Cheat Sheet - respirație aerobă și anaerobă a plantelor

1.1 Fosforilarea oxidativă

2. anaerobă respirație

2.1 Tipuri de respirație anaerobă

Respiratia este inerentă în toate organismele vii. Este o descompunere oxidativă a substanțelor organice sintetizate prin fotosinteză care apar cu consumul de oxigen si eliberarea de dioxid de carbon. AS Famintsyn fotosinteza și respirația considerate ca două faze succesive ale centralei fotosinteză pregătesc carbohidrați, respirația le prelucrează în blocul de biomasă vegetală etapa de formare în procesul de oxidare a substanțelor reactive și eliberând energia necesară pentru transformarea lor și procese vitale în general. Ecuația generală de respirație este:

CHO + 6O → 6CO + 6HO + 2875kDzh.

Din această ecuație este clar de ce rata de schimb de gaze utilizat pentru a evalua rata respirației. A fost propus în 1912, V. I. Palladinym, care credea că suflarea constă în două faze - anaerobă și aerobic. In anaerob procedură etapa respirației în absența oxigenului, glucoza este oxidat datorită retragerii hidrogenului (dehidrogenarea) care, în funcție de omul de știință este transmisă enzimei respiratorii. Ultima astfel restaurat. In faza aerobă este regenerată formă respiratorie enzimă oxidativ. VI Palladin a arătat mai întâi că oxidarea zahărului se datorează oxidarea directă cu oxigenul atmosferic, deoarece oxigenul nu se produce cu substratul de carbon respirație, și conectat cu acesta prin dehidrogenarea.

contribuție semnificativă la studiul esenței proceselor oxidative și chimia respirației au atât intern (IP Borodin, A.N.Bah, SP Kostychev, VI Palladin) și externe (AL Lavoisier H. Wieland, H. Krebs) cercetători.

Viața oricărui organism sunt indisolubil legate de utilizarea continuă a energiei libere generate în timpul respirației. Nu este surprinzator, studiul rolului respirației în viața plantei, în ultimii ani are un loc central în fiziologia plantelor.

1. Aerobic respirație

respiratie aeroba - acest proces de oxidare în care se consumă oxigenul. Atunci când respirația fără reziduuri clivate substrat energie slabă a substanțelor anorganice, cu o putere mare de energie. Cele mai importante substraturi pentru respirație sunt carbohidrați. Mai mult decât atât, atunci când respirație pot fi consumate grăsimi și proteine.

respirație aerobă implică două etape principale:

- anoxic, în timpul căreia există o eliberare treptată a scindarea substratului cu atomii de hidrogen de legare la coenzimi (NAD și tipul vector FAD);

- oxigen, în timpul căreia există o eliminare ulterioară a atomilor de hidrogen din substrat și derivați de oxidare treptată respiratorie a atomilor de hidrogen, ca urmare a transferului de electroni la oxigen.

În prima etapă, substanțe organice moleculare primul mare (polizaharide, lipide, proteine, acizi nucleici, etc.) Sub acțiunea enzimelor sunt descompuse în compuși mai simpli (glucoza, acizi carboxilici superiori, glicerol, aminoacizi, nucleotide etc.) Acest proces are loc în citoplasma celulară și însoțită de eliberarea unei cantități mici de energie este disipată sub formă de căldură. Mai departe există scindarea enzimatică a compușilor organici simpli.

Un exemplu de astfel de proces este glicoliza - anoxic multietajate glucoza divizare. In reacțiile de glicoliză molecule de glucoză șase carbon (G) este împărțită în două molecule trei carbon de acid piruvic (C). Aceasta produce doua molecule de ATP si hidrogeni sunt alocate. Recente alătura transporter NAD (nikotinamidadenindinkleotid), care se deplasează în reducerea formă NAD sale + H. H ∙ NAD coenzimă aproape în structura NADPH. Ambele sunt derivați ai acidului nicotinic - una dintre vitaminele din grupa B. Moleculele ambelor coenzime electropozitiv (le lipsește un electron) și poate juca un rol ca purtător de electroni și atomi de hidrogen. Când aburul este acceptat atomi de hidrogen, unul dintre atomii este disociat în proton și electron:

iar al doilea este conectat la NAD sau NADP în întregime:

NAD + H + [H + e] → NAD + H. ∙ H

protoni gratuit folosite mai târziu pentru a inversa oxidarea coenzimei. reacție Rezumat glicoliza este de forma

CHO + 2ADF 2NRO + 2 NAD + →

2SNO 2ATF + 2 NAD + ∙ H + H2 + HO

Produsul glicolizei - acid piruvic (CHO) - conține fracțiunea majoră a energiei și eliberarea sa ulterioară se realizează în mitocondrii. Aici există oxidarea completă a acidului piruvic la COI HO. Acest proces poate fi împărțit în trei etape principale:

1) decarboxilarea oxidativă a acidului piruvic;

2) ciclul acidului tricarboxilic (ciclul Krebs);

3) Etapa finală de oxidare - lanțului de transport de electroni.

În prima etapă acidul piruvic reacționează cu substanța, numită coenzima A, având ca rezultat formarea de coenzima acetil și cu legătură de înaltă energie. Astfel de molecule de acid piruvic este scindată molecula CO (primul) și atomi de hidrogen, care sunt stocate în formă NAD + H. ∙ H

Al doilea pas - ciclul Krebs (Figura 1).

Ciclul Krebs intră acetil-CoA format în etapa anterioară. Acetil-CoA interacționează cu acidul oxaloacetică, rezultatul este un acid citric șase carbon. Pentru această reacție necesită energie; acesta oferă o legătură mare de energie al acetil-CoA. La sfârșitul ciclului de acid citric oxaloacetică este recuperat în forma anterioară. Acum este capabil să reacționeze cu o nouă moleculă de acetil-CoA, și ciclul se repetă. Durata totală a ciclului de reacție poate fi exprimată prin următoarea ecuație:

acetil-CoA + 3HO + 3NAD + FAD + → ADP + NRA

CoA + 2CO + H 3NAD ∙ + H + FAD ∙ H + ATP.

Astfel, dezintegrarea unei molecule de acid piruvic în faza aerobă (PVK decarboxilare și ciclul Krebs) este alocat 3CO, 4 H ∙ NAD + H, FAD ∙ glicolizei reacție H. Total, Krebs și ciclul oxidativ decarboxilarea poate fi scris astfel:

CHO + 10 6 HO + NAD + → 2FAD

6CO + 4ATF ∙ NAD + 10 H + H + 2FAD ∙ H.

A treia etapă - Circuit electrotransport.

Perechi de atomi de hidrogen, clivate din produșii intermediari în reacțiile de dehidrogenare în timpul glicolizei și ciclul Krebs, eventual oxidat cu oxigen molecular la HO fosforilarea simultana a ADP la ATP. Acest lucru are loc atunci când hidrogenul este separat de FAD NAD ∙ Hi ∙ H, este transmis prin intermediul transportorilor de lanț, încorporat în membrana internă a mitocondriilor. Cuplurile 2H atomi de hidrogen pot fi considerate ca fiind 2 H + 2e. Conducere cu transportul forței de atomi de hidrogen în lanțul respirator este o diferență de potențial.

Folosind vectori Nperenosyatsya ionii de hidrogen din partea interioară a membranei la partea sa exterioară, cu alte cuvinte, din matricea spatiului intermembrane a mitocondriilor (fig. 2).

Când se transferă electroni pe o pereche de oxigen care traversează membrana de trei ori, iar acest proces este însoțit de eliberarea pe partea exterioară a membranei șase protoni. În etapa finală a protonilor sunt transferate în partea interioară a purjat membranei și oxigen:

Ca urmare a acestui transfer de partea exterioară ionilor NNA a membranei mitocondriilor în spațiul creat perimitohondrialnom concentrația lor, adică un gradient de protoni electrochimice.

Când gradientul de protoni ajunge la o anumită valoare, ionii de hidrogen din N-tanc care se deplasează prin canale speciale în membrana și energia lor stocată este utilizată pentru a sintetiza ATP. In matricea, ele sunt conectate cu particule încărcate G, și se formează apă: 2H + O² → HO.

1.1 Fosforilarea oxidativă

Procesul de formare a ATP, ca urmare a membranei de transport ionic Ncherez mitocondria este numită fosforilării oxidative. Aceasta se realizează prin sintaza enzimei ATP. molecule ATP sintetazei sunt sub formă de granule sferice pe partea interioară a membranei mitocondriale.

Ca rezultat al scindării două molecule de acid piruvic și transportul ionilor de hidrogen prin membrană, este sintetizat prin canale speciale, un total de 36 molecule de ATP (2 molecule în ciclul Krebs și 34 ale moleculei ca rezultat al membranei de transport ionic Ncherez).

putem exprima ecuația totală a respirației aerobe în felul următor:

CHO + O + + + 6HO 38ADF 38NRO →

6CO + 12HO + 38ATF

Este evident că respirația aerobă încetează în absența oxigenului, deoarece oxigenul este utilizat pentru a termina un acceptor de hidrogen. În cazul în care celulele nu primesc suficient oxigen, toți purtătorii de hidrogen în curând va fi umplut complet și nu va fi capabil să-l transmită. Ca urmare, principala sursă de energie pentru formarea de ATP ar fi blocat.

oxidarea respiratie aeroba de fotosinteză

2. anaerobă respirație

respirație anaerob. Unele microorganisme sunt capabile să folosească pentru oxidarea substanțelor organice sau anorganice sunt oxigen molecular și alți compuși oxigenați, cum ar fi săruri ale acidului azotic, acid sulfuric și acid carbonic, este transformat într-un compus mult mai redus. Procesele apar în condiții anaerobe, iar acestea se numesc respirație anaerobă:

2HNO + 12H → N + 6HO + 2H

In microorganisme care transporta o astfel de respirație, acceptorul final de electroni nu vor fi oxigen și compusul anorganic - nitriți, sulfați și carbonați. Astfel, diferența dintre respirație aerobă și anaerobă este în natura acceptor de electroni final.

2.1 Tipuri de respirație anaerobă

Principalele tipuri de respirație anaerobă sunt date în tabelul 1. Există, de asemenea, date privind utilizarea bacteriilor ca electron acceptoare Mn, cromați, etc, și chinone.

organisme de proprietate transporta electroni asupra nitrați, sulfați și carbonați furnizează oxidare suficient de completă a substanțelor organice sau anorganice fără utilizarea oxigenului molecular și determină posibilitatea de a produce cantități mari de energie decât în ​​timpul fermentației. doar 10% mai mici pentru producția de energie respirație anaerobă. Decât cu aerobic. Organisme care sunt caracterizate prin respirație anaerobă, au un set de enzimă a lanțului de transport de electroni. Dar tsitohromoksilaza înlocuit în acesta nitrat reductaza (folosind nitrat ca acceptor de electroni) sau adenilsulfatreduktazoy (folosind un sulfat) sau alte enzime.

Organismele care sunt capabile de a respirației anaerobe din cauza nitrați, - anaerobi facultativi. Organisme utilizați în sulfați de respirație anaerobe aparțin anaerobi.

Substanțe organice de plante verzi organice formează nu numai lumina. Aceste substanțe sunt utilizate numai pentru nutriția plantelor. Dar plantele nu numai hrănesc cu. Ei respira, la fel ca toate ființele vii. Respirația are loc în mod continuu în timpul zilei de noapte. Respira toate organele plantei. Plantele respira în oxigen și eliberează dioxid de carbon, animale și oameni.

respirația plantelor poate avea loc atât în ​​întuneric și lumină. Prin urmare, lumina două procese opuse în planta. Un proces - fotosintezei, celălalt - respirația. In timpul fotosintezei, substanțele organice generate din anorganice și energie absorbită de lumina soarelui. În timpul respirației în instalație uzat substanțe organice. Și energia necesară pentru viață, este eliberată. Lumina în procesul de fotosinteză, plantele absorb dioxidul de carbon și oxigen de eliberare. Împreună cu carbon plante de dioxid de absorb lumina din aerul înconjurător și oxigenul necesar pentru respirația plantelor, dar în cantități mult mai mici decât sunt alocate în formarea de zaharuri. Dioxidul de carbon în timpul fotosintezei, plantele absorb mult mai mult decât la pus deoparte aspirat. Plante decorative în camera cu iluminare bună zi emit mult mai mult oxigen decât absorbi-o în noaptea întunecată.

Respiratia în toate corpurile vii ale plantelor continuu. Atunci când respirația se oprește, planta, precum animalul moare.

3. Botanică: Proc. 5-6 cl. medii. Shk.-19 ed. / Rev. AN Sladkova. - M. Educație, 1987. - 256 p.

Chiar și lucrează în biologie