1、细胞呼吸原理在生产生活中的应用广州市天河区教育局教研室 王玉龙生物的一切生命活动都离不能量，细胞呼吸是提供能量的主要途径。哪里有生命，哪里就有细胞呼吸。种子萌发，呼吸作用旺盛；根从土壤中吸收矿质营养，靠根细胞的呼吸作用提供能量；开花、传粉、受精、结果，呼吸作用旺盛所以细胞呼吸不仅影响农作物的无机营养和有机营养，亦影响物质的运输和转变，最后就导致新细胞和器官的形成，植株长大。细胞呼吸既能释放能量以供农作物各种生理过程的需要，它的中间产物又是农作物体合成其它重要物质的原料，植物体内各种有机物之间的相互转变就是通过细胞呼吸联系起来的。植物的呼吸强度主要受水、温度以及空气成分等外界环境影响。1水分：植
2、物体一般生活在水分充足的环境中，吸水较多，呼吸作用有增强的倾向。尤其是干种子吸水后呼吸作用会明显增强，如水稻种子含水量达 3035时，呼吸强度比干燥贮藏时要增加数倍。种子含水量增加、呼吸强度增强的原因是种子中自由水很少，细胞质为凝胶状态，当自由水超过一定的量，细胞质转化为溶胶状态，呼吸酶的活性就加强了。但陆生植物的根部如果较长时间遭受水淹，根部缺氧，可导致有氧呼吸受阻，无氧呼吸增强，对植物有伤害。2温度：呼吸作用是一系列极其复杂的生化反应组成，生化反应都是酶促反应，温度影响酶的活性，因此温度对呼吸作用影响很大，不同生物呼吸作用的最适温度不同。在最低点与最适点之间，呼吸强度总是随温度的增高而加快
3、。超过最适点，呼吸强度则会随温度的增高而下降（酶是蛋白质，高温时结构被破坏） 。3氧气：空气中氧气和二氧化碳的浓度影响呼吸强度和呼吸性质。当外界环境中的二氧化碳浓度增加时，不能及时给植物提供分子氧，有氧强度减慢。有氧存在的情况下，无氧呼吸往往会受到抑制。细胞呼吸原理在农业生产中的应用因为细胞呼吸对农作物的生理过程有如此广泛、重大的影响，所以很多农业栽培和田间管理措施都是为了保证农作物的细胞呼吸正常进行。例如，中耕松土早稻浸种催芽时，用温水淋种和不时翻种，目的就是控制温度和通气，使呼吸顺利进行。水稻育秧通常采用湿润育秧；早稻育秧在寒潮过后，适时排水，都是使根系得到充分氧气。水稻的露、晒田，农作物
4、的中耕松土，黏土的掺沙，等等，可以改善土壤通气条件。农作物栽培中有许多生理障碍，也是与呼吸有直接关系的。涝害淹死植株，是因为无氧呼吸进行过久，累积酒精而引起中毒。干旱和缺钾能使农作物的氧化磷酸化解偶联，导致缺乏能量供给，生长不良甚至死亡。水田中还原性有毒物质(如硫化氢等)过多、会破坏呼吸过程中的细胞色素氧化酶和多酚氧化酶的活性，抑制细胞呼吸。低温导致烂秧，原因是低温破坏线粒体的结构，呼吸“空转” ，缺乏能量。细胞呼吸原理在粮食贮藏中的应用呼吸作用与粮食贮藏关系十分密切。种子是有生命的有机体，不断进行呼吸作用。若呼吸速率太快，会引起有机物的大量消耗；呼吸释放的水分和呼吸放出的能量（粮温增高） ，
5、都会使呼吸进一步加强，最后导致发热霉变，使粮食变质。因此，在贮藏过程中，必须降低呼吸速率，确保贮粮安全。要使粮食安全贮藏，首先要晒干。稻谷等种子含水量超过 145时，呼吸速率即明显上升。实际上，种子本身呼吸速率增高甚缓，主要是种子上附有微生物，它们在 75的相对湿度（此时，种子的平衡水分是 145）中可迅速繁殖。贮藏时还可应用通风和密闭的办法以减少呼吸作用。通风的目的是散热、散湿。冬季或晚间开仓，西北冷风透人粮堆，降低粮温。密闭方式必须以粮食干燥且无虫为基础。在春末初夏的梅雨季节，进行全面密闭，防止外界潮湿空气侵入。近年来，对于要长期保存的良种可利用磷化氢气体抑制微生物活动，以避免发热。细胞呼
6、吸原理在果蔬贮藏中的应用果蔬贮藏不能干燥，因为干燥会造成皱缩，失去新鲜状态，但柑橘、白菜、菠菜等贮藏前可轻度干燥，以减少呼吸。与粮食相同，果蔬贮藏亦可以应用降低氧浓度或降低温度的方式，延长贮藏时间。番茄密封于保鲜袋内，抽去空气，补充氮气，把氧浓度调节至 36，这样，番茄可贮藏 1 个月甚至 3 个月以上。苹果、梨、柑橘等果实在在 01可贮藏几个月。荔枝不耐贮藏，在 01只能贮藏 1020 天，广州华南植物研究所现改用低温速冻法，使荔枝几分钟内结冻，可保存 68 个月，置于货架上 5 一 10 小时仍不褐变。“自体保藏法”是一种简便的果蔬贮藏法。由于果实蔬菜本身不断呼吸，放出二氧化碳，在密闭环境中，二氧化碳浓度逐渐增高，抑制呼吸作用(但容器中二氧化碳浓度不能超过 lO，否则，果实中毒变坏)，可以稍微延长贮藏时间。如能密封控温(15)，贮藏时间会更长。例如，四川南充果农将广柑贮藏于密闭的土窖中，贮藏时间可以达到 45 个月之久；哈尔滨等地利用大窖套小窖的办法，使黄瓜贮存 3 个月不坏。另外，细胞呼吸原理还广泛应用于食品加工和饲料生产中，乳酸菌可以使牛奶发酵制成奶酪和酸牛奶。泡菜、酸菜、青贮饲料能够较长时间地保存，也都是利用乳酸发酵积累的乳酸，抑制了其他微生物活动的缘故。
