Дыхание растений.Страница 5
Особенно важными компонентами ферментных систем являются ферменты каталаза и пероксидаза.
Каталаза - один из ферментов, простетическая группа которых представлена порфирином железа. Процесс разрушения перекиси водорода под действием каталазы описывается следующими уравнениями:
4
{
Fe+++каталаза
} + 2 Н2О2 = 4
{
Fe++каталаза
} + 4Н+ + 2 О2
4
{
Fe++каталаза
} + 2 Н2О2 = 4
{
Fe+++каталаза
} + 2 Н2О
Итог реакции: 2 Н2О2
= О2 + 2 Н2О
Пероксидаза с помощью перекиси водорода может окислять различные соединения, например полифенол в хинон.
В итоге процесса дыхания образуется при разложении одной молекулы глюкозы при условии прохождения трех основных этапов (гликолиза, цикла Кребса, цепи дыхательных ферментов) в стандартных условиях (температура 25 оС, давление 1 Па и концентрация реагирующих веществ 1 М) 38 молекул АТФ или 686 ккал или 2872 кДж. Энергетический выход в процессе дыхания по этапам составляет:
при гликолизе 2 молекулы АТФ,
в цикле Кребса - 12 молекул АТФ,
в цепи дыхательных ферментов - 24 молекулы АТФ.
Влияние условий окружающей среды на дыхание растений.
Основными количественными показателями процесса дыхания являются интенсивность дыханияи дыхательный коэффициент
.
Интенсивность дыхания
- это количество углекислого газа, выделяемое единицей площади листовой поверхности в единицу времени.
Дыхательным коэффициентом
называется отношение количества выделившегося углекислого газа к количеству поглощенного кислорода. Дыхательный коэффициент обозначается буквами RQ
и величина его колеблется в зависимости от природы субстрата, использующегося для дыхания, то есть от соотношения углекислого газа, выделяющего при окислении субстрата и кислорода, затрачиваемого на окисление субстрата.
Если субстратом служат сахара, то
RQ = 1
(6/6=1), (С6 Н12 О6 + 6О2
= 6 Н2О + 6СО2
).
Если субстратом служат липиды, белки и другие соединения с высокой степенью восстановления, то
RQ < 1 (
18/26=0,7)
(С18 Н36 О2 (стеариновая кислота) + 26О2
= 8 Н2О + 18СО2
).
Если субстратом служат вещества с низкой степенью восстановления, например органические кислоты, то
RQ > 1
(4/2,5=1,6)
(С4 Н4О5 (щавелевоуксусная кислота) + 2,5О2
= 2 Н2О + 4СО2
).
Методы определения дыхательного коэффициента основываются на количественном учете поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа. Для измерения дыхательного коэффициента используют прибор респирометр Варбурга
.
Наиболее интенсивно дышат молодые, быстрорастущие части растений с большим количеством эмбриональных тканей (верхушка стебля, кончики корешков, прорастающие семена).
При интенсивном дыхании и незначительном фотосинтезе у проростков в сутки теряется до 1% массы, у старых же растений, интенсивность дыхания которых невелика потеря массы составляет в 10-20 раз меньше. Интенсивность дыхания значительно варьирует в зависимости:
от вида растений
(например, пшеница дышит в 3-5 раз интенсивнее бобовых культур, теневыносливые растения дышат менее активно, чем светолюбивые формы);
от органа растения
(интенсивнее дышат периферические ткани, что связано с лучшим снабжением их кислородом; у древесных растений наиболее интенсивно дышит камбий, а минимальная интенсивность дыхания характерна для древесины. Высокая интенсивность дыхания клеток камбия связана с высоким содержанием в этой ткани белковых веществ);
от климатического пояса
(северные формы дышат интенсивнее южных при пониженных температурах, а при высоких температурах - наоборот).
В процессе вегетации на интенсивность дыхания влияют температура, влажность, минеральное питание, свет, газовый состав среды, физиологически активные вещества и ингибиторы.
Температура.
Интенсивность дыхания увеличивается с повышением температуры (до жизненного предела). Минимум, оптимум и максимум интенсивности дыхания при различных температурах не остаются постоянными у растения и зависят прежде всего от фаз-0ы его развития, органа и физиологического состояния как органа, так и растения в целом.
Влажность.
Интенсивность дыхания определяется содержанием воды в тканях. С повышением содержания воды интенсивность дыхания возрастает. Это положение справедливо для семян и проростков. Напротив, у вегетирующих растений недостаточное водоснабжение стимулирует интенсивность дыхания, при этом растения переходят на анаэробное дыхание с интенсивным выделением углекислого газа, что свидетельствует о депрессии фотосинтеза и активации процесса дыхания. Недостаточное водоснабжение в течение длительного периода вызывает переход растений на обмен веществ с отрицательным дыхательно-ассимиляционным комплексом, что приводит к снижению урожайности.
Это интересно:
"Циркадный центр" находится в головном мозге
Что же это за орган, который управляет циркадными колебаниями концентрации гормонов в крови? На этот вопрос ученые долгое время не могли найти ответ. Но ни у кого из них не возникало сомнений, что "циркадный центр" должен находи ...
Статистическая обработка результатов
Статистический анализ осуществлялся с помощью программы Statistica 7 с использованием t-критерия Стьюдента.
Различие считалось достоверным при уровне значимости Р<0,05.
Все исследования выполнены в лаборатории функциональной биохимии ...
Жизненный цикл дикроцелиев (ланцетовидной двуустки)
Обитает в печени к.р.с. и мел.рог.ск. для развития яиц водная среда не нужна. Яйца заглатываются сухопутным моллюском – янтаркой. Там она раскрывается, переходит по глотке в полость тела, превращается в спороцисту. Потом промежуточным явл ...