呼吸作用及其影响因素简介

（4）二氧化碳浓度：增加 CO2的浓度对呼吸作用有显著的抑制效果。
双曲线函数：
刘福娟等，植物呼吸作用的影响因素解析，2004年，农机化研究 刘建栋等，作物夜间呼吸作用与温度、二氧化碳浓度的关系，2002年，中国农业气象
二、呼吸作用影响因素——温度与呼吸
巩东辉等，温度对螺旋藻呼吸作用的影响，2010年，内蒙古科技大学
一、呼吸作用简介 无氧呼吸的全过程
C6H12O6 酶 4【H】 2ATP 第一阶段 2C3H6O3（乳酸） 2 CH3—C—COOH O
不同酶
2C2H5OH(酒精) + 2CO2
第二阶段
一、呼吸作用简介 呼吸作用的生理意义
1.为植物生命活动提供能量 呼吸氧化有机物，将其中的化学能 以ATP形式贮存起来。当ATP分解时， 释放能量以满足各种生理过程的需 要。 呼吸放热可提高植物体温，有利种 子萌发、开花传粉受精等。 2. 为其他化合物合成提供原料 呼吸产生许多中间产物，其中有些十分活跃，是进一步合成其他有机物的物质基 础。 3.在植物抗病免疫方面有着重要作用 呼吸作用氧化分解病原微生物分泌的毒素，以消除其毒害。 植物受伤或受到病菌侵染时，通过旺盛的呼吸，促进伤口愈合，加速木质化或栓 质化，以减少病菌的侵染。
原始小球藻（混养）黄色突变体呼吸作用增强光谱：蓝光(450 饱和，呼吸作用是黑暗时的3倍，两个峰值出现在波长375和450 胡萝卜素有关。
)，500 ergs cm-2 sec-1 处，可能与核黄素和类
2. Wolfgang Kowallik，BLUE LIGHT EFFECTS ON RESPIRATION，1982作用影响因素
温度与呼吸 氧、光照与呼吸
光谱与呼吸
二氧化碳与呼吸 营养盐与呼吸
一、呼吸作用简介 细胞呼吸的概念：
生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终 生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量的总过程。
细胞呼吸的类型： （一）有氧呼吸 （二）无氧呼吸
举例：动物 马铃薯的块茎 玉米的胚 甜菜块根、乳酸菌
C6H12O6
酶
2C2H5OH(酒精) + 2CO2 +2ATP △G′= -226 kJ· mol-1
举例：大多数植物 酵母菌
概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物
分解成为不彻底的氧化产物，并释放出少量能量的过程。
场所： 细胞质基质
二、呼吸作用影响因素——温度与呼吸
（1）植物生长阶段：萌发期，开花期
（2）温度：温度三基点：最高点、最适点和最低点。
Rd为呼吸作用强度;r为呼吸系数;DM为 干物重;Q10是温度每增加10℃呼吸增 加的倍数,一般取值为2;T为温度;Tm为 参考温度,一般取值为25℃。
（3）氧气浓度：当氧的浓度逐渐升高时，有氧呼吸增高，无氧呼吸释放 CO2很快下 降；当氧气的浓度上升到 10%时，无氧呼吸终止，也称这一点的氧浓度为发酵消失点。
二、呼吸作用影响因素——氧、光照与呼吸
实验藻株均出现有光时呼吸作用50-80%的抑制。 有光时DCMU、 NaHCO3增强呼吸作用。
二、呼吸作用影响因素——氧、光照与呼吸
John Beardall et al. Studies on enhanced post-illumination respiration in microalgae，Journal of Plankton Research 199416 (10 ):1401-1410.
夜间呼吸与搅拌通气强度
二、呼吸作用影响因素——氧、光照与呼吸
光合作用与氧浓度
氧浓度增加，光合作用强度减弱
二、呼吸作用影响因素——光谱与呼吸
Wolfgang KowallikAction，Spectrum for an Enhancement of Endogenous Respiration by Light in Chlorellal，1967，Florida State University
一、呼吸作用简介 总反应式：
C6H12O6+6H2O+6O2 酶 6CO2+ 12H2O +能量
有氧呼吸概念：
细胞在O2的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻 底氧化分解，产生出CO2和H2O，同时释放出大量能量的过程。
一、呼吸作用简介 有氧呼吸概念及总反应式：
酶 C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O +38ATP
二、呼吸作用影响因素——氧、光照与呼吸
氧气、光照与暗呼吸
低氧到高氧转变时，暗呼吸增加； 前期光照时，暗呼吸增加。 四种藻呼吸作用强度与氧浓度直接相关。
二、呼吸作用影响因素——氧、光照与呼吸
水流速度与呼吸速率、氧浓度
强烈搅拌时呼吸作用随氧浓度增加而增 加，增加幅度较静止时高。 相同氧含量时，水流速度越大，呼吸作 用越强。
2C3H4O3 + 4〔H〕+ 2ATP
第二阶段
2C3H4O3 + 6H2O 酶
6CO2 + 20〔H〕 + 2ATP
第三阶段
线粒体 内膜
+ 6O2 24〔H〕
酶
12H2O + 34ATP
一、呼吸作用简介 无氧呼吸总反应式：
C6H12O6 酶 2C3H6O3（乳酸）+ 2ATP
△G′= -197 kJ· mol-1
二、呼吸作用影响因素——氧、光照与呼吸
Siegfried Scherer and Peter Boger, Respiration of Blue-Green Algae in the Light , Arch Microbiol (t982) 132:329- 332
Anabaena variabilis Kfitz. Aphanocapsa 6714 Nostoc muscorum Anabaena variabilis Calothrix parietina Phormidium foveolarum Pseudoanabaena catenata Anacystis nidulans Hapa-losiphon sp.
Carpophyllum maschalocarpum (Turn.) Grey., C. angustifolium J. Ag., C. plumosum (A. Rich.) J. Ag., C. flexuosum (Esper) Grev., Scytothamnus australis (J.Ag.) Hook. et Harv., Sargassum sinclairii Hook. et Harv., Ecklonia radiata (C.Ag.) J. Ag., Laurencia botrychioides Harv., and Codium fragile (Sur.) Hariot subspecies tomentosoides (Van Goor) Silva
enhanced post-illumination respiration (EPIR)
Isochrysis galbana Microcystis sp. Thalassiosira pseudonana Tetraselmis suecica Chaetoceros calcitrens Phaeodactylum tricornut Thalassiosira weisflogi
（1）Anabaena variabilis、Nostoc muscorum采用N2置换空气后，呼吸作用显著下降；
二、呼吸作用影响因素——氧、光照与呼吸
CCCP：羰基氰化间氯苯腙 DCMU：碳酰氰基-对-氯苯腙
（2）Anabaena variabilis(鱼腥藻)、Nostoc muscorum(灰色念珠藻)有光时，呼吸作用被抑制， 是黑暗时的5-50%。黑暗时KCN抑制呼吸作用，CCCP增强呼吸作用，有光时NaHCO3、 DCMU增强呼吸作用。
二、呼吸作用影响因素——氧、光照与呼吸
F.I. DROMGOOLE ,THE EFFECTS OF OXYGEN ON DARK RESPIRATION AND APPARENT PHOTOSYNTHESIS OF MARINE MACRO-ALGAE, Aquatic Botany, 1978,4: 281--297
二、呼吸作用影响因素——二氧化碳与呼吸
R. G. S. BIDWELL, Photosynthesis and light and dark respiration in freshwater algae, CAN. J. BOT. 1977.55 Chlorella pyrenoidosa 蛋白核小球藻 Chlamydomonas reinhardtii 莱茵衣藻 Anabaena flos-aquae水华鱼腥藻
当温度每升高10℃时,螺旋藻的呼吸速率均提高1倍以 上,甚至到2~3倍多;其中当温度从5℃提高到15℃时的 呼吸速率增加最快。
Vonshak(1997)指出,钝顶螺旋藻呼吸作用的最低温度接近10℃,最高温度接近50℃,最适温 度为45℃ · 在笔者的研究结果中, 3个样品呼吸作用的最低温度为0~5℃,最高温度接近55℃,最 适温度为40℃。大多数温带植物呼吸速率的最适温度是25~30℃。
二、呼吸作用影响因素——氧、光照与呼吸
C14示踪
角毛藻
球等鞭金藻
二、呼吸作用影响因素——氧、光照与呼吸
呼吸作用与光强、光照时间
球等鞭金藻
光强增加，呼吸作用增加 光照时间增加，呼吸作用增加 呼吸作用对光强度较光照时间更敏感
二、呼吸作用影响因素——氧、光照与呼吸
Respiration rates could be higher than previously thought and are dependent on the 'light history' of the cells. This has important repercussions for our understanding of and attempts to model and predict net primary productivity in aquatic ecosystems (Ferris and Christian, 1991). Ignoring EPIR effects will lead to an underestimation of respiratory losses and consequent errors in estimations of net productivity in natural systems. Experiments designed to measure primary production rates must, therefore, also take EPIR effects and fluctuating light regimes following vertical movements of phytoplankton cells into account if we are to gain meaningful insights into the initial steps in aquatic food chains.
二、呼吸作用影响因素——温度与呼吸
巩东辉等，秋季温室螺旋藻光合速率、呼吸速率日动态，2010年，内蒙古科技大学
二、呼吸作用影响因素——温度与呼吸
二、呼吸作用影响因素——温度与呼吸
二、呼吸作用影响因素——温度与呼吸
DANIEL H. Pope, Effect of temperature and hydrostatic pressure on algal respiration ，Utiiversity of Hawaii,1974
Atlacystis nidulans（组囊藻） Dunaliella tertiolecta（杜氏藻）
Anacystis nidulans（组囊藻）的暗 呼吸作用强度随时间延长逐渐降低， 随温度降低、液体静压力增加而降 低，Dunaliella tertiolecta（杜氏藻） 暗呼吸作用随温度降低而降低，对 液体静压力不敏感。
△G′= -2870kJ· mol-1
概念 细胞在有氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类 等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放出大量 能量的过程。
一、呼吸作用简介 有氧呼吸的场所和过程：
一、呼吸作用简介
表一 有氧呼吸过程
场所 第一阶段
发生反应 C6H12O6 酶
细胞质 基质 线粒体 基质