喜樂、光明、空靈

一、呼吸作用的定義

　　呼吸作用（respiration）包括了有氧呼吸和無氧呼吸兩大類型。有氧呼吸（aerobic respiration）是生活細胞吸收O₂，將澱粉、葡萄糖、蔗糖等有機物質徹底氧化，放出CO₂和形成H₂O，並釋放能量的過程。例如以葡萄糖為底物時，有氧呼吸的總反應式如下：

C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂+6H₂O+能量

　　無氧呼吸（anaerobic respiration）是指生活細胞在無氧條件下，把某些有機物如葡萄糖、果糖等分解成不徹底的氧化產物，同時釋放出能量的過程，這個過程又叫發酵作用（fermentation）。高等植物的呼吸主要是有氧呼吸，無氧呼吸時產生酒精。因此，以葡萄糖為底物時，無氧呼吸的總反應式是：

C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+2CO₂+能量

　　植物進行呼吸時，釋放的能量大部分以熱量形式轉移到大氣和土壤中，這部分熱量對植物本身並沒有什麼作用和好處，只有少數種類的植物在外界溫度低時，這些熱量可以促進代謝和生長。呼吸作用釋放的另一部分能量則以ATP，NADH和NADPH的形式貯存起來，這些化合物特別是ATP為植物生命活動的許多基本過程所必需。

　　呼吸作用有兩種定義。一種是廣義的定義，即包括有氧呼吸和無氧呼吸。另一種是狹義的定義，專指有氧呼吸，平時所說的呼吸作用往往是指有氧呼吸。

　　有氧呼吸和無氧呼吸的總反應式似乎是將呼吸作用簡單化了。實際上呼吸作用包含一系列的不同酶催化的反應過程，以及包含電子傳遞和能量轉換過程。更為複雜的是呼吸作用的中間代謝產物被用作蛋白質、核酸、脂肪、色素等植物體內許多重要物質的合成原料。因此，往往只有一部分呼吸底物被全部氧化產生CO₂和H₂O，而另一部分則用於細胞物質的生物合成過程。

二、呼吸商

　　呼吸商（respiratory quotient，簡稱RQ），是指呼吸作用所釋放的CO₂和吸收的O₂的分子比。當蔗糖、葡萄糖或澱粉等碳水化合物作為呼吸底物時，如果它們被完全氧化，則細胞的耗氧量和釋放CO₂量相等，即RQ值約等於1。例如，多種植物葉片的RQ約為1.05，禾穀類種子或其他澱粉類種子萌發時，RQ接近1。一些含油和脂肪類種子萌發時，RQ約為0.7。以油或脂肪作呼吸底物時，需要消耗大量的O₂。可以通過呼吸底物完全氧化的方程式來計算呼吸商。例如：

C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂＋6H₂O

六碳糖 RQ=6/6=1

2C₅₇H₁₀₄O₉＋157O₂→114CO₂＋104H₂O

　　                        蓖麻油 RQ＝114/157＝0.73

　　通過測定植物不同組織或器官的RQ，可以判斷呼吸底物的類型。不過，呼吸商往往還受到許多其他因素的影響而變得更為複雜。例如：無氧呼吸時，沒有O₂的吸收，只有CO₂的釋放，此時RQ值為無窮大；當植物體內發生物質的轉化，呼吸作用中間產物用於其他物質的生物合成時，RQ值會受到影響；植物體內往往是多種呼吸底物同時進行呼吸作用，其呼吸商實際上是這些物質氧化時細胞耗O₂量和釋放CO₂量的總體結果；此外，一些物理因素如種皮不透氣性，很難獲得種子萌發時的耗O₂量和CO₂釋放量的真實資料，因而測定的RQ值的可信程度低。