1. Аеробне дихання
1.1 Окислительное фосфолірованіе
2. Анаеробне дихання
2.1 Типи анаеробного дихання
Дихання притаманне всім живим організмам. Воно являє собою окисний розпад органічних речовин, синтезованих в процесі фотосинтезу, що протікають зі споживанням кисню і виділенням діоксиду вуглецю. А.С. Фамінцин розглядав фотосинтез і дихання як дві послідовні фази живлення рослин: фотосинтез готує вуглеводи, дихання переробляє їх у структурну біомасу рослини, утворюючи в процесі ступеневої окислення реакційно здатні речовини і звільняючи енергію, необхідну для їх перетворення і процесів життєдіяльності в цілому. Сумарне рівняння дихання має вигляд:
CHO + 6O → 6CO + 6HO + 2875кДж.
З цього рівняння стає ясно, чому саме швидкість газообміну використовують для оцінки інтенсивності дихання. Воно було запропоновано в 1912 р В. І. Палладіним, який вважав, що дихання складається з двох фаз - анаеробної і аеробного. На анаеробному етапі дихання, що йде за відсутності кисню, глюкоза окислюється за рахунок відібрання водню (дегідрування), який, на думку вченого, передається на дихальний фермент. Останній при цьому відновлюється. На аеробному етапі відбувається регенерація дихального ферменту в окисну форму. В. І. Палладін вперше показав, що окислення цукру йде за рахунок безпосереднього окислення його киснем повітря, оскільки кисень не зустрічається з вуглецем дихального субстрату, а пов'язано з його дегидрированием.
Істотний внесок у вивчення суті окислювальних процесів і хімізму процесу дихання внесли як вітчизняні (І.П. Бородін, А.Н.Бах, С.П. Костичев, В.І. Палладін), так і зарубіжні (А. Лавуазьє, Г. Віланд, Г. Кребс) дослідники.
Життя будь-якого організму нерозривно пов'язана з безперервним використанням вільної енергії, що генерується при диханні. Не дивно, що вивчення ролі дихання в житті рослини останнім часом відводять центральне місце в фізіології рослин.
1. Аеробне дихання
Аеробне дихання - це окислювальний процес, в ході якого витрачається кисень. При диханні субстрат без залишку розщеплюється до бідних енергією неорганічних речовин з високим виходом енергії. Найважливішими субстратами для дихання служать вуглеводи. Крім того, при диханні можуть витрачатися жири і білки.
Аеробне дихання включає два основних етапи:
- безкисневому, в процесі, якого відбувається поступове розщеплення субстрату з вивільненням атомів водню і зв'язуванням з коферментами (переносниками типу НАД і ФАД);
- кисневий, в ході якого відбувається подальше відщеплення атомів водню від похідних дихального субстрату і поступове окислення атомів водню в результаті перенесення їх електронів на кисень.
На першому етапі спочатку високомолекулярні органічні речовини (полісахариди, ліпіди, білки, нуклеїнові кислоти і ін.) Під дією ферментів розщеплюються на більш прості сполуки (глюкозу, вищі карбонові кислоти, гліцерин, амінокислоти, нуклеотиди і т.п.) Цей процес відбувається в цитоплазмі клітин і супроводжується виділенням невеликої кількості енергії, яка розсіюється у вигляді тепла. Далі відбувається ферментативне розщеплення простих органічних сполук.
Прикладом такого процесу є гліколіз - багатоступінчате бескислородное розщеплення глюкози. У реакціях гліколізу шестіуглеродних молекула глюкози (С) розщеплюється на дві трехуглеродние молекули піровиноградної кислоти (С). При цьому утворюється дві молекули АТФ, і виділяються атоми водню. Останні приєднуються до переносники НАД (нікотінамідаденіндінклеотід), який переходить в свою відновну форму НАД # 8729; Н + Н. НАД кофермент, близький за своєю структурою до НАДФ. Обидва вони являють собою похідні нікотинової кислоти - одного з вітамінів групи В. Молекули обох коферментів електропозитивні (у них відсутній один електрон) і можуть грати роль переносника як електронів, так і атомів водню. Коли акцептується пара атомів водню, один з атомів дисоціює на протон і електрон:
а другий приєднується до НАД або НАДФ цілком:
НАД + Н + [Н + е] → НАД # 8729; Н + Н.
Вільний протон пізніше використовується для зворотного окислення коферменту. Сумарно реакція гліколізу має вигляд
CHO + 2АДФ + 2НРО + 2 НАД →
2СНО + 2АТФ + 2 НАД # 8729; Н + Н + 2 HO
Продукт гліколізу - пировиноградная кислота (СНО) - містить в собі значну частину енергії, і подальше її вивільнення здійснюється в мітохондріях. Тут відбувається повне окислення піровиноградної кислоти до COі HO. Цей процес можна розділити на три основні стадії:
1) окислювальне декарбоксилювання піровиноградної кислоти;