Дыхательный коэффициент

Все живые существа могут создавать энергию, необходимую им для выживания, посредством ряда химических процессов, известных как дыхание. Воздух перемещается между тканями и клетками вида и внешней средой посредством биохимического процесса. При дыхании выдыхается углекислый газ, а вдыхается кислород. Метаболический процесс происходит, когда организм превращает питательные вещества в энергию и при этом выделяет отходы.

Дыхательный коэффициент (RQ)

Дыхательный коэффициент или дыхательный коэффициент — это отношение потребляемого кислорода к углекислому газу, выдыхаемому при дыхании. На величину RQ влияет окисление дыхательных субстратов.

RQ = (Объем выделенного CO ₂ )/(Объем потребленного O ₂ )

Дыхательный коэффициент, иногда называемый дыхательным коэффициентом, сокращенно RQ. Он определяется как отношение количества углекислого газа, выделяющегося при дыхании, к поступившему за тот же период времени и массе кислорода при постоянной температуре и давлении. В процессе дыхания дыхательный субстрат расщепляется с высвобождением энергии. Двумя основными формами дыхания, происходящими в присутствии или в отсутствие молекулярного кислорода, являются аэробное и анаэробное дыхание. Наиболее распространенным дыхательным субстратом у растений является глюкоза.

Значение респираторного коэффициента

О ₂ попадает внутрь, а СО ₂ выдыхается во время аэробного дыхания. Дыхательный коэффициент представляет собой отношение количества O ₂ , используемого для дыхания, к количеству выделяемого CO ₂ (RQ). Оборудование, называемое респирометром, используется для измерения RQ и частоты дыхания. Диета со смесью углеводов, липидов и белков имеет RQ около 0,85.

Факторы, влияющие на дыхательный коэффициент

На значение RQ влияет следующий список переменных:

1. Состав респираторного субстрата.
2. Количество кислорода в субстрате для дыхания.
3. Какая часть дыхательного субстрата разрушена?
4. Различия в степени окисления и восстановления дыхательных субстратов.
5. От того, используется ли весь поглощенный кислород для дыхания, зависит значение RQ.

Дыхательный коэффициент углеводов

Основным дыхательным субстратом у растений является глюкоза, за которой следуют фруктоза, крахмал, сахароза и другие сахара. Когда гексозные углеводы, такие как глюкоза или фруктоза, полностью окисляются во время аэробного дыхания, высвобождается равное количество CO ₂ и потребляется кислород. Значение Дыхательного Коэффициента (RQ) в этой ситуации определено равным единице.

C6H12O6 + 6O2 (глюкоза) → 6CO2 + 6H2O + энергия

RQ= 6 CO ₂ / 6 O ₂ =1 или единица.

RQ углеводов составляет 1

Дыхательный коэффициент жиров

В качестве запасного питания для растений жиры часто содержатся в семенах. По сравнению с другими субстратами, жиры требуют большего количества кислорода для преобразования в энергию. При аэробном дыхании жиров значение респираторного коэффициента (RQ) меньше единицы или единицы.

2C ₅₁ H ₉₈ O ₆ (трипальмитин) + 145O ₂ →102CO ₂ + 98H ₂ O + энергия

RQ = объем CO2/объем O2 = 102 145 = 0,7 (меньше единицы)

RQ жира составляет приблизительно 1

Дыхательный коэффициент белков и их производных

Строительные компоненты белков известны как аминокислоты. Например, когда клетки вот-вот начнут голодать, белки могут функционировать как дыхательные субстраты. Различия в аминокислотной последовательности влияют на то, как производятся белки. Поэтому в зависимости от строения различных аминокислот RQ также колеблется от 0,8 до 0,9.

2C ₃ H ₇ O ₂ N(аланин)+6O ₂ →CO(NH ₂ ) 2(мочевина)+5CO ₂ +5H ₂ O+энергия

RQ=56=0,83 (меньше единицы)

RQ белков меньше 1

Дыхательный коэффициент органических кислот

Значение RQ больше единицы, когда органические кислоты окисляются при дыхании, потому что они богаты кислородом и требуют меньшего количества кислорода для окисления.

C ₄ H ₆ O ₅ (Яблочная кислота)+3O ₂ →4CO ₂ +3H ₂ O+Энергия

RQ=43=1,3 (более одного)

RQ органической кислоты больше 1

Суккуленты Дыхательный коэффициент

Некоторые суккуленты, такие как Opuntia и Bryophyllum, не полностью окисляют свои углеводы. Органические кислоты образуются в темноте без образования СО ₂ из-за неполного окисления. У суккулентов устьица ночью остаются открытыми. Таким образом, углеводы частично окисляются до органических кислот без образования СО ₂ ночью при поглощении кислорода. Таким образом, значение RQ остается равным нулю. Поскольку фотосинтез использует в качестве субстрата СО ₂ , образующийся при дыхании, значение RQ остается равным 0 даже в течение дня.

2C ₆ H ₁₂ O ₆ (глюкоза)+3O ₂ → 3C ₄ H ₆ O ₅ (маликацид)+3H ₂ O+энергия

RQ=03=0 (ноль)

RQ суккулентов 0

Важность дыхательного коэффициента

Ниже приводится список значимости дыхательного коэффициента:

1. RQ помогает определить тип выполняемого дыхания.
2. RQ предоставляет информацию о нескольких ключевых превращениях пищевых материалов.
3. Данные RQ могут быть использованы для определения типа дыхательного субстрата, окислившего трансформацию субстрата, а также биохимического процесса дыхания.
4. RQ полезен для определения скорости метаболизма.
5. RQ помогает в диагностике ряда клинических заболеваний, включая ацидоз и алкалоз.
6. RQ можно использовать для прогнозирования увеличения веса у людей с диабетом, которые не являются инсулинозависимыми.
7. В ситуациях тяжелой хронической обструктивной болезни легких RQ весьма полезен.
8. В тяжелых случаях хронической обструктивной болезни легких весьма полезен RQ.

Часто задаваемые вопросы о дыхательном коэффициенте

Вопрос 1: Что такое дыхательный коэффициент?

Отвечать:

During aerobic respiration, CO₂ is exhaled and O2 is ingested. The respiratory quotient is the ratio of CO₂ generated to the quantity of O₂ used during breathing (R.Q.).

Вопрос 2: Каким будет RQ? если трипальмитин служит субстратом дыхания?

Отвечать:

Tripalmitin is a lipid, hence the R.Q. value is going to be 0.7.

Вопрос 3: Укажите дыхательную способность суккулентов.

Отвечать:

Succulents have no respiratory quotient.

Вопрос 4: Каким образом дышат растения?

Отвечать:

Cellular respiration is the mechanism by which all green plants breathe. In this process, energy is created from nutrients that are collected from the soil and are used for various cellular functions.

Вопрос 5: Могут ли растения дышать ночью?

Отвечать:

Yes, plants do breathe throughout their whole lives, both at night and during the day. Oxygen + glucose = carbon dioxide + water + heat energy is the chemical formula for cellular respiration.

Вопрос 6: Определите дыхательную систему у одревесневших стеблей.

Отвечать:

Respiration or the exchange of gases occurs through lenticels in hard, woody stems. They are the tiny pores that are dispersed throughout the bark of all trees.