Температура

Содержание воды.

Влияние внешних и внутренних факторов на интенсивность дыхания

Ферменты дыхания

Взаимосвязь различных путей диссимиляции глюкозы

Окислительное фосфорилирование

Окислительное фосфорилирование – сопряжение двух процессов: экзергонической реакции окисления восстановленных молекул и эндергонической реакции фосфорилирования АДФ и образование АТФ. Окислительное фосфорилирование – процесс переноса электронов, связанного с синтезом АТФ, сопряжение реакций окисления и образование АТФ.

Дыхательные циклы – гликолиз и цикл Кребса, Пентозофосфатный путь и прямое окисление сахаров – система взаимосвязанных процессов. В клетке гликолиз и Пентозофосфатный путь не отделены друг от друга. Эти процессы протекают в цитоплазме. Они имеют общие субстраты – глюкоза-6-фосфат, фруктоза-6-фосфат и 3-фосфоглицеральный альдегид. Связь гликолиза и пентозофосфатный пути осуществляется через глюконовую кислоту и фосфотриозы.

В реакциях дыхания участвуют ферменты оксидоредуктазы, который подразделяются на 4 основные группы:

1.Активаторы водорода (дегидрогеназы)

2.Активаторы кислорода (оксидазы, оксигеназы)

3.Ферменты, выполняющие роль промежуточных переносчиков водорода

4.Вспомогательные ферменты

Дегидрогеназы по характеру действия делятся на аэробные (флавиновую) и анаэробные (перидиновую). В первую группу входят дегидрогеназы, которые способны передавать акцептор водорода к кислороду. Вторую группу составляют ферменты, которые не способны передавать водород к кислороду, а отдают его к какому-нибудь промежуточному переносчику.

Зависимость интенсивности дыхания проса от влажности зерна (В.Л.Кретович, 1971)

Небольшой водный дефицит растущих тканей увеличивает интенсивность дыхания. Это связано с тем, что водный дефицит и даже подвядание листьев усиливают процессы распада сложных углеводов (крахмала) на более простые (сахара). Увеличение содержания Сахаров (основного субстрата дыхания) усиливает сам процесс. Вместе с тем при водном дефиците нарушается сопряжение окисления и фосфорилирования. Дыхание в этих условиях представляет в основном бесполезную трату сухого вещества. При длительном завядании растение расходует сахара, и интенсивность дыхания падает. Иная закономерность характерна для органов, находящихся в состоянии покоя. Увеличение содержания воды в семенах с 12 до 18% уже увеличивает интенсивность дыхания в 4 раза. Дальнейшее повышение содержания воды до 33% приводит к увеличению интенсивности дыхания примерно в 100 раз. При перемещении растения или ткани из воды в раствор солей дыхание усиливается — это так называемое солевое дыхание.

Дыхание у ряда растений осуществляется и при температуре ниже 0°С. Так, у хвои ели процесс дыхания идет даже при температуре —25°С. Как всякая ферментативная реакция с повышением температуры интенсивность дыхания возрастает. Однако это происходит до определенного предела, выше которого начинается инактивация ферментов и интенсивность дыхания снижается. При этом надо учитывать длительность выдерживания растения при данной температуре. При кратковременной экспозиции интенсивность дыхания возрастает при повышении температуры до 35°С и даже 40°С. При длительном выдерживании в такой температуре интенсивность дыхания уменьшается. Это может быть связано с тем, что повышение температуры в большей степени ускоряет ферментативные процессы по сравнению с поступлением кислорода в клетки. В силу этого возникает недостаток кислорода, что и лимитирует процесс. В процессе эволюции растения приспосабливаются к определенным температурным условиям. Изменение оптимальных температур при дыхании растений в зависимости от фазы их развития связано с тем, что в процессе онтогенеза меняются пути дыхательного обмена. Между тем для разных ферментных систем наиболее благоприятными являются различные температуры

Снабжение кислородом.

Кислород необходим для протекания дыхания, поскольку является конечным акцептором электронов, движущихся по дыхательной цепи. Увеличение содержания кислорода до 5—8% сопровождается повышением интенсивности дыхания. Дальнейшее возрастание концентрации 0₂ обычно уже не сказывается на интенсивности дыхания. В отсутствие кислорода дыхание уступает место брожению. При содержании кислорода ниже 5% брожение усиливается, и выделение углекислого газа начинает превышать поглощение кислорода. При повышении содержания кислорода процесс брожения полностью ингибируется (эффект Пастера).