Особенности электрон-транспортной цепи (ЭТЦ) дыхания растений

Дыхание присуще всем органам, тканям и клеткам растения. Об интенсивности дыхания можно судить, измеряя количество выделяемого тканью CO2 либо поглощаемого ею O2. Более интенсивно дышат молодые, быстро растущие органы и ткани растений. Наиболее активно дыхание репродуктивных органов, затем листьев; слабее дыхание стеблей и корней. Теневыносливые растения дышат слабее светолюбивых. Для высокогорных растений, адаптированных к пониженному парциальному давлению O2, характерна повышенная интенсивность дыхания. Очень активно дыхание плесневых грибов, бактерий. Дыхание усиливается с повышением температуры (на каждые 10°С — примерно в 2—3 раза), прекращаясь при 45—50°С. В тканях зимующих органов растений (почки лиственных деревьев, иглы хвойных) дыхание продолжается (с резко сниженной интенсивностью) и при значительных морозах. Дыхание стимулируют механические и химические раздражения (поранения, некоторые яды, наркотики и т.п.). Закономерно изменяется дыхание в ходе развития растения и его органов. Сухие (покоящиеся) семена дышат очень слабо; при набухании и последующем прорастании семян дыхание усиливается в сотни и тысячи раз. С окончанием периода активного роста растений дыхание их тканей ослабевает, что связано с процессом старения протоплазмы. При созревании семян, плодов интенсивность дыхания уменьшается. 2. Согласно теории советского биохимика А. Н. Баха, процесс дыхания, т. е. окисление углеводов, жиров, белков, осуществляется при помощи окислительной системы клетки в два этапа: 1) активирование O2 воздуха путём его присоединения к содержащимся в живой клетке ненасыщенным, способным самопроизвольно окисляться соединениям (оксигеназам) с образованием перекисей; 2) активирование последних с освобождением атомарного кислорода, способного окислять трудно окисляемые органические вещества. По теории дегидрирования русского ботаника В. И. Палладина, важнейшее звено дыхания. - активация водорода субстрата, осуществляемая дегидрогеназами.

Обязательный участник сложной цепи процессов дыхания - вода, водород которой вместе с водородом субстрата используется для восстановления самоокисляющихся соединений - так называемых дыхательных пигментов. CO2, выделяющийся при дыхании, образуется без участия кислорода воздуха, т. е. анаэробно. Кислород воздуха идёт на окисление дыхательных хромогенов, превращающихся при этом в дыхательные пигменты. По современным представлениям, процесс окисления, который составляет химическую основу дыхания, заключается в потере веществом электрона. Способность присоединять или отдавать электроны зависит от величины окислительного потенциала соединения. Кислород обладает самым высоким окислительным потенциалом и, следовательно, максимальной способностью присоединять электроны. Однако потенциал кислорода сильно отличается от потенциала дыхательного субстрата. Поэтому роль промежуточных переносчиков электронов от дыхательного субстрата к кислороду выполняют специфические соединения. Попеременно окисляясь и восстанавливаясь, они образуют систему переноса электронов. Присоединив к себе электрон от менее окисленного компонента, такой переносчик восстанавливается и, отдавая его следующему компоненту с более высоким потенциалом, окисляется. Так электрон передаётся от одного звена дыхательной цепи к другому и, в конце концов, кислороду. Таков заключительный этап дыхания. Все эти процессы (активация кислорода, водорода, перенос электрона по цепи на кислород) осуществляются главным образом в митохондриях благодаря разветвлённой системе окислительно-восстановительных ферментов. По пути следования к кислороду электроны, мобилизуемые первоначально от молекулы органического вещества, постепенно отдают заключённую в них энергию, которую клетка запасает в форме химических соединений, главным образом АТФ.

Дата добавления: 2015-06-25