Дыхание растений.Страница 1
Общая характеристика дыхания.
Дыхание занимает исключительное положение среди других физиологических процессов. Окислительное дыхание свойственно всем многоклеточным живым организмам, как растительным, так и животным. Ряд видов прокариот также ведут этот процесс. Поэтому основные этапы дыхания являются одинаковыми для всех живых организмов, получающих энергию с помощью этого способа.
Дыхание является ключевым процессом метаболизма любого организма по двум причинам: при дыхании происходит освобождение химической энергии органических веществ, используемых в качестве дыхательного материала. Экзотермические реакции дыхательного процесса непосредственно связаны с эндотермическими процессами клеточного обмена и служат для них источником энергии. Таким образом, дыхание обеспечивает возможность течения эндотермических реакций обмена, процессов образования структур и осуществления движений, что требует затрат энергии,
при дыхании протекают такие химические превращения, в результате которых образуются высокоактивные соединения
, обладающие большой реактивной способностью и играющие исключительную роль в обмене веществ в организме.
Итоговое уравнение дыхания:
С6Н12О6 + 6 О2 = 6 СО2 +: 6Н2О + 686 ккал (2867 кДж)
Дыхание обеспечивает организм энергией
, необходимой для поддержания процессов, протекающих с ее затратой и высокоактивными веществами
, принимающими участие в клеточном обмене.
Подавляющее большинство живых организмов для поддержания своей жизни используют ту энергию, которая освобождается во время диссимиляции органических веществ, в первую очередь углеводов, образовавшихся в процессе фотосинтеза и являющихся по образному выражения К.А. Тимирязева, как бы "консервом" энергии солнечных лучей.
Остановка или значительное замедление дыхания вызывает остановку или глубокие изменения в ходе всех жизненных процессов организма.
В клетке непрерывно происходят различные процессы, направленные на биосинтез веществ, поддержание осмотического и электрического потенциалов, осуществление механических движений как клетки, так и ее отдельных органоидов. Все эти процессы идут с использованием свободной энергии, т.е. являются эндотермическимиреакциями, а свободная энергия в клетке образуется только в результате преобразования высокомолекулярных соединений (например, АТФ) в более низкомолекулярные соединения (например, АДФ), и при этом выделяется определенная часть энергии. В процессе дыхания
как раз и происходит на многих этапах осуществление процесса дефосфорилирования
(АТФ = АДФ + Ф), что и определяет выделение энергии.
Дыхание состоит из трех основных этапов:
гликолиза (разложения субстрата (углеводов, жиров, аминокислот) до пировиноградной кислоты),
цикла Кребса (разложения пировиноградной кислоты до СО2 и Н+),
цепи дыхательных ферментов (по ним переносятся ионы Н+ на акцептор О2 и образуется Н2О).
При этом гликолиз и цикл Кребса
являются стадиями анаэробными
, а кислород включается в процесс уже на последнем этапе процесса. Гликолиз
происходит в цитоплазме
, а цикл Кребса и перенос по цепи дыхательных ферментов
осуществляются в митохондрии
.
Гликолиз.
Гликолиз является первым этапом разложения глюкозы, то есть сложного органического вещества (шестиуглеродного соединения) до пировиноградной кислоты, то есть более простого органического вещества (трехуглеродного соединения). Глюкоза, в свою очередь, образуется либо из поли - или олигосахаридов, либо из аминокислот, либо из жиров.
Гликолиз, в свою очередь, состоит из двух этапов:
фосфорилирование простых сахаров
и их превращение в глицеральдегидфосфат, при этом происходит дефосфорилирование АТФ в АДФ, т.е. использование энергии
АТФ,
превращение глицеральдегидфосфата в пировиноградную кислоту, при этом образуется АТФ, то есть происходит запасание
энергии.
Второй этап гликолиза, в свою очередь, происходит в две стадии:
сначала глицеральдегидфосфат превращается в фосфоглицериновую кислоту,
затем фосфоглицериновая кислота через образование фосфоенолпировиноградной кислоты превращается в пировиноградную кислоту, при этом также происходит субстратное фосфорилирование
АДФ, в результате чего образуется АТФ
.
Гликолиз
, происходящий таким традиционным путем, то есть дихотомическим деление глюкозы на две трехуглеродные молекулы, называют также путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса (ЭМП).
Это интересно:
Периферическая нервная система.
Чувствительные, двигательные и смешанные по функции черепные нервы. Особенности строения обонятельного (I), зрительного (II) и преддверно-улиткового (VIII) нервов специфической чувствительности в связи с развитием органов чувств. Особенно ...
Выделение вируса
В связи с необычной лабильностью РСВ и низким титром в секретах и зараженных тканях при выделении этого вируса требуется особая тщательность. Попытки выделения вируса из хранившихся образцов редко бывают успешными. Имеет смысл доставлять ...
АТФ как основная энергетическая валюта клетки, её структура и функции. Механизмы
синтеза АТФ
Процессы обмена вещества включают в себя реакции, идущие с потреблением энергии, и реакции с выделением энергии. В некоторых случаях эти реакции сопряжены. Однако часто реакции, в которых энергия выделяется, отделены в пространстве и во в ...