6H12O6＋6H2O＋6O2→6CO2＋12H2-1 △G0′指pH7时标准自由能改变。
磷酸戊糖路径（PPP）。
各路径之间关系见下列图
植物的呼吸作用
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淀粉
蔗糖 己糖磷酸
戊糖磷酸
糖
酵
丙糖磷酸
解
乙醇
酒精发酵
丙酮酸 缺氧 乳酸 乳酸发酵
磷酸戊糖途径
甘油 脂肪 脂肪酸
乙酰辅酶A
丙二酰辅酶A
草酰乙酸 柠檬酸 三羧酸循环 琥珀酸
乙酸 乙醇酸 草酸 甲酸 乙醇酸氧化途径 琥珀酸
草酸乙酸 柠檬酸 乙醛酸途径
为产生乳酸，同时释放能量过程，称为乳酸发酵，其
反应式以下：
C6H12O6→2CH3CHOHCOOH △G0′= -197 kJ·mol-1 高等植物也可发生乳酸发酵，比如，马铃薯块茎、
甜菜块根、玉米胚和青贮饲料在进行无氧呼吸时就产
生乳酸。 植物的呼吸作用
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与有氧呼吸相比，无氧呼吸特点：
不吸收O2； 底物分解不彻底；
3.草酰乙酸再生：经过上述2个阶段反应，乙酰CoA 两个碳以CO2形式释放了，四碳草酰乙酸转变成 四碳琥珀酸。为确保后续乙酰CoA能继续被氧化 脱羧，琥珀酸经过延胡索酸生成和苹果酸生成， 最终生成草酰乙酸。
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三羧酸循环化学历程
呼吸链
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因为糖酵解中1分子葡萄糖产生2分子丙酮酸， 所以三羧酸循环反应可写成以下方程式：
植物呼吸现象表达式
植物呼吸现象表达式
植物呼吸作用的表达式可以概括为：氧气+ 有机物（如葡萄糖、淀粉）→ 二氧化碳+ 水+ 能量。
具体来说，植物呼吸是一个释放能量的化学过程，这一过程主要在细胞内的线粒体中进行。
在有氧条件下，植物利用氧气将储存能量的有机物质（比如葡萄糖）氧化分解，产生二氧化碳、水以及三磷酸腺苷（ATP），即能量的货币形式。
这个过程对于植物的生命活动至关重要，因为它提供了必要的能量来支持植物的生长、维持细胞结构、进行营养物质的运输和吸收等生命活动。
此外，植物呼吸与光合作用是相互依赖的过程。
在白天，植物通过光合作用吸收二氧化碳和水，并在阳光的帮助下转化为有机物和氧气；而在夜间或无光条件下，植物则通过呼吸作用消耗这些储存的有机物，释放出二氧化碳和水，并产生用于生命活动的能量。
第四章 植物的呼吸作用
第四章植物的呼吸作用一、名词解释。
1、呼吸作用：是植物代谢的中心，是一切生物细胞的共同特征，是将体内的物质不断分解，并释放能量以供给各种生理活动的需要，属于新陈代谢的异化作用方面，包括有氧呼吸和无氧呼吸。
2、有氧呼吸：生活细胞在O2的参与下，把某些有机物彻底氧化分解，放出CO2并形成H2O，同时释放能量的过程。
3、无氧呼吸：在无氧的条件下，细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化物，同时释放能量的过程。
4、P/O比：在以某一底物作为呼吸底物时，每利用一个氧原子、或每对电子通过呼吸链传递给氧所酯化无机磷的分子数，或每消耗一个氧原子有几个ADP被酯化呈A TP。
它是线粒体氧化磷酸化活力的一个重要指标。
5、氧化磷酸化：电子经过线粒体的电子传递链传递给氧的过程中，伴随A TP合酶催化，使ADP和磷酸合成A TP的过程。
6、能荷：说明腺苷酸系统的能量状态，是ATP-ADP-AMP系统中可利用的高能磷酸键的度量。
细胞中的腺苷酸的总量是恒定的，若腺苷酸全部为ATP，则能荷为1.0，细胞充满能量；若腺苷酸全部为ADP，则能荷为0.5；若腺苷酸全部为AMP，则能荷为0，细胞能量完全被放出。
7、能荷调节：通过调节能荷维持细胞内ATP、ADP、AMP三者间的动态平衡。
8、末端氧化酶：指处于生物氧化还原电子传递系统的最末端，最终把电子传递到分子氧并形成水或过氧化氢的酶。
9、巴斯德效应：氧可以降低糖类的分解代谢和减少糖酵解产物的积累，即氧对发酵作用的抑制现象称为巴斯德效应。
10、底物水平磷酸化：由底物的分子磷酸直接转到ADP，最后形成ATP的过程称为底物水平磷酸化。
11、抗氰呼吸：在氰化物存在的条件下，某些植物呼吸不受抑制，把这种呼吸称为抗氰呼吸。
抗氰呼吸电子传递途径在某些条件下与正常的NADH电子传递途径交替进行，因此又称为交替途径。
12、呼吸速率：也称为呼吸强度，是衡量呼吸强弱的生理指标，通常用单位时间内单位鲜重或干重植物组织或原生质释放的CO2的体积或所吸收的O2的体积或有机物质的消耗量来表示。
植物呼吸作用的指标
植物呼吸作用的指标植物呼吸作用是指植物通过氧气和有机物质进行代谢反应，产生能量和二氧化碳的过程。
这个过程对于植物的生长和发育至关重要，因此，了解植物呼吸作用的指标对于植物的生长和发育具有重要的意义。
1. 呼吸速率呼吸速率是指单位时间内植物消耗氧气的量。
呼吸速率是衡量植物代谢活动强度的重要指标。
一般来说，呼吸速率与温度呈正相关关系，温度越高，呼吸速率越快。
此外，光照、湿度、CO2浓度等因素也会影响植物的呼吸速率。
在光照充足的情况下，植物的呼吸速率会增加，因为光合作用产生的有机物质可以提供更多的能量，促进呼吸作用的进行。
2. 呼吸强度呼吸强度是指单位面积植物呼吸作用的强度。
呼吸强度是衡量植物代谢活动强度的重要指标。
一般来说，呼吸强度与植物的生长状态和环境因素有关。
在植物生长期间，呼吸强度会随着植物的生长而增加。
在环境因素方面，温度、光照、湿度等因素都会影响植物的呼吸强度。
在温度较高、光照充足、湿度适宜的条件下，植物的呼吸强度会增加。
3. 呼吸作用与光合作用的比值呼吸作用与光合作用的比值是指单位时间内植物呼吸作用和光合作用的比值。
这个比值可以反映植物的代谢状态。
在光照充足的情况下，植物的光合作用会增加，因此呼吸作用与光合作用的比值会降低。
相反，在光照不足的情况下，植物的光合作用会减少，呼吸作用与光合作用的比值会增加。
这个比值还可以反映植物的生长状态。
在植物生长期间，呼吸作用与光合作用的比值会随着植物的生长而降低。
4. 呼吸作用对植物生长的影响呼吸作用对植物生长的影响是指植物呼吸作用对植物生长和发育的影响。
呼吸作用是植物代谢的重要过程，它可以提供植物所需的能量和有机物质。
在植物生长期间，呼吸作用对植物的生长和发育具有重要的影响。
如果呼吸作用过强，会导致植物的生长受到抑制，甚至死亡。
相反，如果呼吸作用过弱，植物的生长和发育也会受到影响。
5. 呼吸作用与环境因素的关系呼吸作用与环境因素的关系是指植物呼吸作用与环境因素之间的相互作用关系。
植物呼吸作用
植物呼吸作用
植物呼吸作用是指植物体内进行气体交换的过程，通过呼吸，植物能够吸收氧气，释放二氧化碳，并产生能量。
植物的呼吸过程包括胞吸收呼吸、胞间呼吸和全身呼吸三个部分。
首先，胞吸收呼吸是指植物体内的细胞通过某些特殊结构来进行气体交换。
植物的细胞壁具有较高的渗透性，使氧气能够通过细胞壁进入细胞内，而二氧化碳则通过细胞壁从细胞内向外排放。
胞吸收呼吸一般发生在植物的根尖、茎叶的基部等组织处，这些组织具有较高的新陈代谢活性，对氧气的需求也较大。
其次，胞间呼吸是指植物体内细胞间的气体交换。
植物的细胞间有许多细小的空隙，这些空隙称为气孔。
气孔是植物的气体交换通道，通过气孔，植物能够吸收外界的氧气，并将所产生的二氧化碳排放到外部环境中。
气孔的开合是由植物体内的气孔导管控制的，气孔导管的内部含有气泡，通过膨胀和收缩来控制气孔的开闭。
最后，全身呼吸是指植物整个体内的气体交换过程。
植物通过根、茎、叶等组织吸收外界的氧气，然后将氧气输送到细胞内进行呼吸作用，并将产生的二氧化碳输出到外部环境中。
整个过程都是通过植物的导管系统来完成的，包括根导管、茎导管和叶导管。
植物的导管系统具有高度的连通性，能够确保气体在植物体内的快速流动。
总的来说，植物的呼吸作用是植物体内进行气体交换的重要过程，通过呼吸，植物能够获得所需的氧气，并将产生的二氧化
碳排放到外部环境中，同时产生能量。
植物通过胞吸收呼吸、胞间呼吸和全身呼吸三个环节来完成呼吸作用，每个环节都起着不可或缺的作用，使植物能够正常生长和发育。
植物呼吸作用的名词解释
植物呼吸作用的名词解释植物呼吸作用是指植物体内进行气体交换的过程，既包括氧气的吸入，又包括二氧化碳的排出。
与动物呼吸不同的是，植物利用光合作用在白天可以吸收二氧化碳并释放氧气，而在夜晚则进行呼吸作用，吸入氧气并释放二氧化碳。
呼吸作用是植物生命活动的基本过程之一，它在植物体内持续进行，提供所需的能量和代谢物质。
植物通过呼吸作用将有机物质氧化分解为二氧化碳和水，并释放出能量。
这个过程通过线粒体进行，其中的呼吸酶酶催化让有机物质进行氧化。
与动物呼吸不同的是，植物的呼吸作用并不需要专门的器官，它可以在植物体内的各个组织细胞中进行。
呼吸作用的产物是二氧化碳和水，这些产物通过根系、茎干和叶片的气孔排出植物体外。
气孔是植物叶片表皮上的微小孔口，通常处于表皮细胞的下表面，它们可以打开或关闭来控制气体交换的速率。
晴天时，气孔会打开，允许氧气进入，同时释放二氧化碳，而在夜间或干旱时，气孔则会关闭以防止水分丧失，这也是为什么植物在夜晚通常不进行光合作用的原因。
植物的呼吸作用还受到环境因素的影响，其中最重要的是温度。
相对于动物来说，植物对温度的适应范围要宽广得多。
在适宜的温度下，植物的呼吸作用率较高，而在非常高或非常低的温度下，呼吸作用率则会显著下降。
呼吸作用的速率还受到光照强度和营养物质的供应等因素的影响。
除了释放二氧化碳之外，在呼吸作用过程中，植物还释放出少量的能量。
这对于植物的生长和发育非常重要，尤其是在夜晚或无法进行光合作用的时候。
能量的释放来自于有机物质的分解，比如葡萄糖。
植物通过将葡萄糖分解为二氧化碳和水来获得能量，并在此过程中合成ATP（三磷酸腺苷），用于细胞的各项代谢活动。
总而言之，植物呼吸作用是植物体内进行气体交换的过程，其中氧气被吸收，二氧化碳被释放。
通过呼吸作用，植物获得所需的能量和代谢物质，为其生命活动提供支持。
唯有了解植物的循环系统，我们才能更好地理解这些绿色生命体的生长与发展、繁衍与生长。
植物的呼吸作用
呼吸作用是植物本身吸收进去O2，然后逐步氧化分解，从而将有机物转化成CO2和水，并且还会释放出能量。
只有活的细胞才能进行，活的植物全部的各器官都能进行，在氧气很充足时和氧气缺乏时释放出来的不同。
植物进行这个活动，可以提供能量，也能成为重要的原料。
一、是什么
呼吸是植物本身的细胞吸收进去O2，然后在一系列酶的作用下逐步氧化分解，从而将有机物转化成CO2和水，并且还会释放出能量，这是生长过程中很重要的一步，对于植物的生长活动意义非凡。
注意只有活的细胞才能进行，是生命的需求之一，活的植物整体全部的各器官都能进行，甚至脱离了植物本身，只要还是活的细胞或组织就还都能进行，但是如果细胞死去，将无法再进行此类活动。
在氧气非常充足的环境下，会放出大量的能量，这些能量可以再次供给给植物。
要是氧气比较的缺乏，只能放出少量的能量，还会分解成乳酸或者酒精，这是属于有害物质，对植物生长不利。
二、意义
1、提供能量：植物进行呼吸作用，主要是为生命体提供能量，
这些能量可以再作用于植物本身，用于细胞分裂、植物生长、矿质元素吸收等一系列生命活动。
2、提供原料：在呼吸过程中可能会产生一些中间产物，这些可以成为合成体内重要化合物的原料。
植物生理学—植物呼吸作用
• 糖酵解专一抑制剂：碘代乙酸、氟化物 • 糖酵解全过程净产生2个ATP，2个NADH，折合8个ATP。
C6H12O6+2Pi+2ADP+2NAD+ ------→2CH3COCOOH+2ATP+2NADH+2H+ • 无氧条件下丙酮酸脱羧还原成酒精或直接还原成乳酸； • 有氧条件下脱羧形成乙酰辅酶A(Ac-CoA)，进入TCAC。 可见，EMP是有氧呼吸和无氧呼吸必经的共同途径。
酸磷酸） FMN 黄素单核苷酸（flavin
mononucleotide） FAD 黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin
adenine dinucleotide) UQ 泛醌（ubiquinone）辅酶Q（UQ或CoQ）
电子传递体： 在呼吸链中指细胞色素体系和Fe-S蛋白，只传递电子。细胞色素是一类以 铁卟啉为辅基的结合蛋白，可分为Cyta、Cytb、Cytc三类。
第五章 植物的呼吸作用
• §1 • §2 • §3 • §4 • §5 • §6
呼吸作用的概念和意义 植物的呼吸代谢途径 生物氧化 呼吸作用的调节和控制 影响呼吸作用的因素
呼吸作用与农业生产
植物代谢中心
• 呼吸作用和光合作用共同组成了绿色植物代谢 核心。
• 植物通过光合作用捕获太阳能，合成有机物， 而通过呼吸作用将有机物氧化分解，释放能量 用于生命活动，它的中间产物在植物体各种主 要物质转变中起枢纽作用，所以呼吸作用是植 物代谢中心。
氧化磷酸化抑制剂
• 氧化磷酸化抑制剂分两类： （1）电子传递抑制剂：如果将电子传递链打断，磷酸化
作用因得不到氧化作用释放出的能量，氧化磷酸化无 法进行；
植物呼吸的作用概念
植物呼吸的作用概念
植物呼吸是指植物通过气孔吸入空气中的氧气，然后通过细胞呼吸过程将有机物氧化为二氧化碳和水，并释放出能量。
植物呼吸的作用有以下几个方面：
1. 供给能量：通过细胞呼吸过程，植物在有机物氧化的同时，释放出的能量被用于维持正常的生命活动，如生长、代谢、传递信号等。
2. 维持气体交换平衡：植物吸入氧气并呼出二氧化碳，这样可以维持气体交换平衡，保持光合作用和呼吸作用之间的相对稳定。
3. 调节温度：植物中的呼吸作用可以产生一定的热量，这有助于调节植物的温度，在寒冷环境下保持较高的温度。
4. 调节水分平衡：植物通过呼吸作用产生的二氧化碳会进入气孔排出体外，而气孔的开闭调节也会影响水分的蒸腾速率，从而参与调节水分平衡。
总的来说，植物呼吸的作用是为了维持植物的正常生命活动，提供能量，并参与气体交换、温度调节和水分平衡等重要的生理过程。
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第四节植物的呼吸作用资料6-4-1 植物的呼吸作用的类型资料6-4-2 光呼吸资料6-4-3 呼吸代谢能量的贮存和利用资料6-4-4 呼吸作用的生理意义资料6-4-5 呼吸代谢途径资料6-4-6 呼吸作用的指标资料6-4-7 各种植物和器官的呼吸速率不同资料6-4-8 居室内不宜多摆绿色植物资料6-4-9 有氧呼吸的图解资料6-4-10 无氧呼吸的图解资料6-4-11 植物进行呼吸作用释放二氧化碳实验新设计资料6-4-1 植物的呼吸作用的类型呼吸作用（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。
无氧呼吸过程中葡萄糖分子的大部分能量仍保存在丙酮酸、乳酸或乙醇分子中。
可见，发酵作用的能量利用效率是很低的，有机物质耗损大，而且发酵产物酒精和乳酸的累积，对细胞原生质有毒害作用。
因此，长期进行无氧呼吸的植物会受到伤害，甚至会死亡。
参与发酵作用的酶都存在于细胞质中，所以发酵作用是在细胞质中进行的。
资料6-4-2 光呼吸光呼吸（photorespiration）：植物绿色组织在光下吸收氧气和释放二氧化碳的过程。
其底物是乙醇酸，它的主要来源是核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP）与氧气在RuBP羧化酶加氧酶的催化下，形成1分子磷酸甘油酸及1分子磷酸乙醇酸，后者在磷酸酯酶催化下形成乙醇酸。
由于RuBP是在光下不断循环形成（见光合作用），所以光呼吸依赖于光。
由于RuBP羧化酶加氧酶既可催化RuBP发生羧化反应，又可催化RuBP与氧气发生加氧反应。
所以，二氧化碳与氧气浓度之比将影响其速率。
C4植物的速率很低，几乎测不出，这主要是由于C4植物叶肉细胞中无RuBP羧化酶加氧酶，维管束鞘细胞虽然有此酶，但由于C4途径使该酶的周围二氧化碳的浓度较高，因而使该酶催化的加氧反应受到抑制，从而使其底物来源减少所致。
资料6-4-3 呼吸代谢能量的贮存和利用在植物呼吸代谢中，伴随着物质的氧化降解，不断地释放能量，除一部分以热能散失外，其余部分则以高能键的形式贮存起来。
植物体内的高能键主要是高能磷酸键，其次是硫酯键。
其中以腺苷三磷酸（adenosine triphosphate, ATP）中的高能磷酸键最重要。
生成ATP的方式有两种：一是氧化磷酸化，二是底物水平的磷酸化（substrate-level phosphorylation）。
二者相比，前者为主，后者仅占一小部分。
氧化磷酸化在线粒体内膜上的呼吸链和ATP合酶复合体中完成，需要O2参加。
底物水平磷酸化在细胞质基质和线粒体衬质中进行，没有O2参加，只需要代谢物脱氢（或脱水），其分子内部所含能量的重新分布，即可生成高能键，接着高能磷酸基转移到ADP上，生成ATP。
从呼吸作用的能量效率来看，真核细胞中每mol葡萄糖在pH7的标准条件下经EMP-TCA循环-呼吸链彻底氧化，标准自由能变化（ΔG0’）为2870kJ，而每molATP水解时，其末端高能磷酸键（～P）可释放能量为30.5kJ, 36mol ATP 释放的能量为30.5KJ×36=1098KJ,因此，高等植物和真菌中葡萄糖经EMP-TCA 循环—呼吸链进行有氧呼吸时，能量利用效率为1098/2870×100%=38.25%，其余的61%以热的形式散失了，其转换效率还是高的。
对原核生物来说，EMP中形成的2molNADH可直接经氧化磷酸化产生6molATP，因此１mol葡萄糖的彻底氧化共生成38molATP, 其能量利用率为30.5×38/2870×100% = 40.38%,比真核细胞要高一些。
在植物生命活动过程中，对矿质营养的吸收和运输、有机物合成和运输、细胞的分裂和分化、植物的生长、运动、开花、受精、结果等等都依赖于ATP分解所释放的能量。
资料6-4-4 呼吸作用的生理意义1.为生命活动提供能量。
2.为重要有机物质提供合成原料。
3.为代谢活动提供还原力。
4.增强植物抗病免疫能力。
资料6-4-5 呼吸代谢途径1．糖酵解在无氧条件下酶将葡萄糖降解成丙酮酸，并释放能量的过程，称为糖酵解（glycolysis）。
为纪念在研究糖酵解途径方面有突出贡献的三位生物化学家Embden, Meyerhof和Parnas, 又把糖酵解途径称为Embden-Meyerhof-Parnas途径（EMP途径）。
糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的所有细胞中，是在细胞质中进行的。
虽然糖酵解的部分反应可以在质体或叶绿体中进行，但不能完成全过程。
糖酵解具有多种功能。
首先，糖酵解的一些中间产物（如甘油醛-3-磷酸等）是合成其他有机物质的重要原料，其终产物丙酮酸在生化上十分活跃，可通过不同途径，进行不同的生化反应。
丙酮酸通过氨基化作用可生成丙氨酸。
在有氧条件下，丙酮酸进入三羧酸循环和呼吸链，被彻底氧化成CO2和H2O；在无氧条件下进行无氧呼吸，会生成酒精或乳酸。
因此，糖酵解是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径，其逆转反应，使糖异生作用成为可能。
同时，糖酵解中生成的ATP 和NADH，可使生物体获得生命活动所需要的部分能量和还原力。
2．无氧呼吸高等植物无氧呼吸，包括了从己糖经糖酵解形成丙酮酸，随后进一步产生乙醇或乳酸的全过程。
植物在无氧条件下通常是发生酒精发酵。
在无氧条件下，通过酒精发酵或乳酸发酵，实现了NAD+的再生，这就使糖酵解得以继续进行。
3．三羧酸循环葡萄糖经过糖酵解转化成丙酮酸。
在有氧条件下，丙酮酸进入线粒体，经氧化脱羧形成乙酰辅酶A（乙酰CoA）。
乙酰CoA再进入三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle, TCA循环或TCAC）彻底氧化成CO2，并释放能量。
整个反应都在细胞线粒体基质（matrix）中进行。
（1）丙酮酸进入TCA循环的意义和特点第一，丙酮酸经过TCA循环氧化生成3CO2，这个过程是靠被氧化底物分子中的氧和水分子中的氧来实现的。
该过程释放的CO2就是有氧呼吸产生CO2的来源，当外界环境中CO2浓度增高时，脱羧反应受抑制，呼吸速率下降。
第二，丙酮酸经过TCA循环有5步氧化反应脱下5对氢，其中4对氢用于还原NAD+，形成NADH+H+，另一对从琥珀酸脱下的氢，是将膜可溶性的泛醌（UQ）还原为UQH2，它们再经过呼吸链将H+和电子传给分子氧结合成水，同时发生氧化磷酸化生成ATP。
由琥珀酰CoA形成琥珀酸时发生底物水平磷酸化直接生成1molATP。
这些ATP可为植物生命活动提供能量。
的参加，但必须在有氧条件下经过呼吸链电子第三，TCA循环中虽然没有O2传递，使NAD+和FAD、UQ在线粒体中再生，该循环才可继续，否则TCA循环就会受阻。
第四，TCA循环的一些中间产物是氨基酸、蛋白质、脂肪酸生物合成的前体，如丙酮酸可以转变成丙氨酸，草酰乙酸可以转变成天冬氨酸等，然而，这些被抽走的中间产物必须得到补充，否则TCA循环就会停止运转。
这种补充反应称为TCA循环的回补机制（replemishing mechanism）。
研究表明，在糖酵解中形成的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）可不转变为丙酮酸，而是在PEP羧化酶催化下形成草酰乙酸（OAA），草酰乙酸再被还原为苹果酸，苹果酸可经线粒体内膜上的二羧酸传递体与无机磷酸（Pi）进行交换进入线粒体衬质，可直接进入TCA循环；苹果酸在衬质中，也可在苹果酸酶的作用下脱羧形成丙酮酸，或在苹果酸脱氢酶的作用下生成草酰乙酸，再进入TCA循环，可起到补充草酰乙酸和丙酮酸的作用。
实验证实，苹果酸比丙酮酸更容易进入线粒体，并参加TCA循环。
4．磷酸戊糖途径Racker (1954)、Gunsalus(1955)等人发现植物体内有氧呼吸代谢除EMP-TCA 途径以外，还存在戊糖磷酸途径(Pentose phosphate pathway, PPP),又称已糖磷酸途径（hexose monophosphate pathway, HMP）。
意义：（1）该途径是一个不需要通过糖酵解，而对葡萄糖进行直接氧化的过程，生成的NADPH也可能进入线粒体，通过氯化磷酸化作用生成ATP。
（2）该途径中脱氢酶的辅酶不同于EMP-TCA循环中的NAD+，而是NADP+，也不生成ATP。
每氧化1molG6P可形成12mol的NADPH+H+，它是体内脂肪酸和固醇生物合成、葡萄糖还原为山梨醇、二氢叶酸还原成为四氢叶酸的还原剂。
（3）该途径的一些中间产物在生理活动中十分活跃，它们是许多重要有机物质生物合成的原料，例如Ru5P等戊糖是合成核酸的原料；赤鲜糖-4-磷酸（E4P）和磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）可以合成莽草酸，进而合成芳香族氨基酸，也可合成与植物生长、抗病性有关的生长素、木质素、绿原酸、咖啡酸等。
植物在感病或受伤情况下，该途径明显加强。
（4）该途径中的一些中间产物丙糖、丁糖、戊糖、已糖及庚糖的磷酸酯也是光合作用卡尔文循环的中间产物；因而呼吸作用和光合作用可以联系起来，相互沟通。
5．乙醛酸循环油料种子萌发时，贮藏的脂肪会分解为脂肪酸和甘油。
脂肪酸经β-氧化分解为乙酰CoA，在乙醛酸体（glyoxysome）内生成琥珀酸、乙醛酸、苹果酸和草酰乙酸的酶促反应过程，称为乙醛酸循环（glyoxylic acid cycle. GAC）素有“脂肪呼吸”之称。