Дыхание представляет собой окислительный распад органических веществ, в первую очередь углеводов, в результате которого высвобождается энергия и образуются С02и Н20:
Image may be NSFW.
Clik here to view.
Clik here to view.
Это многоступенчатый ферментативный процесс. Постепенность окисления обеспечивает образование большого количества промежуточных продуктов, которые используются в качестве полуфабрикатов для различных биосинтезов, а также выделение отдельных порций энергии и возможность их запасания в аденозинтрифосфате (АТФ). В этом и состоит основное физиологическое значение процесса дыхания.
Основной путь окисления углеводов в растении состоит из двух стадий — анаэробной и аэробной.
Анаэробная стадия дыхания— гликолиз— происходит в гиалоплазме, где предварительно активированная глюкоза расщепляется и частично окисляется до пировиноградной кислоты (ПВК). На активирование глюкозы затрачивается энергия двух молекул АТФ. Активированная глюкоза распадается на две молекулы фосфоглицери- нового альдегида (ФГА), который окисляется до фосфоглицериновой кислоты (ФГК). Акцептором водорода и электронов в этой реакции служит НАД. Окисление сопровождается перераспределением внутримолекулярной энергии, образованием макроэргической связи и переносом ее на АДФ с образованием АТФ. Вторым пунктом образования АТФ является реакция дегидратации фосфоглицериновой кислоты до фосфо- енолпировиноградной кислоты (ФЕП).Image may be NSFW.
Clik here to view.
Дальше цикл Кребса
Схема реакций гликолиза:
1— гексокиназа; 2— фосфоглюкоизомераза; 3— фосфофруктокиназа; 4 — альдолаза; 5 — глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа; 6 — фосфоглицераткиназа; 7 — фосфоглицератмутаза; 8— енолаза; 9 — пируваткиназа
Аэробная стадия дыханияпроисходит в митохондриях и состоит из трех этапов: окислительного декарбоксилирования пировиноград- ной кислоты, цикла Кребса и электронно-транспортной цепи, в которой происходит синтез АТФ.
Продуктом окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты является ацетильный остаток, соединенный макроэргической тиоловой связью с коферментом А,— ацетил S КоА. Ацетильный остаток окисляется в цикле Кребса до С02энергия окисления запасается в восстановительных коферментах (ЗНАДН и ФАДН2). Здесь же образуется одна молекула АТФ. Эти реакции локализованы в матриксе митохондрий. Образующиеся кетокислоты (а-кетоглютаровая и а-щавелеуксусная) могут быть использованы в биосинтезе аминокислот .Image may be NSFW.
Clik here to view.
Цикл Кребса
В реакциях цикла Кребса кислород не участвует. Потребность в кислороде возникает для окисления восстановленных переносчиков водорода НАДН и ФАДН2, в которых заключена значительная энергия окисленных веществ. Процесс высвобождения энергии заключается в передаче электронов от НАДН и ФАДН2по электроннотранспортной цепи (ЭТЦ) на активированный кислород. Участником этой ЭТЦ является цитохромная система. Переносчики электронов в ЭТЦ расположены по мере убывания восстановительности, поэтому транспорт электронов сопровождается высвобождением энергии, которая на определенных участках ЭТЦ запасается в макроэргических связях АТФ. В этом и заключается физиологический смысл транспорта электроновImage may be NSFW.
Clik here to view.
Передача энергии по цепи переносчиков электронов в митохондриальной мембране
На каждую молекулу НАДН, передающую свои электроны в ЭТЦ, синтезируется по три молекулы АТФ, на каждую молекулу ФАДН2— по две молекулы АТФ. Процесс фосфорилирования АДФ с образованием АТФ, сопряженный с транспортом электронов от окисляемого субстрата к 02, получил название окислительного фосфорилирования. Этот процесс является основным источником энергии АТФ в клетке, требующим достаточно сложной структуры как электронно-транспортной цепи, так и самих митохондрий. При неблагоприятных условиях, таких, как засуха, жара, дефицит питания, сложные механизмы сопряжения транспорта электронов с образованием АТФ нарушаются. Синтез АТФ уменьшается, что снижает энергетическую эффективность дыхания. В нормальных физиологических условиях в результате окисления одного моля глюкозы образуется 38 АТФ, что обеспечивает КПД 40 %
https://studme.org/376783/geografiya/dyhanie_rasteniy
На каждую молекулу НАДН, передающую свои электроны в ЭТЦ, синтезируется по три молекулы АТФ, на каждую молекулу ФАДН2— по две молекулы АТФ. Процесс фосфорилирования АДФ с образованием АТФ, сопряженный с транспортом электронов от окисляемого субстрата к 02, получил название окислительного фосфорилирования. Этот процесс является основным источником энергии АТФ в клетке, требующим достаточно сложной структуры как электронно-транспортной цепи, так и самих митохондрий. При неблагоприятных условиях, таких, как засуха, жара, дефицит питания, сложные механизмы сопряжения транспорта электронов с образованием АТФ нарушаются. Синтез АТФ уменьшается, что снижает энергетическую эффективность дыхания. В нормальных физиологических условиях в результате окисления одного моля глюкозы образуется 38 АТФ, что обеспечивает КПД 40 %
https://studme.org/376783/geografiya/dyhanie_rasteniy