Тыныс алу субстраттары

Тыныс алу процесінде қолданылатын заттар туралы мәселе физиологтарды көптен бері мазалап жүр. Тіпті И.П.Бородиннің еңбектерінде тыныс алу процесінің қарқындылығы өсімдік ұлпаларындағы көмірсулардың мөлшеріне тура пропорционалды екендігі көрсетілген. Бұл тыныс алу кезінде тұтынылатын негізгі зат болып табылатын көмірсулар деп болжауға негіз болды. Бұл мәселені түсіндіруде үлкен мәнтыныс алу коэффициентінің анықтамасы бар. Тыныс алу коэффициенті (ТҚ) – тыныс алу кезінде бөлінетін СО2-нің сол уақыт аралығында сіңірілген O2-ге көлемдік немесе молярлық қатынасы. Қалыпты оттегімен қамтамасыз ету кезінде тұрақты ток мәні тыныс алу субстратына байланысты. Тыныс алу процесінде көмірсулар пайдаланылса, онда процесс С6Н12С6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О теңдеуі бойынша жүреді. Бұл жағдайда тұрақты ток бірге тең.

Алайда, органикалық қышқылдар сияқты көбірек тотыққан қосылыстар тыныс алу кезінде ыдырауға ұшыраса, оттегінің сіңірілуі азаяды және тұрақты ток бірліктен үлкен болады. Сонымен, алма қышқылы тыныс алу үшін субстрат ретінде пайдаланылса, онда DC = 1,33. Тыныс алу кезінде тотықсызданған қосылыстар, мысалы, майлар немесе белоктар тотыққанда, көбірек оттегі қажет және тұрақты ток бірліктен аз болады. Сонымен, майларды пайдаланған кезде DC = 0,7. Әртүрлі өсімдік ұлпаларының тыныс алу коэффициенттерін анықтау қалыпты жағдайда оның бірлікке жақын екенін көрсетеді. Бұл, ең алдымен, өсімдік тыныс алу материалы ретінде көмірсуларды пайдаланады деуге негіз береді. Көмірсулардың жетіспеушілігімен басқа субстраттарды қолдануға болады. Бұл әсіресе қоректік зат ретінде майлар немесе ақуыздар бар тұқымдардан дамып келе жатқан көшеттерде айқын көрінеді. Бұл жағдайда тыныс алу коэффициенті бірден аз болады. Тыныс алу материалы ретінде пайдаланған кезде майлар глицерин мен май қышқылдарына дейін ыдырайды.

Май қышқылдары глиоксилат циклі арқылы көмірсуларға айналуы мүмкін. Тыныс алу үшін субстрат ретінде ақуыздарды пайдалану олардың аминқышқылдарына дейін ыдырауынан бұрын болады.

Анаэробты тыныс алужарма тұқымдары

Көмірсулардың анаэробты тотығуы гликолиз жолымен жүреді. Гликолиз - глюкозаның бір молекуласын пирожүзім қышқылының екі молекуласына ыдырататын анаэробты процесс. Бұл дене АТФ түрінде жинақталатын энергияны шығарады. Гликолиз реакциялары цитозолда оттегі шығынынсыз өтеді.

Гликолиз реакцияларының толық тізбегі Л.А. Иванова, С.П. Костычева, А.Н. Лебедев, Г.Эмбден, Я.О. Парнас және О. Мейерхоф ХХ ғасырдың 30-жылдарының ортасына қарай. Гликолиз екі кезеңде жүреді.

Бірінші кезең – дайындық немесе ұжымдық. Гликолизге әртүрлі гексозалар қатысады, негізінен глюкоза, сонымен қатар фруктоза мен манноза. Бұл жағдайда гексозалардың инертті молекулалары белсендіріліп, АТФ есебінен фосфорланып, глюкоза-6-фосфатқа айналады. Кезең глицеральдегид-3-фосфаттың түзілуімен аяқталады.

Екінші кезең - тотығу. Глицеральдегид-3-фосфат пирожүзім қышқылына (пируват) дейін тотығады. Тотығу энергиясы АТФ-да жинақталады, НАД Н2 қалпына келтіретін эквиваленттері түзіледі.

Жалпы гликолиз теңдеуі:

C6H12O6 + 2 АРТЫ + + 2 H3PO4 + 2 ADP> 2 CH3 - CO - COOH + 2 ATP + 2 H2 + 2 H2O.

Болашақта пирожүзім қышқылы организмнің жағдайлары мен спецификалық сипаттамаларына байланысты әртүрлі өзгерістерге ұшырауы мүмкін.

Астық тұқымындағы гликолиздің рөлі

Тыныс алудың анаэробты фазасы ретінде гликолиздің рөлі көмірсулардан бос энергияны бөліп алу және оны АТФ молекулаларында оңай қолдануға болатын формада жинақтау, сонымен қатар көптеген жоғары реактивті қосылыстардың түзілуі. Олар әртүрлі метаболикалық реакцияларда қолданылады. Гликолиздің маңыздылығы әсіресе оттегінің қолжетімділігі шектелген немесе АТФ тұтыну жылдамдығының кенет және күрт артуы мүмкін тіндер мен органдарда үлкен.

Жауап

Санаттағы басқа сұрақтар

19. Адам дизентерия амебасын жұқтыруы мүмкін, егер 2) итті еркелетсе 3) оны маса шақса 4) нашар пісірілген тамақтанса.

5) ластанған су қоймасынан су ішеді

20. Түрдің морфологиялық критерийі болып табылады

1) оның таралу аймағы

2) өмірлік процестердің ерекшеліктері

3) сыртқы және ерекшеліктері ішкі құрылымы

4) хромосомалар мен гендердің белгілі бір жиынтығы

21. Ашық көбелектерге қарағанда Англияның өнеркәсіптік аудандарында қара көбелектер жиі кездеседі, өйткені

1) өнеркәсіптік аймақтарда қараңғы көбелектер жеңілге қарағанда көбірек жұмыртқа салады

2) қараңғы көбелектер кірге төзімді

3) ластану салдарынан кейбір көбелектер басқаларына қарағанда қараңғы болады

4) ластанған жерлерде қара көбелектер жәндік қоректі құстарға аз көрінеді

22. Эволюцияның палеонтологиялық дәлелі

2) Археоптерикс баспасы

3) организмдердің түрлік әртүрлілігі

4) балықтардың әртүрлі тереңдіктегі тіршілікке бейімделуі

5) моллюскаларда қабықтың болуы

1) кірпікшелермен жабдықталған

2) хитиннен тұрады

3) ас қорыту шырыны әсер етпейтін

4) балауыздың жұқа қабатымен қоршаған орта әсерінен қорғалған

24. Өсімдік тіршілігіне қажетті абиотикалық факторды көрсетіңіз

2) атмосферада көмірқышқыл газының болуы

3) минералды тыңайтқыштарды адамның қолдануы

4) экожүйеде тұтынушылардың болуы

5) жарық үшін бәсеке

25. Бәйшешек пен тли арасындағы қарым-қатынас – мысал

3) өзара көмек

4) симбиоз

5) жыртқыштық

26. Адамның табиғатқа әр түрлі әсерлері факторларға жатады

2) абиотикалық

3) биотикалық

4) шектеу

5) антропогендік

27. Жануарлар жасушаларында липидтер синтезделеді

2) рибосомалар

3) лизосомалар

28. Жасушада ферменттердің қатысуымен белоктардың амин қышқылдарына ыдырауы жүреді.

2) митохондриялар

3) лизосомалар

4) Гольджи кешені

5) ядрошықтар

29. Профазада митоз болмайды

2) ядролық қабықтың еруі

3) бөліну шпиндельінің қалыптасуы

4) ДНҚ екі еселенуі

5) ядрошықтардың еруі

30. Таңбалардың модификациялық өзгермелілігінің себебі – өзгеріс

3) қоршаған орта жағдайлары

4) хромосомалар

5) генотип

31. Өсімдік шаруашылығында таза линиялар арқылы алынады

2) айқас тозаңдану

3) өздігінен тозаңдану

4) эксперименталды мутагенез

5) түр аралық будандастыру

32. Қоректену үшін саңырауқұлақтар – сапротрофтар қолданылады

2) ауа азоты

3) көмірқышқыл газы мен оттегі

4) өлі денелердің органикалық заттары

5) фотосинтез процесінде өздері жасайтын органикалық заттар

33. Қаны бар пробиркаға натрий хлоридінің 2% ерітіндісін қосса, эритроциттер

2) ісіну және жарылуы

3) пішінін өзгертпейді

4) кішірейіп, түбіне дейін шөгеді

5) бетіне қалқып шығу

35. Жүргізуші таңдау қасиетке ие тұлғалардың сақталуына ықпал етеді,

1) алдыңғы реакция жылдамдығынан өзгеше

2) реакция жылдамдығының орташа мәні бар

3) бірнеше ұрпақ бойы өзгермейтін

4) стандартты жағдайларда халықтың тіршілігін қамтамасыз ету

36. Табиғи экожүйе мен агроэкожүйенің айырмашылығы туралы келесі пайымдаулар дұрыс па?

A. Табиғи экожүйедегі заттардың айналымына агроэкожүйеден айырмашылығы күн энергиясымен қатар тыңайтқыш түріндегі қосымша энергия көзі қатысады.

B. Агроэкожүйелер табиғи экожүйелерге қарағанда тұтастықпен, тұрақтылықпен және өзін-өзі реттеумен сипатталады.

2) Тек А ғана ақиқат

3) Тек В дұрыс

4) Екі үкім де дұрыс

5) Екі үкім де қате

Сондай-ақ оқыңыз

1. Қандай заттар органикалық заттарға жатпайды?

а. Тиіндер
б. минералды тұздар
в. көмірсулар
г. майлар
2. Өсімдіктер мен жануарлар дүниесін жіктеудің үйлесімді жүйесі өзінің пайда болуымен кімге міндетті?
а. Жан Батист Ламарк
б. Карл Линней
в. Чарльз Дарвин

3. Құрлық жануарларының ұрықтануының қандай түрі?
а. Сыртта
б. Ішкі
в. Қосарлы

4. Ақуыздар ас қорыту жолында қандай аралық өнімдерге ыдырайды?
а. глицерин және май қышқылдары
б. қарапайым көмірсулар
в. амин қышқылдары

5. Адамның жыныс гаметаларында қанша хромосома бар?
а. 23
б. 46
в. 92
6. Хлоропластар қандай қызмет атқарады
а. Ақуыз синтезі
б. АТФ синтезі
в. Глюкоза синтезі
7. Ядросы бар жасушаларға жатады:
а. Эукариоттық жасуша
б. Прокариоттық жасуша
8. Экожүйеде органикалық зат түзетін организмдер:
а. Тұтынулар
б. Өндірушілер
в. Редукторлар
9. Жасушада энергияның түзілуіне қандай жасушалық органоид жауап береді?
а. Негізгі
б. Хлоропласт
в. Митохондрия

10. Қандай органоидтар өсімдік жасушаларына ғана тән
а. Эндоплазмалық ретикулум
б. Пластидтер
в. Рибосомалар

11. Адамның соматикалық жасушаларында қанша хромосома бар
а. 23
б. 46
в. 92
12. Ангиоспермдерде ұрықтандырудың қандай түрі?
а. Ішкі

Сәлеметсіз бе! Өтінемін көмектесіңіз!!!

Биологиядан тест...
1) Жасушадағы жалпы мөлшері 98% болатын химиялық элементтер тобын көрсетіңіз
а) H, O, S, P; б) H, C, O, N; в) N, P, H, O; г) C, H, K, Fe
2) Белоктардың екінші реттік құрылымын қандай байланыстар тұрақтандырады?
а) коваленттік, ә) иондық, б) сутегі, г) ондай байланыстар жоқ
3) ДНҚ-да болатын, бірақ РНҚ-да жоқ химиялық қосылысты ата
а) тимин, ә) дизоксирибоза, б) рибоза, г) гуанин
4) Молекулалар май қышқылдары мен глицериннен тұрады
а) көмірсулар, ә) белоктар, б) нуклеин қышқылдары, г) липидтер
5) Қандай жауапта осы көмірсулардың барлығы полисахаридтерге жатады?
а) глюкоза, галактоза, рибоза, б) лактоза, галактоза, фруктоза
6) Негізінен қозғалтқыш қызметін атқаратын ақуызды атаңыз
а) актин, б) кератин, б) липаза, г) фибрин
7) Липидтерге қандай зат жатады
а) талшық, б) АТФ, б) холестерин, г) коллаген
8) Позиция жасушалық теорияға сәйкес келмейді:
а) «Жасуша – тіршіліктің элементар бірлігі»
б) «көп жасушалы организмдердің жасушалары құрылымы мен қызметтерінің ұқсастығына қарай ұлпаларға біріктіріледі»
в) «жасушалар жұмыртқа мен сперматозоидтың қосылуынан пайда болады»
г) «барлық тірі организмдердің жасушалары құрылысы мен қызметі жағынан ұқсас»
9) Биологиялық мембрана қандай заттардан тұрады?
а) липидтер мен белоктардан, б) белоктар мен көмірсулардан, б) көмірсулар мен судан
10) Селективті өткізгіштік қасиетін мембрана компоненттерінің қайсысы анықтайды?
а) липидтер, б) белоктар
11) Рибосоманың бөлімшелері қай жерде түзіледі:
а) ядрода, б) цитоплазмада, б) вакуольдерде, г) ЕПС-те
12) Рибосомалар қандай қызмет атқарады?
а) белок синтезі, ә) фотосинтез, б) май синтезі, г) тасымалдау қызметі
13) Митохондриялардың құрылысы қандай?
а) бір мембраналық, ә) екі мембраналық, б) мембраналық емес
14) Өсімдіктер мен жануарлар жасушаларына қандай органоидтар ортақ?
а) рибосомалар, б) ЭПС, б) пластидтер, г) митохондриялар
15) Қандай пластидтерде хлорофилл пигменті болады?
а) хлоропластар, б) лейкопластар, б) хромопластар
16) Цитоплазманың қандай органоидтары мембраналық емес құрылымға ие?
а) EPS, б) митохондрия, в) пластидтер, г) рибосомалар, д) лизосомалар
17) ДНҚ молекулалары ядроның қай бөлігінде орналасқан?
а) ядро ​​шырынында, б) ядро ​​қабығында, б) хромосомаларда
18) Ядролық құрылымдардың қайсысы рибосома бөлімшелерінің жиналуына қатысады?
а) ядролық қабық, ә) ядрошық, б) ядро ​​шырыны
19) Прокариоттық ДНҚ молекуласының формуласы қандай, ол эукариоттардың ядролық ДНҚ-сынан ерекшеленеді?
а) сақина, ә) сызықтық құрылым, б) тармақталған құрылым
20) Ағзалардың қандай систематикалық тобының өкілдері басқа тірі организмде болғанда ғана тірі табиғатқа тән белгілерді көрсетеді?
а) вирустар, ә) прокариоттар, б) эукариоттар

2-тапсырма.Сұраққа жауап беріңіз.

Қандай организмдерде дөңгелек ДНҚ генетикалық аппарат арқылы түзіледі?
Қандай ағзаның «жүрегі» фрагменттен тұрады нуклеин қышқылы?
Ядроға дейінгі организмдердің екінші аты қалай аталады? Саңырауқұлақтардың жасуша қабырғасын қандай зат құрайды?
АТФ синтезделетін жасуша органоиды?
Цитоплазманы қолдау жүйесі қалай аталады?
Жасушаның органоиды, оның ас қорыту орталығы?Жасушадан заттардың бөлініп шығуы жүретін процестің аты? Жасыл пластидтердің аты? ДНҚ нуклеотидтерінің құрамы РНҚ нуклеотидтерінен қалай ерекшеленеді?

3-тапсырма.

Тізбектің өздігінен көшірілуінен түзілетін ДНҚ тізбегіндегі нуклеотидтердің орналасу ретін көрсетіңіз, сутектік байланыстардың санын анықтаңыз:
T-A-G-C-T-T-A-G-G-C-C-A .....

Соссюр қараңғыда жасыл өсімдіктермен жұмыс жасай отырып, олардың оттегісіз ортада да СО 2 бөлетінін анықтады. Л.Пастер қараңғыда өсімдік ұлпаларында оттегі болмаған жағдайда СО 2 бөлінуімен бірге спирт түзілетінін, яғни спирттік ашыту жүретінін анықтады. Ол алкогольдік ашыту өсімдік ұлпаларында, сондай-ақ бактерияларда мүмкін деген қорытындыға келді.

Неміс физиологы Э.Ф.Пфлюгер (1875) оттегісіз ортада бақалар біраз уақыт тірі болып, сонымен бірге СО 2 бөлетінін көрсетті. Пфлюгер бұл тыныс алуды молекулаішілік тыныс деп атады, яғни субстраттың молекулаішілік тотығуына байланысты тыныс алу және бұл қалыпты аэробты тыныс алудың бастапқы кезеңі. Неміс өсімдік физиологы Б.Пфеффер бұл көзқарасты өсімдік организмдеріне де кеңейтті. Пфеффер мен Пфлюгер тыныс алу механизмін сипаттайтын екі теңдеуді ұсынды:

1) C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

2) 2C 2 H 5 OH + 6O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O

С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 → 6СО 2 + 6Н 2 О

Біріншіде анаэробты, сатыдағы, спирттік ашыту жүреді, этанолдың екі молекуласы және СО 2 екі молекуласы түзіледі. Содан кейін оттегінің қатысуымен онымен әрекеттесетін спирт CO 2 және H 2 O-ға дейін тотығады.

Ашыту

Костычев пен оның әріптестерінің тәжірибелерінде (1912 – 1928 ж.) өсімдік ұлпаларын оттегісіз ортада аз уақыт ұстап, одан кейін оттегі берілсе, онда тыныс алудың күрт жоғарылауы байқалатыны көрсетілген, яғни: анаэробты фазада аралық өнімдер жиналады, олар оттегі болған кезде тез жұмсалады. NaF сияқты ашыту ингибиторлары да аэробты тыныс алуды тежейді. Костычев аралық өнім болуы мүмкін деген қорытындыға келді ацетальдегид... Неміс биохимигі К.Нойбергтің, Костычевтің және басқалардың еңбектерінің арқасында тыныс алу және ашытудың барлық түрлері пирожүзім қышқылы (ПВА) арқылы бір-бірімен байланысатыны анық болды:

Глюкоза - тұрақты қосылыс. Тыныс алудың ыдырауына ұшырау үшін оны белсендіру керек. Тыныс алу мен ашытудың анаэробты кезеңінің маңызы гексоза молекуласының химиялық инерттілігін жеңуден тұрады, яғни. оның лабилизациясында және активациясында. Глюкозаның активтенуі гликолиздің бірінші, дайындық, сатысында жүреді (4.1.2 гликолизді қараңыз).

4. Көмірсулардың диссимиляциясының негізгі жолдары.

Көмірсулардың диссимиляциясының негізгі жолдары: 1) гликолиздік жол, 2) пентозофосфатты жол; 3) екі және үш карбон қышқылдарының циклдері.

Гексозаның қос фосфорлануына негізделген гликолитикалық жол және глюкозаның бір фосфорлануымен PPP қант молекуласының тотығуының жалғыз жолы емес. Кейбір организмдер фосфорланбаған глюкозаны тотықтыруға қабілетті. Бұл қанттың тікелей тотығу жолыкейбір бактерияларда, саңырауқұлақтарда және жануарларда, сондай-ақ фотосинтездеуші балдырларда кездеседі. Глюкозаның глюкон қышқылына дейін ферментативті тотығуы сутегі асқын тотығының бөлінуімен бірге жүреді, ол кейіннен каталаза немесе пероксидаза арқылы ыдырайды. Алынған глюкон қышқылы екі триозаның – пирожүзім қышқылының және 3-фосфоглицерин альдегидінің түзілуі арқылы оның фосфорлануынан кейін Кребс циклінде ПВХ арқылы тотығуға болатын одан әрі метаболизмге қатыса алады.

Тыныс алу циклдері – гликолиз және ди- және үш карбон қышқылдарының циклі, ПРП және қанттардың тікелей тотығуы өзара байланысты процестер жүйесі болып табылады. Төменде осы байланыстардың диаграммасы берілген:

Гликолиз мен PPP арасындағы байланыс глюкон қышқылы мен фосфотриоза арқылы жүзеге асады. Жасушада гликолиз және РПП бір-бірінен кеңістікте бөлінбейді. Бұл процестер цитоплазманың еритін бөлігінде, пропластидтер мен хлоропласттарда жүреді. Олардың ортақ субстраттары бар – глюкоза-6-фосфат, фруктоза-6-фосфат және 3-фосфоглицерин альдегиді. Қалыпты жағдайда жалпы тыныс алу метаболизміндегі пентозофосфат циклінің үлесі 10-40% құрайды және тіннің түріне және оның функционалдық жағдайына байланысты өзгереді. Анаэробты жағдайда гликолиз PPP-ден басым болады. Алайда хлоропласттарда тотығу апотомдық жолының белсенділігі гликолизбен салыстырғанда әлдеқайда жоғары. Цитоплазмада PPP өнімдерінің көпшілігі гликолиз арқылы метаболизденеді.

МЖӘ белсенділігі қолайсыз жағдайларда артады: құрғақшылық, калий ашығуы, инфекция, көлеңкелеу, тұздану және қартаю.

4.1. Гликолиз: түсінігі, кезеңдері, энергияның шығуы, мағынасы

4.1.1. Гликолиз - глюкозаның анаэробты ыдырау процесі, оның соңғы өнімі пирожүзім қышқылы болып табылатын энергияның бөлінуімен жүреді. Гликолиз - аэробты тыныс алудың және ашытудың барлық түрлерінің жалпы бастапқы кезеңі. Гликолиз реакциялары цитоплазманың еритін бөлігінде (цитозолда) және хлоропласттарда жүреді.

А.Гарден және Л.А.Иванов 1905 жылы спирттік ашыту процесінде бейорганикалық фосфаттың байланысуы және оның органикалық түрге айналуының болатынын өз бетінше көрсетті. Гарден глюкозаның фосфорлануынан кейін ғана анаэробты ыдырауға ұшырайтынын анықтады.

4.1.2. Гликолиз кезеңдері:****

I. Дайындық кезеңі- гексозаның фосфорлануы және оның екі фосфотриозаға бөлінуі.

II. Бірінші субстрат фосфорлануы, ол 3-фосфо-глицерин альдегидінен басталып, 3-фосфоглицерин қышқылымен аяқталады. Бұл процесте әрбір фосфотриоза үшін бір АТФ молекуласы синтезделеді.

III. Екінші субстрат фосфорлануы, онда 3-фосфо-глицерин қышқылы, молекулаішілік тотығуға байланысты, АТФ түзу үшін фосфатты береді.

Глюкозаның белсендірілуі бірқатар глюкозаның фосфор эфирлерінің түзілу процесінде жүзеге асырылатын энергияның шығынын талап етеді. дайындық реакциялары... Глюкоза (пираноза түрінде) гексокиназаның қатысуымен АТФ-мен фосфорланады, глюкоза-6-фосфатқа айналады, ол глюкоза-фосфат изомеразасымен фруктоза-6-фосфатқа (фуранозалық форма) изомерленеді, ол анағұрлым тұрақсыз түрі болып табылады. гексоза молекуласы.

Фруктоза-6-фосфат басқа АТФ молекуласының көмегімен фосфофруктокиназа арқылы екінші рет фосфорланады. Алынған фруктоза-1,6-дифосфат симметриялы орналасқан фосфат топтары бар лабильді фураноза формасы болып табылады. Бұл екі топ бір-бірін электростатикалық итермелеу арқылы теріс зарядты алып жүреді. Бұл құрылым альдолаза арқылы екі фосфотриозға - 3-фосфоглицерин альдегидіне (3-PHA) және фосфодиоксиацетонға (ФДА) оңай бөлінеді.

3-PHA және PDA триозафосфат изомеразаның қатысуымен бір-біріне оңай айналады. Гексоза молекуласының екі триозаға бөлінуіне байланысты кейде гликолиз деп аталады. глюкозаның тотығуы арқылы дихотомиялық.

3-FGA басталады Гликолиздің II кезеңі - бірінші субстрат фосфорлануы... Фосфоглицерин альдегиддегидрогеназа ферменті (NAD-тәуелді SH ферменті) 3-PHA бар фермент-субстрат кешенін түзеді, онда субстрат тотығады, электрондар мен протондар NAD+-қа ауысады және жоғары энергетикалық байланыс(яғни, гидролиздің бос энергиясы өте жоғары байланыс). Әрі қарай бұл байланыстың фосфоролизі жүзеге асады: SH-фермент субстраттан бөлінеді, ал бейорганикалық фосфат субстраттың карбоксил тобының қалған бөлігіне бекітіледі. Жоғары энергиялы фосфат тобы фосфоглицераткиназа арқылы АДФ-ға ауысады және АТФ түзіледі. Бұл жағдайда фосфаттың жоғары энергиялы коваленттік байланысы тікелей тотыққан субстратта түзілетіндіктен, бұл процесс деп аталады. субстраттың фосфорлануы.Осылайша, в. гликолиздің II сатысының нәтижесінде АТФ және төмендеген NADH түзіледі:

Қорытынды кезеңгликолиз - екінші субстрат фосфорлануы... 3-фосфоглицерин қышқылы фосфоглицерат мутазасының әсерінен 2-фосфоглицерин қышқылына айналады. Әрі қарай энолаза ферменті молекуладағы 2-фосфоглицерин қышқылынан судың жойылуын катализдейді, нәтижесінде фосфоэнолпируват түзіледі - құрамында жоғары энергиялы фосфат байланысы бар қосылыс фосфоэнолпируват фосфатының қатысуымен ДПназаға ауысады. АТФ түзіледі, ал энолпируват анағұрлым спонтанды түрге айналады пируват- гликолиздің соңғы өнімі.

4.1.3. Гликолиздің энергия шығымы . Глюкозаның бір молекуласы тотыққанда пирожүзім қышқылының екі молекуласы түзіледі. Бұл жағдайда бірінші және екінші субстратты фосфорлану есебінен төрт АТФ молекуласы түзіледі. Бірақ екі АТФ молекуласы гликолиздің бірінші сатысында гексозаның фосфорлануына жұмсалады. Осылайша, гликолитикалық субстраттың фосфорлануының таза шығымы екі ATP молекуласын құрайды.

Сонымен қатар, гликолиздің II сатысында фосфотриоздың екі молекуласының әрқайсысы үшін бір NADH молекуласы тотықсызданады. Митохондриялардың электронды тасымалдау тізбегіндегі бір NADH молекуласының тотығуы О2 қатысуымен үш АТФ молекуласының, ал екі триозға (яғни, глюкозаның бір молекуласына) - алты ATP молекуласының синтезімен байланысты. Осылайша, барлығы гликолиз процесінде (NADH кейінгі тотығуына байланысты) сегіз ATP молекуласы түзіледі... Жасуша ішілік жағдайда бір АТФ молекуласының гидролизінің бос энергиясы шамамен 41,868 кДж/моль (10 ккал) болғандықтан, сегіз АТФ молекуласы 335 кДж/моль немесе 80 ккал береді... Бұл аэробтық жағдайда гликолиздің жалпы энергия шығымы.

Жалпы гликолиз теңдеуі:

C 6 N 12 O 6 + 2 ATP + 2 NAD + + 2F n + 4ADP 2 PVC + 4ATF + 2NADN

4.1.4. Гликолиздің маңызы :

1) тыныс алу субстраттары мен Кребс циклі арасындағы байланысты жүзеге асырады;

2) глюкозаның әрбір молекуласының тотығуы кезінде жасушаның қажеттіліктері үшін екі АТФ молекуласын және екі NADH молекуласын қамтамасыз етеді (аноксия, гликолиз жағдайында, шамасы, жасушадағы АТФ негізгі көзі ретінде қызмет етеді);

3) жасушадағы синтетикалық процестерге арналған аралық өнімдерді шығарады (мысалы, фенолды қосылыстар мен лигниннің түзілуіне қажет фосфоэнолпируват);

4) хлоропласттарда НАДФН-ның берілуіне тәуелсіз АТФ синтезінің тікелей жолын қамтамасыз етеді; сонымен қатар хлоропластардағы гликолиз арқылы сақталған крахмал триозаға айналады, содан кейін олар хлоропласттан экспортталады.

Өсімдіктердің тынысы
Дәріс жоспары

1. Жалпы сипаттамасытыныс алу процесі.

2. Митохондриялардың құрылысы мен қызметі.

3. Аденилат жүйесінің құрылысы мен қызметі.

4. Тыныс алу субстраттары және тыныс алу коэффициенті.

5. Тыныс алу жолдары

1. Тыныс алу процесінің жалпы сипаттамасы.

Табиғатта органикалық заттарда сақталған күн сәулесінің энергиясы шығарылатын екі негізгі процесс бар - бұл тынысжәне ашыту.

Тыныс алуКөмірсулар көмірқышқыл газына дейін тотығады, оттегі суға дейін тотықсызданады, ал бөлінген энергия АТФ байланысының энергиясына айналатын тотығу-тотықсыздану процесі.

АшытуКешеннің ыдырауының анаэробты процесі органикалық қосылыстарқарапайым органикалық заттарға айналады, сонымен қатар энергияның бөлінуімен бірге жүреді. Ашыту кезінде оған қатысатын қосылыстардың тотығу дәрежесі өзгермейді. Тыныс алуда оттегі электронды акцептор, ашыту кезінде органикалық қосылыстар қызметін атқарады.

Көбінесе тыныс алу алмасуының реакциялары көмірсулардың тотығу ыдырауы мысалында қарастырылады.

Тыныс алу кезінде көмірсулардың тотығу реакциясының жалпы теңдеуін келесідей көрсетуге болады:

МЕН 6 Н12 О6 + 6О2 → 6СО2 + 6 Н2 О + ~ 2874 кДж

2. Митохондриялардың құрылысы мен қызметі.

Митохондриялар - жасушаішілік тотығу (тыныс алу) орталықтары болып табылатын цитоплазмалық органоидтар. Олардың құрамында Кребс циклінің ферменттері, тыныс алу электрондарының тасымалдау тізбегі, тотығу фосфорлануы және басқалары бар.

Митохондриялар 2/3 ақуыз және 1/3 липидтер, оның жартысы фосфолипидтер.

Митохондриялық функциялар:

1. Электрондардың көзі болып табылатын химиялық реакцияларды жүргізу.

2. Электрондарды АТФ синтездейтін компоненттер тізбегі бойымен тасымалдау.

3. АТФ энергиясын пайдаланып синтетикалық реакцияларды катализдеңіз.

4. Цитоплазмадағы биохимиялық процестерді реттейді.

3. Аденилат жүйесінің құрылысы мен қызметі.

Тірі организмдерде болатын зат алмасу энергияны тұтынумен де, оны шығарумен де болатын көптеген реакциялардан тұрады. Кейбір жағдайларда бұл реакциялар өзара байланысты. Дегенмен, көбінесе энергия бөлінетін процестер оны тұтынатын процестерден кеңістік пен уақыт бойынша бөлінеді. Осыған байланысты барлық тірі организмдер энергияны иеленетін қосылыстар түрінде сақтау механизмдерін әзірледі макроэргиялық(энергияға бай) байланыстар. Клеткалардың барлық түрлерінің энергия алмасуында орталық орын алады аденилат жүйесі. Бұл жүйеге аденозин үшфосфор қышқылы (АТФ), аденозин дифосфор қышқылы (АДФ), аденозин 5-монофосфат (АМФ), бейорганикалық фосфат (Р) кіреді. мен) және магний иондары.

4. Тыныс алу субстраттары және тыныс алу коэффициенті

Тыныс алу процесінде қолданылатын заттар туралы мәселе физиологтарды көптен бері мазалап жүр. Тіпті еңбектерінде И.П. Бородин (1876) тыныс алу процесінің қарқындылығы өсімдік ұлпаларындағы көмірсулардың мөлшеріне тура пропорционал екенін көрсетті. Бұл тыныс алу (субстрат) кезінде тұтынылатын негізгі зат болып табылатын көмірсулар деп болжауға негіз болды. Бұл мәселені нақтылауда тыныс алу коэффициентін анықтаудың маңызы зор.

Тыныс алу коэффициенті (ТҚ) – тыныс алу кезінде бөлінетін көмірқышқыл газының (СО2) сол уақыт аралығында сіңірілген оттегіге (O2) көлемдік немесе молярлық қатынасы. Тыныс алу коэффициенті тыныс алудың қандай өнімдер арқылы жүзеге асатынын көрсетеді.

Көмірсулардан басқа майлар, белоктар мен амин қышқылдары, органикалық қышқылдар өсімдіктерде тыныс алу материалы ретінде пайдаланылуы мүмкін.

5. Тыныс алу жолдары

Әртүрлі жағдайларда тыныс алу процесін жүргізу қажеттілігі эволюция барысында тыныс алу алмасуының әртүрлі жолдарының дамуына әкелді.

Тыныс алу субстратының айналуының немесе көмірсулардың тотығуының екі негізгі жолы бар:

1) Гликолиз + Кребс циклі (гликолитикалық)

2) пентозофосфат (апотомды)

Тыныс алу алмасуының гликолитикалық жолы

Бұл тыныс алу жолы ең көп таралған және өз кезегінде екі фазадан тұрады.

Бірінші кезең - анаэробты (гликолиз),цитоплазмада локализацияланған.

Екінші кезең - аэробты, митохондрияларда локализацияланған.

Гликолиз процесінде гексоза молекуласы пирожүзім қышқылының (PVA) екі молекуласына айналады:

МЕН 6 H12 O6 → 2 C3 H4 O3 + 2H2

Тыныс алудың екінші фазасы – аэробты – оттегінің болуын талап етеді. Бұл фазаға пирожүзім қышқылы кіреді. Бұл процестің жалпы теңдеуін келесідей көрсетуге болады:

2PVK + 5 О 2 + Н2 О → 6СО2 + 5Н2 О

Тыныс алу процесінің энергетикалық балансы.

Гликолиз нәтижесінде глюкоза екі ПВХ молекуласына ыдырайды және екі АТФ молекуласы жинақталады, екі NADH2 молекуласы да түзіліп, тыныс алудың ЭТК енеді, олар алты АТФ молекуласын шығарады. Тыныс алудың аэробты фазасында 30 АТФ молекуласы түзіледі.

Сонымен: 2АТФ + 6 АТФ + 30 АТФ = 38 АТФ

Тыныс алу алмасуының пентозофосфатты жолы

Глюкозаның тотығуының бірдей кең таралған тәсілі әлі де бар - пентозофосфат. Бұл анаэробтыглюкозаның тотығуы, ол СО2 көмірқышқыл газының бөлінуімен және NADPH2 молекулаларының түзілуімен жүреді.

Цикл 12 реакциядан тұрады, оған тек қанттардың фосфор эфирлері қатысады.

Тыныс алу коэффициенті – тыныс алу кезінде бөлінетін көмірқышқыл газының сіңірілген оттегінің (СО2/О2) мөлшеріне қатынасы. Классикалық тыныс алу жағдайында көмірсулар SbH ^ O ^ тотыққанда және соңғы өнім ретінде тек CO2 және H2O түзілгенде тыныс алу коэффициенті бірге тең болады. Дегенмен, бұл әрқашан емес, кейбір жағдайларда ол жоғарылау немесе азаю бағытында өзгереді, сондықтан бұл тыныс алу өнімділігінің көрсеткіші деп саналады. Тыныс алу коэффициенті мәнінің өзгермелілігі тыныс алу субстратына (тотықтырғыш зат) және тыныс алу өнімдеріне (толық немесе толық емес тотығу) байланысты.

Тыныс алу процесінде көмірсуларға қарағанда тотықсызданған майларды көмірсулардың орнына қолданғанда олардың тотығуына оттегі көбірек жұмсалады – бұл жағдайда тыныс алу коэффициенті төмендейді (0,6 – 0,7 мәнге дейін). Бұл көмірсулармен салыстырғанда майдың жоғары калориялылығын түсіндіреді.

Егер тыныс алу кезінде органикалық қышқылдар тотықтырылса (көмірсулармен салыстырғанда заттар көбірек тотығады), онда бөлінген көмірқышқыл газына қарағанда оттегі аз жұмсалады, ал тыныс алу коэффициенті бір мәнге дейін артады. Ең жоғары (4-ке тең) ол теңдеу бойынша тотығатын қымыздық қышқылының есебінен тыныс алу кезінде болады.

2 C2H2O4 + 02 4C02 + 2H20.

Субстраттың (көмірсулардың) көмірқышқыл газы мен суға толық тотығуы кезінде тыныс алу коэффициенті бірлікке тең болатыны жоғарыда айтылды. Бірақ толық емес тотығу және жартылай ыдырау өнімдерінің жартылай түзілуі кезінде көміртегінің бір бөлігі көмірқышқыл газын түзбей зауытта қалады; оттегі көбірек сіңіріледі, ал тыныс алу коэффициенті бірден азаяды.

Осылайша, тыныс алу коэффициентін анықтау арқылы тыныс алудың сапалық бағдары, осы процестің субстраттары мен өнімдері туралы түсінік алуға болады.

Тыныс алудың сыртқы орта факторларына тәуелділігі.

Тыныс алу және температура

Басқа физиологиялық процестер сияқты тыныс алудың қарқындылығы қоршаған ортаның бірқатар факторларына байланысты, сонымен қатар күштірек және

температураға тәуелділік анық көрінеді. Бұл барлық физиологиялық процестердің ішінде тыныс алу ең «химиялық», ферментативті болып табылатындығына байланысты. Ферменттердің белсенділігі мен температура деңгейі арасындағы байланыс даусыз. Тыныс алу Вант-Гоф ережесіне бағынады және температуралық коэффициентке ие (2u 1,9 - 2,5.

Тыныс алудың температураға тәуелділігі үш түбегейлі нүктелері бар унемодальды (биологиялық) қисықпен өрнектеледі. Минимумның нүктесі (зонасы) әртүрлі өсімдіктер үшін әртүрлі. Суыққа төзімділерде ол өсімдік ұлпасының қату температурасымен анықталады, сондықтан қылқан жапырақты өсімдіктердің қатпайтын бөліктерінде тыныс алу -25 ° C-қа дейінгі температурада кездеседі. Термофильді өсімдіктерде минималды нүкте нөлден жоғары болады және өсімдіктер өлетін температурамен анықталады. Оңтайлы тыныс алу нүктесі (зонасы) 25-тен 35 ° C-қа дейінгі диапазонда, яғни фотосинтез үшін оңтайлыдан сәл жоғары. Термофильділігі әртүрлі өсімдіктерде оның жағдайы да біршама өзгереді: ол термофильді өсімдіктерде жоғары, ал суыққа төзімді өсімдіктерде төмен. Тыныс алудың максималды температурасы 45-тен 53 ° C-қа дейін.> Бұл нүкте жасушалардың өлуімен және цитоплазманың бұзылуымен анықталады, өйткені жасуша тірі кезінде тыныс алады. Сонымен, тыныс алудың температуралық қисығы фотосинтез қисығына ұқсас, бірақ оны қайталамайды. Олардың арасындағы айырмашылық мынада: тыныс алу қисығы фотосинтез қисығына қарағанда кеңірек температура диапазонын қамтиды және оның оптималдылығы жоғары температураға сәл ығысады.

Температураның ауытқуы тыныс алудың қарқындылығына қатты әсер етеді. Оның жоғарыдан төменге және артқа күрт ауысуы тыныс алуды айтарлықтай арттырады, оны * 1899 жылы В.И.Палладин белгіледі.

Температураның ауытқуымен тыныс алуда сандық қана емес, сапалық өзгерістер де болады, яғни тотығу жолдарының өзгеруі. органикалық заттар, алайда, қазіргі уақытта олар нашар зерттелген, сондықтан олар мұнда ұсынылмайды.