Respirație, respirație biologică Valori localizare respirației, chimia respiratorie - ecologică

Valori de respirație biologice

Respirația este un proces fiziologic universal inerent tuturor organismelor vii: bacterii, animale, plante.

Plantele respirație servește două funcții biologice importante. În primul rând, oferă o instalație de energie sub formă de ATP. În al doilea rând, respirația este un proces cu mai multe etape, în care sa format numeroși intermediari, care, în sine, sunt valoroase pentru a planta metabolismul. Acestea sunt trimise la anumite reacții biochimice. Această funcție respiratorie poate fi definită ca crearea unei plante fundație metabolice.

Procesul global ecuație respirația este următoarea:

Această ecuație, care arată doar produsele inițiale și finale ale procesului indică faptul că respirația este oxidarea substanțelor organice, în care o substanță organică complex dezintegrează în dioxid de carbon și apă pentru a produce energie chimică.

Când respirația se produce descompunerea substanțelor organice și deci esența opusă respirației biochimice a fotosintezei. Astfel, produsele procesului de fotosinteză consumate două canale: partea principală formată prin fotosinteză substanțelor organice este îndreptată spre construcția corpului de plante, iar celălalt (mai rar) este inclusă în procesul de respirație pentru eliberarea energiei legate de aceste substanțe.

Energia care este eliberată în timpul respirației parțial eliberat sub formă de căldură și o parte - este stocată sub formă de energie chimică, care se leagă la și stocate sub formă de ATP. Acest proces este numit de fosforilare oxidativ. Aceasta corespunde ecuației:

sinteza ATP, energia lor de încărcare - aceasta este funcția principală a procesului respirator. Circuitul din Fig. 3.13 prezintă o varietate de probleme care trebuie rezolvate în timpul respirației în plante, din cauza producției de ATP.

Atunci când respirația consumată substanță organică și greutatea plantei este redusă. De exemplu, dacă bobul de porumb la semănat zhit0,529 wa r, apoi, după două zile de germinare greutatea sa este de numai 0.290 In acest timp se petrece pe respirație aproape 45% înlocuire de nutrienți.

Respiratia cauze și schimbarea compoziției aerului în jurul plantei. Cantitatea de oxigen este redusă (este consumată în timpul respirației), iar cantitatea de

Fig. 3.13. Modalități de cheltuieli de energie este stocată de către plante în moleculele de ATP

creșterile de dioxid de carbon (în timpul respirației, este subliniat). Asociate cu producția de respirație și de căldură. De obicei, este alocat un pic, dar cantitatea de căldură generată respirație semințele germinează poate fi atât de mare încât semințele sunt încălzite la o temperatură de 60-90 ° C.

Sediu respirație

Spre deosebire de animale și oameni plantele nu au organe sau structuri care îndeplinesc funcția respiratorie speciale. Aceasta se realizează, toate celulele vii în protoplaști care au organelle speciale responsabile pentru funcția respiratorie - mitocondriile, numărul într-o singură celulă variază de la 50 la 5000 de bucăți.

Chimia respirației

Respirația este un proces complex, redox are loc în mai multe etape. În timpul materialul său inițial succesiv prin sistemul respirator de reacții interdependente oxidate pentru a elibera energie. Energia, așa cum sa menționat mai sus, este sinteza ADP.

În funcție de proprietățile materialului respirator, caracteristicile genetice ale plantelor și a altor factori respiratorii se poate face în diferite moduri. In oxidarea carbohidratilor, care plantele au implementat mai frecvent, respiratie are loc în două etape succesive.

În prima etapă, materialul respirator inițial este oxidat într-o lipsă de oxigen, adică condiții anaerobe piruvic de acid. Acest proces este numit glicoliza. În a doua etapă acidul piruvic este oxidat la bioxid de carbon cu oxigen, adică în condiții aerobe. Acest proces a fost descoperit și studiat de știință englez de origine germană G. Krebs. Pentru această realizare, în 1953 savantul a primit Premiul Nobel, iar transformările complexe se numește ciclul Krebs.

Glicoliză. Glycolysis este reprezentat printr-o serie de reacții consecutive. Localizate el nu a fost în mitocondrii, și de obicei în citosol de celule. Schema generală a agenților de transformare în timpul glicolizei este prezentată în Fig. 3.14.

In glicoliză glucoza este primul proces este supus glyukozofosfatata fosforilare pentru a forma o moleculă de consum ATP, îmbunătățește reactivitatea sa, și apoi convertit în fructoză, prin intermediul enzimei isomerase zofosfat. Fruktozofosfat suferă din nou fosforilare pentru a produce fruktozodifosfata. Acest proces durează chiar și o moleculă de ATP.

Următoarea etapă a glicolizei este de a împărți aldolaza enzimă fruktozodifosfata în două triose - glyceraldehyde fosfo și fosfodioksiatseton. Aceste două materiale pot fi convertite reciproc unul cu altul sub acțiunea isomerase respective, astfel încât să se mențină întotdeauna lor raport de 1: 1, și ca fosfogliceraldehid cheltuielilor din fondul lui realimentat fosfodioksiatseton.

Ulterior oxigen proces Tel'nykh implică doar fosfogliceraldehid. Sub acțiunea complexului enzimatic cuprinde o special dehidrogenază fermentfosfoglitserin aldehidă, fără oxigen din exterior este oxidat cu fosforilarea suplimentară simultană la difosfoglitserinovoy acidă.

Fig. 3.14. Schema generală a transformărilor chimice ale substanțelor în procesul de glicoliză

acidul Difosfoglitserinovaya, procesul de schimbare suplimentar defosforilează cu sinteza ATP și transformată în acid piruvic. Glicoliza care rezultă dintr-o moleculă dintr-un monozaharid format două molecule de acid piruvic. Dioxidul de carbon în acest prim proces „pas respirator nu este alocat. Eficiența energetică netă a glicolizei este două molecule de ATP.

ciclul Krebs. Acidul piruvic ciclu Krebs intră într-o serie de schimbări ciclice în cursul cărora o mai-trei și dicarboxilici acizi. Schema generală a transformărilor chimice ale substanțelor în ciclul Krebs prezentat în Fig. 3.15.

Fig. 3.15. Schema generală a transformărilor chimice ale substanțelor în ciclul Krebs

Un rol cheie în aerobe reacțiile în fază respirație joacă decarboxilare, ceea ce duce la scurtarea atomilor lanțului de carbon în acid piruvic și bioxid de carbon gazos. Alte reacții ale ciclului Krebs asociat cu acidul oxaloacetică reducere stoc necesare pentru încorporarea în reacția ciclică a acidului acetic. Tot în oxidarea unei molecule de acid piruvic este eliberat trei molecule de CO2.

unități de bază ale transportului de electroni lanturi oxidoreductaze cuprind enzime. Toate enzimele - participanții la lanțul de transport de electroni este ubichinonă buzhami excepția că natura chimică a lipidelor.

Totală produsă în moleculele de ATP Krebs ciclu 36. Împreună cu această glicolizei randamentele 38 molecule de ATP. Luând valoarea energetică a unei molecule de ATP în 7 kcal, vedem că suflarea din material mareelor ​​elibereaza 266 kcal energie chimică.

Evaluarea caracteristicilor biochimice ale respirației plantelor, trebuie remarcat faptul că furnizează plante energetice și chimice se referă diferitele părți ale metabolismului plantelor. O caracteristică importantă a plantei respira multifuncționalitate sa, care este capacitatea de a implica disimilație oxidativă a diferitelor substanțe din carbohidrati la proteine.

funcția respiratorie biochimice, așa cum sa menționat mai sus, nu se limitează la producerea de energie pentru plante. Acest proces este unul dintre metabolismul central al unităților care consumă o gamă largă de metaboliți și în același timp furnizarea de a metabolismului carbohidraților, lipidelor și proteinelor, un număr important de produse folosite pentru a construi compuși organici complecși. În primul rând, din cauza ciclului Krebs sunt interconectate carbohidrați, lipide și metabolismul proteinelor.