Oddychanie (utlenianie biologiczne) Oddychanie jest katabolicznym procesem polegającym na utlenianiu związków organicznych, z wydzieleniem i częściowym wykorzystaniem zawartej w nich energii. Przebiega etapami, na świetle i w ciemności, we wszystkich żywych komórkach. Substratami oddechowymi są związki powstające w procesie fotosyntezy, bądź przetworzone w późniejszych procesach metabolicznych (węglowodany, tłuszcze lub białka). W przyrodzie występują dwa typy oddychania: tlenowe i beztlenowe (fermentacje). Pierwsze z nich (tlenowe) przebiega w warunkach dużego dostępu tlenu i dostarcza komórkom znacznych ilości energii chemicznej (ATP). Energia ta jest następnie wykorzystywana do takich czynności życiowych roślin jak: synteza związków organicznych, pobieranie wody i soli mineralnych oraz ich transport przewodzenie substancji organicznych, wzrost, ruchy itp. Niektóre związki po­średnie (metabolity), powstające podczas przemian oddechowych, stanowią su­rowce wyjściowe do syntezy innych organicznych składników komórkowych (białek, kwasów nukleinowych, tłuszczów itp.)

Do pomiaru szybkości oddychania stosuje się metody podobne do tych, które służą do badania szybkości fotosyntezy. Metody te oparte są na pomiarach wy­miany gazowej i najczęściej oznacza się albo szybkość zużywania tlenu, albo szybkość uwalniania C02. Cel ten osiągany bywa poprzez: pomiar zmian objętości, ewentualnie ciśnienia gazów, -rejestrację zmian składu powietrza przepływającego przez kamerę, w której

znajduje się żywy materiał roślinny. Jedną z najstarszych jest metoda miareczkowa. Polega ona na określaniu iloś­ci C02 wydzielonego przez roślinę i związanego z wodorotlenkiem baru (lub KOH czy też NaOH), na podstawie ilości kwasu, o znanym mianie, zużytego do miareczkowania nie związanej w węglan zasady Natomiast obecnie najczęściej stosowana jest metoda fotometryczna, polega­jąca na oznaczaniu zmian stężenia C02 przy pomocy analizatora gazów w pod­czerwieni. W sposób ciągły rejestruje się stężenie C02 w powietrzu tłoczonym do zaciemnionej kamery z rośliną i w powietrzu opuszczającym tę kamerę. Po­nieważ dwutlenek węgla charakteryzuje się dużą zdolnością do absorpcji promie­niowania podczerwonego, to wraz ze wzrostem koncentracji tego gazu w powie­trzu będzie również rosnąć absorpcja.

Znacznie rzadziej wskaźnikiem intensywności oddychania jest ubytek suchej masy badanego organu czy też całej rośliny (metoda wagowa). Jej dużą wadą bowiem jest konieczność stosowania długich przedziałów czasowych pomiędzy kolejnymi oznaczeniami. Również rzadko stosowana bywa metoda oparta na oznaczaniu ilości energii cieplnej wydzielonej w procesie oddychania, gdyż ten sposób pomiaru obarczo­ny jest dużym błędem. Pomiary oddychania organów zielonych wykonywane muszą być w ciemno­ści, aby wykluczyć proces fotosyntezy oraz ze względu na fakt, iż rośliny wyższe wydzielają na świetle C02 pochodzący z fotooddychania. W przypadku braku lub ograniczonego dostępu tlenu do komórek, żywe o/ganizmy mają zdolność do przeprowadzania oddychania beztlenowego. Proces ten dzieli się na fermentację właściwą fermentację oksydacyjną. Pier­wsza z nich przebiega bez udziału tlenu i doprowadza do powstania prostych związków organicznych, C02 i małych ilości energii. Przykładem może być proces rozkładu glukozy do etanolu prowadzony przez drożdże, ale również stwierdzany w korzeniach roślin wyższych czasowo pozbawionych tlenu. Dzięki energii uzyskiwanej z tych przemian, okresowo zalewane wodą rośli­ny, np. w wyniku powodzi, mogą podtrzymywać swe procesy życiowe. Fer­mentacja oksydacyjna zachodzi przy ograniczonym dostępie tlenu, a jej wyni­kiem jest częściowe utlenienie substratu na prostsze związki organiczne i wo­dę. Z energetycznego punktu widzenia proces ten jest bardziej wydajny niż fermentacja właściwa. W pomiarach intensywności oddychania beztlenowego najczęściej stosuje się metody oznaczania ilości wydzielonego C02 lub powstających produktów orga­nicznych, od których pochodzą nazwy danych fermentacji (np. alkoholu etylowe­go, kw. masłowego, octowego itp).