Общие представления о дыхании
ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ
Дыхание – одно из наиболее характерных свойств организмов; оно присуще любому органу, любой ткани, каждой клетке. В наших головах дыхание обычно ассоциируется с жизнью, а его прекращение – с гибелью организма.
Общее выражение этого процесса:
С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О.
Отсюда дают следующее определение дыхания: дыхание представляет собой разрушение органических веществ при участии кислорода воздуха, в результате чего выделяется энергия и образуются очень окисленные вещества СО2 и Н2О.
Освободившаяся в результате разрушения веществ энергия используется для синтеза молекул АТФ, которые являются донором энергии для совершения работы в клетке. В этом и состоит основное физиологическое значение процесса дыхания. Вещество, разрушающееся в процессе дыхания, получило название дыхательного субстрата.
Живым организмам удается использовать энергию химических связей разрушающихся веществ благодаря тому, что окисление происходит поэтапно и энергия освобождается небольшими порциями. Эти порции сразу же включаются в соответствующие процессы.
Мы отметили, что растения используют солнечную энергию в процессе фотосинтеза, в результате чего энергия и углерод запасаются в форме фосфорилированных сахаров. Из этих гексозофосфатов не только синтезируются углеродная основа всех других соединений в растениях, но они служат и источником энергии, растрачиваемой на синтез.
Общие представления о дыхании
Основу современных представлений о химизме дыхания была заложена в трудах В. И. Палладина, который на основе многочисленных опытов в 1912 году дал следующую схему дыхания:
1.С6Н12О6 + 6Н2О + 12R → 12RH2 + 6СО2
2. 12RН2 + 6О2 → 12Н2О + 12R
С6Н12О6 + 6О2 → 6H2О + 6СО2
Отсюда очевидно, что окисление сахаров идет не за счет непосредственного присоединения к нему О2 воздуха, а через цепь преобразований. В. И. Палладин считал, что в растениях есть специальные акцепторы водорода, которые он назвал дыхательными пигментами (R). Эти пигменты связывают водород воды, а кислород воды окисляет сахар до СО2. Присоединяя водород, дыхательный пигмент восстанавливается и превращается в бесцветное соединение, названное дыхательным хромогеном. Затем кислород воздуха окисляет дыхательный хромоген до пигмента, как записано в выражении 2.
Что дала теория В. И. Палладина для понимания дыхания?
1. В соответствии с этой теорией дыхание – это процесс, который складывается из двух фаз. Первая фаза анаэробная, идет в отсутствии кислорода воздуха; вторая аэробная, для нее необходим О2. Теория Палладина о двухфазности дыхания совпала с открытием Ф. Блекманом двух фаз фотосинтеза.
2. В процессе дыхания участвуют вода и ферменты, которые В. И. Палладин назвал пигментами.
3. Окисление происходит в результате дегидрирования. Кислород воздуха не соприкасается с углеродом дыхательного субстрата. Он необходим для окисления восстановленных дыхательных пигментов, чтобы сделать их способными до нового присоединения водорода. Таким образом, сущность дыхания – в дегидрировании.
Еще ранее в работах И. П. Бородина было показано, что скорость дыхания прямо пропорциональна содержанию в тканях углеводов. Это дало возможность предположить, что, вероятно, углеводы являются основным дыхательным субстратом.
Главные пути окисления углеводов – гликолиз и цикл Кребса.
Дата добавления: 2016-07-11; просмотров: 2011;