植物的呼吸和呼吸作用一样吗（植物生理-呼吸作用）

我们都知道，包括人类在内的大部分哺乳动物，鸟类，以及两栖类动物都有呼吸系统，为我们的气体交换——呼吸，提供了可能。呼吸的概念，是指机体与外界环境之间气体交换的过程。包括人在内大多哺乳动物的呼吸过程包括三个互相联系的环节：外呼吸，包括肺通气和肺换气；气体在血液中的运输；内呼吸，指组织细胞与血液间的气体交换。

哺乳动物的呼吸过程

其实除了动物，地球上的绝大多数植物也都是需要进行气体交换的，只是与动物不同的是植物并没有特化的没有完备的呼吸系统。我们把植物细胞中有机物通过某些代谢途径逐步氧化分解并释放能量的过程，称为植物呼吸作用。

植物的“呼吸作用”——水生植物根迹周围有气泡产生

而植物主要参与气体交换的器官是——气孔。可以吸收氧气，供给呼吸作用。

植物气体交换孔道——气孔（叶片下表皮）

呼吸作用方式——有氧呼吸&无氧呼吸

植物的呼吸作用可以分为有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸，是指生活细胞利用氧(O2)，将某些有机物质彻底氧化分解，生成CO2和H2O，并释放能量的过程。

有氧呼吸过程

有氧呼吸的特点是：底物可以被逐步的完全分解，能量释放也是最多的，这也是植物中最主要的呼吸方式。我们以一分子的葡萄糖代谢为例：

有氧呼吸过程反应方程

有氧呼吸的总反应方程

无氧呼吸，是指生活细胞在无氧条件下，把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出部分能量的过程。

无氧呼吸过程

无氧呼吸的特点是：底物分解不彻底，所以释放的能量少。无氧呼吸的底物酒精or乳酸是，苹果,香蕉贮藏久了产生的酒味，便是酒精发酵的结果；胡萝卜、甜菜块根和青贮饲料在储藏时也会产生乳酸等。动物组织中也会进行乳酸发酵。有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。

无氧呼吸的总方程式

呼吸作用——代谢过程

参与植物呼吸作用的代谢途径很多，在这里我们重点介绍以下三个部分：

1.糖酵解途径——EMP途径

糖酵解，是指葡萄糖在无氧条件下被酶降解为丙酮酸，并释放能量的过程。主要发生在细胞质。

糖酵解途径

糖酵解是大多数植物呼吸作用的第一步。对于高等植物，不论有氧还是无氧，糖的分解都必须通过糖酵解，然后再分道扬镳。过程中释放了有机物质中贮存的能量（生成了NADH和ATP）。仅一步氧化还原反应，无O2参与，也不生成CO2。

2.三羧酸循环——TCA循环

三羧酸循环，由于循环中产生了三个有羧基的中间产物而得名，也称TCA循环。丙酮酸在有氧条件下逐步氧化分解产生H2O和CO2的过程。该过程发生在线粒体内。

TCA循环——生化不知三羧糖，学了生化也白忙

TCA循环过程中，消耗1分子乙酰CoA，生成2个CO2，生成1分子ATP,有四次氧化反应，生成3分子NADH，1分子的FADH2。TCA循环是有氧呼吸产生CO2的主要来源，不仅产生了能量和还原力，还提供物质合成的中间产物，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。

3.生物氧化——电子传递链&氧化磷酸化

生物氧化——广义上指在活细胞内，有机物质氧化降解，包括消耗O2，生成CO2和H2O及放出能量的总过程。狭义上指电子传递、氧化磷酸化吸氧和产生H2O的过程。

呼吸链（电子传递链）是指在线粒体内膜上按氧化还原电位高低有序排列的一系列氢及电子传递体构成的链系统。NADH和FADH2脱下H 和电子，其电子由线粒体内膜上按顺序排列的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程。

链成员：4个大的多分子复合体: Complexes I - IV：细胞色素C (Cytochrome C, CytC)、辅酶I（NAD)、琥珀酸脱氢酶、细胞色素c氧化酶；2个移动的载体: 泛醌(辅酶Q，ubiquinone, UQ)；黄素蛋白(FMN)、铁硫蛋白等。

电子呼吸链各组分及功能

氧化磷酸化，当底物脱下的氢经呼吸链（氢和电子传递体）传至氧的过程中，伴随着ADP和Pi 合成ATP的过程称氧化磷酸化 。

4.其他代谢途径：

除了上述的代谢途径外，还有部分植物中代替EMP途径的磷酸戊糖途径，无氧条件下的乙醛酸循环和乙醇酸途径等呼吸化学途径。

乙醛酸途径

随着研究深入，发现呼吸传递链也不止一条，除了上述介绍的1 条主路外，还有4 条支路。正常的呼吸链，以细胞色素氧化酶为末端；抗氰化物呼吸链，以交替氧化酶为末端，如：水稻、泰坦魔芋等。

电子传递链主路

电子传递链支路

电子传递链支路——抗氰支路

解析植物呼吸作用的实际意义

在农业种植中，保持通气良好、植株呼吸作用良好，农作物长势良好。

水稻出苗

水培蔬菜，花卉

粮食种子储藏时，抑制呼吸作用，要保证晒干，通风，关注空气成分，杀虫灭菌。

农民在晒制玉米

水果蔬菜的储存中，同样要防止呼吸作用引起的跃变。要保持低温，控制气体成分-O2， N2。

冷藏室中的蔬菜瓜果

日常生活中，我们也离不开呼吸作用的，将土豆丝浸泡在水中（起隔绝氧和稀释底物及酶的作

用），抑制其变褐。

酚氧化酶使土豆氧化变褐

新采摘茶叶的茶叶立即需要焙炒“杀青”，也是为了去除氧化酶，防止变色，保持茶色翠绿和清香。

炒茶，去除酚氧化酶

不过制红茶时，通过多酚氧化酶的作用使茶叶中的酚类氧化并聚合成红褐色的色素。

红茶多褐色，茶汤暗红

注：本文参考书目或课件：

《植物生理学》,湖南农业大学;

《植物生物学》,《植物学基础实验》，长江大学

《植物学》,《植物学基础实验》，华中农业大学

部分图片来自百度图库。

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