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呼吸商(生物竞赛)


呼吸商
呼吸商(respiratoryquotient 简称 RQ),又称气体交换率,指生物体在同 一时间内, 释放二氧化碳与吸收氧气的体积之比或摩尔数之比,即指呼吸作用所 释放的 CO2 和吸收的 O2 的分子比。 一、糖类和脂质的呼吸商 由于糖类、脂质和蛋白的供能顺序不同,只有糖类和脂质都供能不足时,才 会出现蛋白质的氧化供能。 而这种情况在生物体内很少发生,所以通常情况下所 测定的呼吸商, 实际上是非蛋白呼吸商,即以糖类和脂质为氧化分解的底物时所 测定的呼吸商。不过糖类和脂质的呼吸商数值也是有差异的,分析如下: 糖类:俗称碳水化合物 Cm(H2O)n。当其完全氧化分解时,释放 m 摩尔 CO2 与 吸收 m 摩尔 O2 相等,故呼吸商为 1。 脂质:完全氧化分解时,由于其分子中氢对氧的比例较糖分子中高,氧既需 用于碳氧化, 也要用于与氢氧化, 需消耗较多的氧, 故呼吸商小于 1 (0.7~0.8) 。 如蓖麻油的氧化方程式表示为:2C57H104O9+157O2→114CO2+104H2O,可推算出 呼吸商 RQ=114/157=0.73。 注意:在氧气充足的情况下,用呼吸商的数值可推断呼吸底物。但是在低氧 的条件下,由于生物体内存在无氧呼吸,特别是以糖类做为呼吸底物时,呼吸商 明显会大于 1。因此生物体呼吸作用类型的不同,在一定程度上也影响呼吸商数 值的大小。另外,如果呼吸底物是有机酸,因其相对含氧量高,呼吸商也会大于 1。 二、植物的呼吸商 是当蔗糖、葡萄糖或淀粉等碳水化合物作为呼吸底物时,如果它们被完全氧 化,则细胞的耗氧量和释放 CO2 量相等,即 RQ 值约等于 1。例如,多种植物叶 片的 RQ 约为 1.05,禾谷类种子或其它淀粉类种子萌发时,RQ 接近 1。一些含油 和脂肪类种子萌发时,RQ 约为 0.7。以油或脂肪作呼吸底物时,需要消耗大量的 O2。可以通过呼吸底物完全氧化的方程式来计算呼吸商。 通过测定植物不同组织或器官的 RQ,可以判断呼吸底物的类型。不过,呼吸 商往往还受到许多其它因素的影响而变得更为复杂。例如:无氧呼吸时,没有 O2 的吸收, 只有 CO2 的释放, 此时 RQ 值为无穷大; 当植物体内发生物质的转化, 呼吸作用中间产物用于其他物质的生物合成时,RQ 值会受到影响;植物体内往 往是多种呼吸底物同时进行呼吸作用, 其呼吸商实际上是这些物质氧化时细胞耗 O2 量和释放 CO2 量的总体结果;此外,一些物理因素如种皮不透气性,很难获 得种子萌发时的耗 O2 量和 CO2 释放量的真实数据, 因而测定的 RQ 值的可信程度 低。


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