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一、 鳃的呼吸
鳃是鱼类的呼吸器官。除鳃以外，还可通过皮肤（鳗鲡、弹涂鱼等）、肠管（泥鳅）、鳃上器官（攀鲈、斗鱼、乌鳢等）及气囊（肺鱼）等各种器官进行辅助呼吸。
在呼吸运动中，口腔和鳃腔的作用取决于鱼类的栖息环境。活动缓慢的鱼主要依靠口腔和鳃腔的连续动作进行呼吸；快速游动的鱼类，如金枪鱼，因鳃盖肌肉退化，不能运动，可进行冲压式呼吸。
二、 鳃的气体交换
呼吸器官的不断通气，保持了呼吸器官中PO2PCO2的相对稳定，这是气体交换得以顺利进行的前提。
气体交换原理
根据物理学原理，各种气体无论是处于气体状态，还是溶解于液体之中，当各处气体分子压力不等时，通过分子运动，气体分子总是从压力高处向压力低处净移动，直至各处压力相等，这一过程称为扩散。扩散的动力源于两处的压力差，压力差愈大，单位时间内气体分子的扩散量(即扩散速率)也愈大。
C02、NH3、H+和02，在鳃上皮是可以渗透的，而HCO-是不可渗透的。所以，前三者在水中的浓度变化能明显影响到这些分子通过鳃上皮的转移。
鱼类鳃的呼吸表面积与鱼的双重机能——气体交换和离子及水交换有密切的关系，相对哺乳类小得多，因为增加鳃的表面积就会同时增加气体交换以及离子与水的交换，而淡水鱼类，为了减少离子与水的交换，往往要限制它们的表面积。
三、氧及二氧化碳在血液中的存在形式
02和CO2,都以物理溶解的状态和化学结合的状态两种形式存在于血液中。气体在溶液中溶解的量与其分压和溶解度成正比，和温度成反比。温度38℃时，1个大气压(760 mmHg，101.08 kpa的O2,和C02在100 mL血液中溶解的量分别是2.36 mL和48 mL.按此计算，静脉血PCO2为6.12kpa(46 mmHg)，则每100mL血液中含溶解的CO2 (48×6.12)/101.08=2.91mL；动脉血PO213.3kpa(100 mmHg)，每100 ml.血液含有溶解的O2为(2.36 × 13.3)/101.8=0.31 mL。可是，血液中实际的02和C02含量比这个数字大得多。由此可见，以物理溶解形式存在的02和C02所占比例极少，以化学结合状态存在的02和CO2,所占比例极大。两者互相联系，不可分开。因为在肺或组织进行气体交换时，进人血液的O2和CO2,都是先溶解，提高其分压，再进行化学结合；02和CO2从血液释放时，也是溶解的先逸出，分压下降，结合的再分离出来，补充所失去的溶解的气体。溶解的气体和化学结合的气体两者之间处于动态平衡。
四、氧的运输
血液中的02以溶解和结合的两种形式存在。溶解的量极少，仅占血液总O2含量的l.5%左右，结合的占98.5%左右。溶解的氧进入红细胞，与血红蛋白(Hb)结合成氧合血红蛋白(HbO2)。血红蛋白(Hb)是红细胞内的色索蛋白，它的分子结构特征为运输O2提供了很好的物质基础，还参与CO2的运输，所以在血液气体运输方面Hb占有极为重要的地位。
氧离曲线
表示血液中Hb氧结合量或Hb氧饱和度与PO2的关系曲线，即不同PO2时，02与Hb的结合情况。鱼类的氧离曲线呈S型，较陡直，说时其Hb在较低的PO2的情况下即可达到氧饱和，Hb与O2的亲和力较大，摄取O2的能力较强；海水硬骨鱼的氧离曲线较平缓；海水软骨鱼的氧离曲线更加平缓，说明需要在较高的PO2条件下，才能达到Hb的氧饱和，其Hb与O2的亲和力较小，这可能与海水中PO2极为稳定有关。一些长期生活在贫氧水域中的鱼类如鲤、丁卡鱼、狗鱼、鳗鲡、鳝鱼等，由于其Hb与O2有较大的亲和力，即使在PO2很低的水域中，Hb也能被氧气所饱和。例如在PO2为933 Pa时，鲤鱼的Hb氧饱和度可达到50%。这些鱼的组织中需要在更低的PO2才能使O2解离出来。而长期生活在氧气充足环境中的鱼类,如蜢、淡水鲑、白线、白鲈、鲭、比目鱼等，Hb与O2的亲和力不大，需要在较高的PO2条件下才能达到氧饱和。如鳟鱼的Hb在PO2为5 kpa时其饱和度才达到50%，所以在氧缺乏的环境中生活的鱼类的氧离曲线比较陡峭，如果将鳟鱼放到PO2为993 Pa鲤鱼能很好生活的环境中时,鳟鱼不仅不能从环境中摄取O2，还会从血液中释放出结合的O2造成缺氧死亡。
鱼类血液pH值的变化
对Hb和O2的亲和力的影响也存在着波尔效应。许多硬骨鱼类当血液中PO2升高或pH降低时。不仅Hb与O2的亲和力下降，而且血红蛋白的氧容量下降，如当血液中的PCO2从零增加到1.064kPa (8mmHg)时，Hb在高PO2下的饱和度从100%下降到87%，即氧容量下降。这种Hb氧容量随PCO2升高而下降的现象称鲁特效应。这种现象为鱼类所特有。对闭鳔鱼类的气腺向鳔腔分泌也O2也有重要作用。由于红细胞对H+是可渗透性的，它们很容易透过细胞膜而散布。通常，红细胞内pH值大约比血浆的pH值低0.3，而血浆pH值降低会使红细胞的pH值相应降低。所以，当血浆中乳酸增加时，血浆pH值下降，亦使红细胞pH值下降，进而使Hb的02亲和力下降，通过波尔效应和鲁特效应而使Hb和02的结合能力降低。
五、二氧化碳的运输
1、运输的形式
血液中CO2仅有少量溶解于血浆中，约占6%,大部分以结合状态存在，约占94%。化学结合的CO2，主要是碳酸氢盐(占87%)和氨基甲酸血红蛋白(占7%)，溶解状态的CO2，包括单纯物理溶解的和与H2O结合生成的H2 C03。
从组织扩散人血的CO2，首先溶解于血浆，一小部分溶解的CO2，缓慢地和H2O结合生成H2 C03，又解离成HC03-，和H+，H+被血浆缓冲系统缓冲，pH无明显变化。溶解的CO2，也与血浆蛋白的游离氨基反应，生成氨基甲酸血浆蛋白，但形成的量极少、而且动静脉血中的含量相同，表明它对CO2，的运输不起作用.
(I)碳酸氢盐
从组织扩散进入血液的大部分C02只有少量在血浆中与水形成H2 C03，·绝大部分进入红细胞，在红细胞内与水反应生成碳酸，碳酸又解离成成HC03-和H+，该反应极为迅速。这是因为红细胞内含有较高浓度的碳酸酐酶，在其催化卞，使反应加速5000倍，不到ls即达平衡，在此反应过程中红细胞内HC03-，浓度不断增加，HC03-便顺浓度梯度通过红细胞膜的载体扩散入血浆。红细胞负离子的减少应伴有等量的正离子的向外扩散，才能维持电离平衡但红细胞膜不允许正离子自由通过，小的负离子可以通过，于是CI-便由血浆扩散进人红细胞，这一现象称为CI-转移。在红细胞膜上有特异的HC03-—CI-载体，运载这两类离子进行跨膜交换，这样HCO-便不会在红细胞内堆积，有利于反应向右进行和C02运输。在红细胞内，HCO-与K+结合，在血浆中则与Na +结合成碳酸氢盐。上述反应中产生的H+大部分和Hb结合，Hb为强有力的的缓冲剂。
在呼吸器官(如肺、鳃)毛细血管中，反应向相反方向进行。
（2）氨基甲酸血红蛋白
由组织进人血液并进一步进入红细胞的C02，一部分与Hb的氨基结合形成氨基甲酸血红蛋白HBNHCOOH(carbaminohemoglobin)，这一反应无需酶的催化、迅速、可逆，当静脉血流经呼吸器官时，C02从HbC02释放出来，经呼吸器官(肺)呼出体外。
2、CO2的解离曲线
C02的解离曲线是表示血液中C02含量与PCO2关系的曲线。与氧离曲线不同，血液C02含量随PCO2上升而增加，几乎呈线性关系而且没有饱和点。因此，C02解离曲线的纵坐标不用饱和度而用浓度来表示。O2与Hb结合可促使CO2的释放，称为何尔登效应。去氧Hb易于和CO2和H+结合，提高了血液运输C02的量。于是，在组织中，Hb释出O2，经何尔登效应结合CO2；而在呼吸器官，则因Hb与02结合，促使C02释放。
可见，02和C02的运输不是孤立进行的，而是相互影响的。C02通过波尔效应影响02的结合和释放，O2又通过何(海)尔登效应影响C02的结合和释放。两者都与Hb的理化特性有关。
六、水体中的CO2、O2和H+对鱼类呼吸的影响分析
CO2 主要通过进入脑干形成碳酸，碳酸游离出H+从而刺激呼吸中枢，从而使得呼吸加快。H+本身无法进入脑干，只能刺激外周化学感受器从而加快呼吸。低氧对呼吸中枢是直接的抑制作用（因为细胞缺氧就不怎么工作嘛），对于外周化学感受器是直接的刺激作用，所以使得呼吸加强。
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