Substrat för andning

Frågan om de ämnen som används i andningsprocessen har länge sysselsatt fysiologer. Även i I. P. Borodins verk visades det att intensiteten i andningsprocessen är direkt proportionell mot innehållet av kolhydrater i växtvävnader. Detta gav anledning att anta att det är kolhydrater som är huvudämnet som konsumeras vid andning. För att klargöra denna fråga stor betydelse har en definition av andningskoefficienten. Andningskoefficienten (RC) är volymen eller molförhållandet av CO2 som frigörs under andning till O2 som absorberas under samma tidsperiod. Med normal tillgång till syre beror DC-värdet på andningssubstratet. Om kolhydrater används i andningsprocessen, fortsätter processen enligt ekvationen С6Н12С6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О. I detta fall är DC lika med ett.

Men om mer oxiderade föreningar, såsom organiska syror, genomgår sönderfall under andningen, minskar syreupptaget, och DC blir större än enhet. Så, om äppelsyra används som ett andningssubstrat, är DC = 1,33. När mer reducerade föreningar, såsom fetter eller proteiner, oxideras under andning, krävs mer syre och DC blir mindre än enhet. Så när du använder fetter DC = 0,7. Bestämningen av andningskoefficienterna för olika växtvävnader visar att den under normala förhållanden är nära enhet. Detta ger anledning att tro att växten i första hand använder kolhydrater som andningsmaterial. Vid brist på kolhydrater kan andra substrat användas. Detta är särskilt tydligt hos plantor som utvecklas från frön, som innehåller fetter eller proteiner som reservnäringsämne. I detta fall blir andningskoefficienten mindre än en. När det används som andningsmaterial bryts fett ner till glycerol och fettsyror.

Fettsyror kan omvandlas till kolhydrater genom glyoxylatcykeln. Användningen av proteiner som substrat för andning föregås av deras nedbrytning till aminosyror.

Anaerob andning av spannmålsfrön

Anaerob oxidation av kolhydrater följer glykolysens väg. Glykolys är en anaerob process som bryter ner en molekyl glukos till två molekyler pyrodruvsyra. Detta frigör energi, som kroppen lagrar i form av ATP. Glykolysreaktioner sker i cytosolen utan syreförbrukning.

Den fullständiga kedjan av glykolysreaktioner avslöjades av L.A. Ivanova, S.P. Kostycheva, A.N. Lebedev, G. Embden, Ya.O. Parnassus och O. Meyerhof vid mitten av 1930-talet. Glykolys fortskrider i två steg.

Det första steget är förberedande, eller kollektivt. Olika hexoser är involverade i glykolysen, främst glukos, men även fruktos och mannos. Samtidigt aktiveras inerta hexosmolekyler, fosforyleras av ATP och omvandlas till glukos-6-fosfat. Stadiet slutar med bildandet av glyceraldehyd-3-fosfat.

Det andra steget är oxidativt. Glyceraldehyd-3-fosfat oxideras till pyrodruvsyra (pyruvat). Oxidationsenergin ackumuleras i ATP, reducerande ekvivalenter av NAD H2 bildas.

Den övergripande ekvationen för glykolys är:

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

I framtiden kan pyrodruvsyra, beroende på förhållanden och specifika egenskaper hos en given organism, genomgå olika transformationer.

Rollen av glykolys i spannmålsfrön

Rollen av glykolys som en anaerob andningsfas är att extrahera fri energi från kolhydrater och ackumulera den i en lätt användbar form av ATP-molekyler, samt att bilda många mycket reaktiva föreningar. De används i en mängd olika metaboliska reaktioner. Värdet av glykolys är särskilt stort i vävnader och organ där syretillgången är begränsad eller en plötslig och kraftig ökning av ATP-konsumtionen är möjlig.

Svar

Övriga frågor från kategorin

19. En person kan bli smittad av en dysenteri amöba om 2) han stryker en hund 3) han blir biten av en mygga 4) han äter dåligt tillagad

5) han kommer att dricka vatten från en förorenad reservoar

20. Det morfologiska kriteriet för en art är

1) dess distributionsområde

2) drag av livsprocesser

3) funktioner i den externa och inre struktur

4) en viss uppsättning kromosomer och gener

21. Mörka fjärilar är vanligare i industriområdena i England än ljusa, eftersom

1) i industriområden lägger mörka fjärilar fler ägg än ljusa

2) mörka fjärilar är mer motståndskraftiga mot föroreningar

3) på grund av föroreningar blir vissa fjärilar mörkare än andra

4) i förorenade områden är mörka fjärilar mindre synliga för insektsätande fåglar

22. Paleontologiska bevis för evolution är

2) avtrycket av Archaeopteryx

3) arternas mångfald av organismer

4) anpassning av fisk till liv på olika djup

5) närvaron av ett skal i blötdjur

1) utrustad med flimmerhår

2) bestående av kitin

3) som inte påverkas av matsmältningsjuice

4) skyddad från miljöpåverkan med ett tunt lager vax

24. Ange den abiotiska faktor som är nödvändig för växtlivet

2) förekomsten av koldioxid i atmosfären

3) mänsklig användning av mineralgödselmedel

4) närvaron av konsumenter i ekosystemet

5) konkurrens om ljus

25. Förhållandet mellan nyckelpigor och bladlöss - ett exempel

3) ömsesidig hjälp

4) symbios

5) predation

26. Människans olika inverkan på naturen kallas faktorer

2) abiotisk

3) biotisk

4) begränsande

5) antropogen

27. I djurceller syntetiseras lipider i

2) ribosomer

3) lysosomer

28. I en cell sker nedbrytningen av proteiner till aminosyror med deltagande av enzymer i

2) mitokondrier

3) lysosomer

4) Golgi-komplex

5) nukleoler

29. I prophase of mitos förekommer INTE

2) upplösning av kärnvapenhöljet

3) bildning av fissionsspindeln

4) DNA-fördubbling

5) upplösning av nukleolerna

30. Skälet till att tecken ändras är en förändring

3) miljöförhållanden

4) kromosomer

5) genotyp

31. Vid växtförädling erhålls rena linjer genom

2) korspollinering

3) självpollinering

4) experimentell mutagenes

5) interspecifik hybridisering

32. För näring, svamp - saprotrofer användning

2) luftkväve

3) koldioxid och syre

4) organiskt material från döda kroppar

5) organiska ämnen som de själva skapar i fotosyntesprocessen

33. Om en 2% lösning av bordssalt tillsätts i ett provrör med blod, då röda blodkroppar

2) sväller och spricker

3) kommer inte att ändra sin form

4) skrynkla och lägga sig till botten

5) flyta upp till ytan

35. Att driva urval bidrar till att bevara individer med en egenskap,

1) skiljer sig från den tidigare reaktionsnormen

2) att ha ett medelvärde av reaktionsnormen

3) som inte förändras under ett antal generationer

4) säkerställa befolkningens överlevnad under standardförhållanden

36. Är följande bedömningar om skillnaden mellan ett naturligt ekosystem och ett agroekosystem korrekta?

A. I det naturliga ekosystemets ämnens kretslopp, i motsats till agroekosystemet, är tillsammans med solenergi en ytterligare energikälla inblandad i form av gödningsmedel.

B. Agrokosystem kännetecknas, till skillnad från naturliga ekosystem, av integritet, stabilitet och självreglering.

2) Endast A är sant

3) Endast B är sant

4) Båda domarna är korrekta

5) Båda bedömningarna är felaktiga

Läs också

1. Vilka ämnen är inte organiska:

a. Ekorrar
b. Mineral salt
c. kolhydrater
d. fetter
2. Vem är skyldig sitt utseende till ett harmoniskt system för klassificering av flora och fauna:
a. Jean Baptiste Lamarck
b. Carl Linné
c. Charles Darwin

3. Vad är befruktning hos landdjur:
a. Utomhus
b. inre
c. Dubbel

4. Till vilka mellanprodukter bryts proteiner ner i matsmältningskanalen:
a. glycerin och fettsyror
b. enkla kolhydrater
c. aminosyror

5. Hur många kromosomer finns i mänskliga köns könsceller:
a. 23
b. 46
c. 92
6. Vilken funktion har kloroplaster
a. proteinsyntes
b. ATP-syntes
c. Syntes av glukos
7. Celler som har en kärna är:
a. eukaryot cell
b. prokaryot cell
8. Organismer som skapar organiskt material i ekosystemet:
a. Konsumenter
b. Producenter
c. nedbrytare
9. Vilken cellulär organell är ansvarig för energiproduktionen i cellen:
a. Kärna
b. Kloroplast
c. Mitokondrier

10. Vilka organeller är karakteristiska endast för växtceller
a. Endoplasmatiska retiklet
b. plastider
c. Ribosomer

11. Hur många kromosomer finns i mänskliga somatiska celler
a. 23
b. 46
c. 92
12. Vad är befruktning i angiospermer:
a. inre

Hej! Snälla hjälp mig!!!

Biologisk test...
1) Ange gruppen av kemiska grundämnen, vars innehåll i cellen är 98 % totalt
a) H, O, S, P; b) H, C, O, N; c) N, P, H, O; d) C, H, K, Fe
2) Vilka bindningar stabiliserar proteiners sekundära struktur?
a) kovalent, b) jonisk, c) väte, d) det finns inga sådana bindningar
3) Nämn den kemiska förening som finns i DNA men som saknas i RNA
a) tymin, b) deoxiribos, c) ribos, d) guanin
4) Molekyler är sammansatta av fettsyror och glycerol
a) kolhydrater b) proteiner c) nukleinsyror d) lipider
5) I vilket svar klassificeras alla namngivna kolhydrater som polysackarider?
a) glukos, galaktos, ribos c) laktos, galaktos, fruktos
6) Nämn proteinet som utför den huvudsakliga motoriska funktionen
a) aktin, b) keratin, c) lipas, d) fibrin
7) Nämn ämnet relaterat till lipider
a) fiber, b) ATP, c) kolesterol, d) kollagen
8) Cellteori motsvarar inte positionen:
a) "cellen är livets elementära enhet"
b) "celler från flercelliga organismer kombineras till vävnader enligt likheten mellan struktur och funktioner"
c) "celler bildas genom sammansmältning av ett ägg och en spermie"
d) "cellerna i alla levande varelser är lika i struktur och funktion"
9) Vilka ämnen består ett biologiskt membran av:
a) från lipider och proteiner, b) från proteiner och kolhydrater, c) från kolhydrater och vatten
10) Vilken av membrankomponenterna bestämmer egenskapen för selektiv permeabilitet:
a) lipider, b) proteiner
11) Var bildas ribosomsubenheter:
a) i kärnan, b) i cytoplasman, c) i vakuolerna, d) i EPS
12) Vilken funktion har ribosomer:
a) proteinsyntes, b) fotosyntes, c) fettsyntes, d) transportfunktion
13) Vad är strukturen för mitokondrier:
a) enkelmembran, b) dubbelmembran, c) icke-membran
14) Vilka organeller är gemensamma för växt- och djurceller:
a) ribosomer, b) EPS, c) plastider, d) mitokondrier
15) Vilka plastider innehåller klorofyllpigment:
a) kloroplaster, b) leukoplaster, c) kromoplaster
16) Vilka organeller i cytoplasman har en icke-membranstruktur:
a) EPS, b) mitokondrier, c) plastider, d) ribosomer, e) lysosomer
17) I vilken del av kärnan finns DNA-molekyler:
a) i kärnjuicen, b) i kärnmembranet, c) i kromosomerna
18) Vilken av de nukleära strukturerna är involverad i sammansättningen av ribosomsubenheter:
a) kärnmembran, b) nukleolus, c) kärnjuice
19) Vilken är formeln för DNA-molekylen hos prokaryoter, där den skiljer sig från eukaryoternas kärn-DNA
a) ring, b) linjär struktur, c) grenad struktur
20) Representanter för vilken systematisk grupp av organismer visar tecken som är karakteristiska för vilda djur endast när de befinner sig i en annan levande organism?
a) virus b) prokaryoter c) eukaryoter

Uppgift 2. Svara på frågan.

Vilka organismer har en genetisk apparat som bildas av cirkulärt DNA?
Vilken organisms "hjärta" består av ett nukleinsyrafragment?
Det andra namnet på pre-nukleära organismer? Vilket ämne bildar cellväggen hos svampar?
Cellulär organell där ATP syntetiseras?
Vad heter det cytoplasmatiska stödsystemet?
Cellens organoid, vilket är dess matsmältningscentrum Namnet på processen där ämnen avlägsnas från cellen? Vad heter de gröna plastiderna? Hur skiljer sig DNA-nukleotider från RNA-nukleotider?

Uppgift 3.

Ange ordningen på nukleotiderna i DNA-kedjan som bildas genom självkopiering av kedjan, bestäm antalet vätebindningar:
T-A-G-C-T-T-A-G-G-C-C-A.....

Saussure, som arbetade med gröna växter i mörker, fann att de släpper ut CO 2 även i en anoxisk miljö. L. Pasteur fann att i mörker, i frånvaro av syre, i växtvävnader, tillsammans med frisättningen av CO 2, bildas alkohol, det vill säga alkoholjäsning äger rum. Han kom till slutsatsen att i växtvävnader, såväl som i bakterier, är alkoholjäsning möjlig.

Den tyske fysiologen E. F. Pfluger (1875) visade att grodor i en syrefri miljö förblir vid liv en tid och samtidigt släpper ut CO 2 . Pfluger kallade denna andning intramolekylär, det vill säga andning på grund av intramolekylär oxidation av substratet, och det är det inledande stadiet av normal aerob andning. Den tyske växtfysiologen B. Pfeffer utvidgade denna synpunkt till växtorganismer. Pfeffer och Pfluger föreslog två ekvationer som beskriver andningsmekanismen:

1) C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

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

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

I det första, anaeroba stadiet sker alkoholjäsning, två etanolmolekyler och två CO 2 -molekyler bildas. Sedan, i närvaro av syre, oxideras alkoholen, som interagerar med det, till CO 2 och H 2 O.

Jäsning

I experimenten av Kostychev och hans medarbetare (1912 - 1928) visades att om växtvävnader förvaras en kort tid i en syrefri miljö och sedan ges syre, så observeras en kraftig ökning av andningen, dvs. den anaeroba fasen ansamlas mellanprodukter som i närvaro av syre snabbt förbrukas. Inhibitorer som blockerar jäsning, såsom NaF, blockerar också aerob andning. Kostychev kom till slutsatsen att mellanprodukten kunde vara acetaldehyd. Tack vare den tyske biokemisten K. Neubergs, Kostychevs och andras arbete blev det uppenbart att andning och alla typer av jäsning är sammankopplade genom pyrodruvsyra (PVA):

Glukos är en stabil förening. För att genomgå andningsförfall måste den aktiveras. Betydelsen av det anaeroba stadiet av andning och jäsning är att övervinna den kemiska trögheten hos hexosmolekylen, dvs. i dess labilisering och aktivering. Glukosaktivering sker i det första, förberedande skedet av glykolysen (se glykolys 4.1.2).

4. De viktigaste sätten att dissimilera kolhydrater.

De huvudsakliga sätten att dissimilera kolhydrater är 1) glykolytisk väg, 2) pentosfosfatväg; 3) cykler av di- och trikarboxylsyror.

Den glykolytiska vägen, som är baserad på tvåfaldig hexosfosforylering, och PFP med en glukosfosforylering är inte de enda sätten att oxidera sockermolekylen. Vissa organismer kan också oxidera ofosforylerad glukos. Detta direkt sockeroxidationsväg finns i vissa bakterier, svampar och djur, samt i fotosyntetiska alger. Enzymatisk oxidation av glukos till glukonsyra åtföljs av frisättning av väteperoxid, som sedan sönderdelas av katalas eller peroxidas. Den resulterande glukonsyran kan vara involverad i ytterligare metabolism efter dess fosforylering genom bildandet av två trioser - pyrodruvsyra och 3-fosfoglyceraldehyd, som kan oxideras genom PVA i Krebs-cykeln.

Andningscykler - glykolys och cykeln av di- och trikarboxylsyror, PFP och direkt oxidation av socker - ett system av inbördes relaterade processer. Nedan är ett diagram över dessa samband:

Kopplingen mellan glykolys och PFP är via glukonsyra och fosfotrioser. I cellen är glykolys och PFP inte rumsligt separerade från varandra. Dessa processer äger rum i den lösliga delen av cytoplasman, i proplastider och kloroplaster. De delar gemensamma substrat - glukos-6-fosfat, fruktos-6-fosfat och 3-fosfoglyceraldehyd. Normalt är pentosfosfatcykelns andel av den totala respiratoriska metabolismen 10–40 % och varierar beroende på typ av vävnad och dess funktionella tillstånd. Under anaeroba förhållanden dominerar glykolys PFP. Men i kloroplaster är aktiviteten hos den oxidativa apotomivägen mycket högre än den för glykolys. I cytoplasman metaboliseras de flesta PFP-produkter genom glykolys.

PFP-aktiviteten ökar under ogynnsamma förhållanden: torka, kaliumsvält, infektion, skuggning, salthalt och åldrande.

4.1. Glykolys: koncept, stadier, energiproduktion, betydelse

4.1.1. Glykolys är processen för anaerob nedbrytning av glukos, som fortsätter med frigöring av energi, vars slutprodukt är pyrodruvsyra. Glykolys är det vanliga inledande skedet av aerob andning och alla typer av jäsning. Glykolysreaktioner sker i den lösliga delen av cytoplasman (cytosol) och i kloroplaster.

A. Garden och L. A. Ivanov 1905 visade oberoende att i processen med alkoholjäsning observeras bindning av oorganiskt fosfat och dess omvandling till en organisk form. Garden konstaterade att glukos genomgår anaerob nedbrytning först efter sin fosforylering.

4.1.2. Stadier av glykolys: ****

jag. Förberedande skede- fosforylering av hexos och dess uppdelning i två fosfotrioser.

II. Första substratfosforylering, som börjar med 3-fosfoglyceraldehyd och slutar med 3-fosfoglycerinsyra. I denna process syntetiseras en molekyl ATP för varje fosfotrios.

III. Andra substratfosforylering, i vilken 3-fosfo-glycerinsyra, på grund av intramolekylär oxidation, frisätter fosfat för att bilda ATP.

Aktiveringen av glukos kräver energi, vilket utförs i processen för bildning av glukosfosfatestrar i ett antal förberedande reaktioner. Glukos (i pyranosform) fosforyleras av ATP med deltagande av hexokinas och omvandlas till glukos-6-fosfat, som isomeriseras av glukosfosfatisomeras till fruktos-6-fosfat (furanosform), som är en mer labil form av hexosmolekylen.

Fruktos-6-fosfat fosforyleras sekundärt av fosfofruktokinas med användning av en annan ATP-molekyl. Det resulterande fruktos-1,6-difosfatet är en labil furanosform med symmetriskt anordnade fosfatgrupper. Båda dessa grupper bär en negativ laddning genom att stöta bort varandra elektrostatiskt. Denna struktur spjälkas lätt av aldolas till två fosfotrioser - till 3-fosfoglyceraldehyd (3-PHA) och fosfodioxiaceton (PDA).

3-PHA och FDA omvandlas lätt till varandra av triosfosfatisomeras. På grund av uppdelningen av hexosmolekylen i två trioser kallas glykolys ibland dikotom väg för glukosoxidation.

Börjar med 3-FHA II stadium av glykolys - första substratfosforylering. Enzymet fosfoglyceraldehyddehydrogenas (NAD-beroende SH-enzym) bildar ett enzym-substratkomplex med 3-PHA, där substratet oxideras, elektroner och protoner överförs till NAD+, och högenergikommunikation(dvs bindning med en mycket hög fri hydrolysenergi). Denna bindning fosforolyseras sedan: SH-enzymet klyvs från substratet, och ett oorganiskt fosfat tillsätts till resten av karboxylgruppen på substratet. Högenergifosfatgruppen överförs till ADP av fosfoglyceratkinas och ATP bildas. Eftersom i detta fall en högenergikovalent bindning av fosfat bildas direkt på det oxiderade substratet kallas denna process substratfosforylering. Alltså i. som ett resultat av steg II av glykolys bildas ATP och reducerad NADH:

Sista steget glykolys - andra substratfosforylering. 3-fosfoglycerinsyra omvandlas av fosfoglyceratmutas till 2-fosfoglycerinsyra. Vidare katalyserar enzymet enolas elimineringen av vatten från 2-fosfoglycerinsyra i molekylen, vilket resulterar i bildandet av fosfoenolpyruvat - en förening som innehåller en högenergifosfatbindning. Fosfoenolpyruvat, med deltagande av pyruvatkinas, överförs till ADP och överförs till ADP. ATP bildas och enolpyruvat övergår spontant till en mer stabil form - pyruvatär slutprodukten av glykolys.

4.1.3. Energiproduktion av glykolys . När en molekyl glukos oxideras, bildas två molekyler pyrodruvsyra. I detta fall bildas fyra ATP-molekyler på grund av den första och andra substratfosforyleringen. Två ATP-molekyler spenderas dock på hexosfosforylering i det första steget av glykolys. Sålunda är nettoutbytet av glykolytiskt substratfosforylering två ATP-molekyler.

Dessutom, i steg II av glykolys, återställs en NADH-molekyl för var och en av de två molekylerna av fosfotrios. Oxidationen av en NADH-molekyl i den mitokondriella elektrontransportkedjan i närvaro av O 2 är associerad med syntesen av tre ATP-molekyler, och för två trioser (dvs en glukosmolekyl) - sex ATP-molekyler. På det här sättet, totalt, i processen med glykolys (med förbehåll för den efterföljande oxidationen av NADH), bildas åtta ATP-molekyler. Eftersom den fria energin för hydrolys av en ATP-molekyl under intracellulära förhållanden är cirka 41,868 kJ/mol (10 kcal), åtta ATP-molekyler ger 335 kJ/mol, eller 80 kcal. Detta är det totala energiutbytet av glykolys under aeroba förhållanden.

Den övergripande ekvationen för glykolys är:

C 6 H 12 O 6 + 2 ATP + 2 OVER + + 2P n + 4ADP 2 PVC + 4ATP + 2NADH

4.1.4. Betydelsen av glykolys :

1) kommunicerar mellan respiratoriska substrat och Krebs-cykeln;

2) tillhandahåller två molekyler av ATP och två molekyler av NADH för cellens behov under oxidationen av varje glukosmolekyl (under betingelser av anoxi, glykolys, uppenbarligen, fungerar som huvudkällan för ATP i cellen);

3) producerar intermediärer för syntetiska processer i cellen (till exempel fosfoenolpyruvat, nödvändigt för bildandet av fenoliska föreningar och lignin);

4) i kloroplaster tillhandahåller en direkt väg för ATP-syntes, oberoende av tillförseln av NADPH; dessutom metaboliseras lagrad stärkelse genom glykolys i kloroplaster till trioser som sedan exporteras från kloroplasten.

växtens andedräkt
Föreläsningsplan

1. generella egenskaper andningsprocess.

2. Mitokondriernas struktur och funktioner.

3. Adenylatsystemets struktur och funktioner.

4. Andningssubstrat och andningskvot.

5. Vägar för andningsutbyte

1. Allmänna egenskaper hos andningsprocessen.

I naturen finns det två huvudprocesser under vilka energin från solljus som lagras i organiskt material frigörs - detta är andetag och jäsning.

Andetag– Det här är en redoxprocess där kolhydrater oxideras till koldioxid, syre reduceras till vatten, och den frigjorda energin omvandlas till energin från ATP-bindningar.

Jäsningär en anaerob process för nedbrytning av komplex organiska föreningar till enklare organiska ämnen, även åtföljt av frigörande av energi. Under jäsningen ändras inte oxidationstillståndet för de föreningar som deltar i den. När det gäller andning fungerar syre som en elektronacceptor, i fallet med jäsning, organiska föreningar.

Oftast betraktas reaktionerna av respiratorisk metabolism på exemplet med den oxidativa nedbrytningen av kolhydrater.

Den övergripande ekvationen för reaktionen av kolhydratoxidation under andning kan representeras enligt följande:

MED 6 H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6 H2O + ~ 2874 kJ

2. Mitokondriernas struktur och funktioner.

Mitokondrier är cytoplasmatiska organeller som är centrum för intracellulär oxidation (andning). De innehåller enzymerna från Krebs-cykeln, andningskedjan för elektrontransport, oxidativ fosforylering och många andra.

Mitokondrier är 2/3 protein och 1/3 lipider, varav hälften är fosfolipider.

Mitokondriella funktioner:

1. Utför kemiska reaktioner som är en källa till elektroner.

2. De bär elektroner längs kedjan av ATP-syntetiseringskomponenter.

3. De katalyserar syntetiska reaktioner som använder energin från ATP.

4. Reglera biokemiska processer i cytoplasman.

3. Adenylatsystemets struktur och funktioner.

Den ämnesomsättning som sker i levande organismer består av många reaktioner som sker både med förbrukning av energi och med dess frisättning. I vissa fall är dessa reaktioner relaterade till varandra. Oftast är dock de processer där energi frigörs separerade i rum och tid från dem där den förbrukas. I detta avseende har alla levande organismer utvecklat mekanismer för att lagra energi i form av föreningar som har makroergisk(energirika) förbindelser. Den centrala platsen i energiutbytet av celler av alla typer tillhör adenylatsystem. Detta system inkluderar adenosintrifosforsyra (ATP), adenosindifosforsyra (ADP), adenosin 5-monofosfat (AMP), oorganiskt fosfat (P) i) och magnesiumjoner.

4. Andningssubstrat och andningskvot

Frågan om de ämnen som används i andningsprocessen har länge sysselsatt fysiologer. Även i verk av I.P. Borodin (1876) visade att intensiteten i andningsprocessen är direkt proportionell mot innehållet av kolhydrater i växtvävnader. Detta gav anledning att anta att det är kolhydrater som är huvudämnet som konsumeras vid andning (substrat). För att klargöra denna fråga är bestämningen av andningskoefficienten av stor betydelse.

Andningskoefficienten (RC) är volymen eller molförhållandet av koldioxid (CO2) som frigörs under andning till syret (O2) som absorberas under samma tidsperiod. Andningskvoten visar vilka produkter som används för andning.

Som andningsmaterial i växter kan, förutom kolhydrater, fetter, proteiner och aminosyror, även organiska syror användas.

5. Sätt för respiratoriskt utbyte

Behovet av att utföra andningsprocessen under en mängd olika förhållanden ledde till utvecklingen i utvecklingsprocessen av olika vägar för andningsutbyte.

Det finns två huvudsakliga sätt att transformera andningssubstrat eller oxidation av kolhydrater:

1) Glykolys + Krebs cykel (glykolytisk)

2) pentosfosfat (apotomiskt)

Glykolytisk väg för respiratorisk metabolism

Denna väg för andningsutbyte är den vanligaste och består i sin tur av två faser.

Första fasen - anaerob (glykolys), lokaliserad i cytoplasman.

Andra fasen - aerob, är lokaliserad i mitokondrier.

I processen med glykolys omvandlas en hexosmolekyl till två molekyler av pyrodruvsyra (PVA):

MED 6 H12O6 → 2 C3H4O3 + 2H2

Den andra fasen av andningen - aerob - kräver närvaro av syre. Pyrodruvsyra går in i denna fas. Den allmänna ekvationen för denna process kan representeras enligt följande:

2PVC + 5 O 2 + H2O → 6CO2 + 5H2O

Andningsprocessens energibalans.

Som ett resultat av glykolys bryts glukos ner till två PVC-molekyler och två ATP-molekyler ackumuleras, två NADH2-molekyler bildas också, som går in i andningens ETC, de frigör sex ATP-molekyler. I den aeroba fasen av andningen bildas 30 ATP-molekyler.

Alltså: 2ATP + 6ATP + 30ATP = 38ATP

Pentosfosfatväg för respiratorisk metabolism

Det finns ett annat inte mindre vanligt sätt för glukosoxidation - pentosfosfat. Detta anaerob oxidation av glukos, som åtföljs av frisättning av koldioxid CO2 och bildning av NADPH2-molekyler.

Cykeln består av 12 reaktioner som endast involverar sockerfosfatestrar.

Andningskoefficienten är förhållandet mellan koldioxid som frigörs under andning och mängden syre som absorberas (CO2 / O2). När det gäller klassisk andning, när kolhydraterna C6H^O^ oxideras och endast CO2 och H2O bildas som slutprodukter, är andningskoefficienten lika med en. Detta är dock långt ifrån alltid fallet, i vissa fall ändras det uppåt eller nedåt, varför man tror att det är en indikator på andningsproduktiviteten. Variabiliteten hos andningskoefficienten beror på andningssubstratet (oxiderat ämne) och på andningsprodukterna (fullständig eller ofullständig oxidation).

När de används i andningsprocessen, istället för kolhydrater, fetter, som är mindre oxiderade än kolhydrater, kommer mer syre att användas för deras oxidation - i det här fallet kommer andningskoefficienten att minska (till ett värde av 0,6 - 0,7). Detta förklarar det högre kaloriinnehållet i fett jämfört med kolhydrater.

Om organiska syror (ämnen som är mer oxiderade än kolhydrater) oxideras under andning, kommer mindre syre att användas än att koldioxid frigörs, och andningskoefficienten ökar till ett värde större än ett. Den högsta (lika med 4) den kommer att vara under andning på grund av oxalsyra, som oxideras enligt ekvationen

2 С2Н2О4 + 02 4С02 + 2Н20.

Det nämndes ovan att med fullständig oxidation av substratet (kolhydrat) till koldioxid och vatten är andningskoefficienten lika med en. Men med ofullständig oxidation och partiell bildning av halveringstidens produkter kommer en del av kolet att stanna kvar i växten utan att bilda koldioxid; mer syre kommer att absorberas och andningskoefficienten sjunker till ett värde som är mindre än ett.

Således, genom att bestämma andningskoefficienten, kan man få en uppfattning om den kvalitativa andningsriktningen, substraten och produkterna från denna process.

Andningsberoende på miljöfaktorer.

Andning och temperatur

Liksom andra fysiologiska processer beror andningsintensiteten på ett antal miljöfaktorer, och starkare och

temperaturberoendet är mest uttalat. Detta beror på det faktum att av alla fysiologiska processer är andningen den mest "kemiska", enzymatiska. Sambandet mellan enzymers aktivitet och temperaturnivån är obestridlig. Andningen följer van't Hoff-regeln och har en temperaturkoefficient (2u 1,9 - 2,5.

Andningens temperaturberoende uttrycks av en enkelkurva (biologisk) med tre kardinalpunkter. Punkten (zonen) för minimum är olika för olika växter. I köldbeständiga växter bestäms den av växtvävnadens fryspunkt, så att i icke-frysande delar av barrträd detekteras andning vid temperaturer ner till -25 ° C. I värmeälskande växter ligger minimipunkten över noll och bestäms av temperaturen för växtdöd. Punkten (zonen) för optimum för andning ligger i intervallet från 25 till 35 ° C, d.v.s. något högre än optimum för fotosyntes. I växter med olika grader av termofilicitet ändras dess position också något: den ligger högre i värmeälskande växter och lägre i köldbeständiga. Den maximala andningstemperaturen ligger i intervallet från 45 till 53 ° C.> Denna punkt bestäms av cellers död och förstörelsen av cytoplasman, eftersom cellen andas medan den lever. Temperaturkurvan för andning liknar således fotosynteskurvan, men upprepar den inte. Skillnaden mellan dem ligger i det faktum att andningskurvan täcker ett bredare temperaturområde än fotosynteskurvan och dess optimum är något förskjutet mot högre temperaturer.

Temperaturfluktuationer har en stark effekt på andningens intensitet. Dess skarpa övergångar från högt till lågt och tillbaka ökar andningen avsevärt, vilket etablerades* av V.I. Palladin 1899.

Med temperaturfluktuationer inträffar inte bara kvantitativa, utan även kvalitativa förändringar i andningen, d.v.s. en förändring i oxidationsvägar organiskt material, men för närvarande är de dåligt studerade, därför presenteras de inte här.