Газообмен растений. Дыхание в листьях растений происходит… Процесс газообмена

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Регуляция процессов дыхания и газообмена растений. Газообмен растений


ГАЗООБМЕН • Большая российская энциклопедия

  • рубрика
  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 6. Москва, 2006, стр. 266-267

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:

Авторы: Г. Г. Исаев (Газообмен у животных), Г. А. Дмитриева (Газообмен у растений)

ГАЗООБМЕ́Н (био­ло­гич.), об­мен га­зов ме­ж­ду ор­га­низ­мом и внеш­ней сре­дой в про­цес­се ды­ха­ния. В ор­га­низ­мы по­сту­па­ет ки­сло­род (O2), ко­то­рый за­тем ис­поль­зу­ет­ся для окис­ле­ния со­еди­не­ний, во­вле­кае­мых в об­мен ве­ществ; в ре­зуль­та­те ос­во­бо­ж­да­ет­ся энер­гия, не­об­хо­ди­мая для жиз­не­дея­тель­но­сти, и об­ра­зу­ют­ся ко­неч­ные про­дук­ты об­ме­на, в т. ч. ди­ок­сид уг­ле­ро­да (CO2) и не­зна­чит. ко­ли­че­ст­во др. га­зо­об­раз­ных со­еди­не­ний. Ор­га­низ­мы по­лу­ча­ют не­об­хо­ди­мый им O2 ли­бо из ат­мо­сфе­ры, ли­бо из во­ды, в ко­то­рой он рас­тво­рён. Г. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся пу­тём диф­фу­зии га­зов не­по­сред­ст­вен­но че­рез по­верх­ность кле­ток.

Газообмен у животных

У про­стей­ших, ки­шеч­но­по­ло­ст­ных и чер­вей Г. про­ис­хо­дит че­рез по­кро­вы те­ла. У на­се­ко­мых и пау­ко­об­раз­ных по­яв­ля­ет­ся сис­те­ма тру­бо­чек (тра­хей), с по­мо­щью ко­то­рых O2 по­сту­па­ет не­по­сред­ст­вен­но к тка­ням те­ла. У ра­ко­об­раз­ных, рыб и не­ко­то­рых др. ор­га­низ­мов для Г. слу­жат жаб­ры, а у боль­шин­ст­ва по­зво­ноч­ных – лёг­кие. У зем­но­вод­ных по­ми­мо лёг­ких в Г. уча­ст­ву­ют ко­жа и эпи­те­лий, вы­сти­лаю­щий ро­то­вую по­лость.

У мн. жи­вот­ных и че­ло­ве­ка Г. осу­щест­в­ля­ет­ся при уча­стии ды­ха­тель­ных пиг­мен­тов (ме­тал­ло­про­теи­нов кро­ви или ге­мо­лим­фы), спо­соб­ных об­ра­ти­мо свя­зы­вать­ся с $\ce{O_2}$ и слу­жить его пе­ре­нос­чи­ка­ми. При вы­со­ких кон­цен­тра­ци­ях $\ce{O_2}$ пиг­мент лег­ко его при­сое­ди­ня­ет, а при низ­ких – от­да­ёт (в свя­зы­ва­нии $\ce{O_2}$ уча­ст­ву­ют гл. обр. ио­ны же­ле­за или ме­ди). У по­зво­ноч­ных и мн. бес­по­зво­ноч­ных жи­вот­ных та­ким пиг­мен­том яв­ля­ет­ся ге­мо­гло­бин, у ря­да бес­по­зво­ноч­ных – ге­мо­циа­нин, ге­мо­эрит­рин и хло­ро­куо­рин. Лишь не­зна­чит. до­ля (ок. 5%) все­го по­сту­паю­ще­го из кле­ток в кровь $\ce{CO_2}$ на­хо­дит­ся в рас­тво­рён­ном со­стоя­нии; осн. его часть (ок. 80%) при уча­стии фер­мен­та кар­бо­ан­гид­ра­зы пре­вра­ща­ет­ся в уголь­ную ки­сло­ту, ко­то­рая дис­со­ции­ру­ет на кар­бо­нат­ные и гид­ро­кар­бо­нат­ные ио­ны; т. о., су­ще­ст­ву­ет рав­но­ве­сие ме­ж­ду рас­тво­рён­ны­ми $\ce{CO_2, H_2CO_3, HCO_3^-}$ и $\ce{CO_3^{2-}}$. Кро­ме то­го, 6–7% $\ce{CO_2}$ мо­жет взаи­мо­дей­ст­во­вать так­же с ами­но­груп­па­ми бел­ков (в т. ч. ге­мо­гло­би­на) с об­ра­зо­ва­ни­ем кар­ба­ми­но­вых со­еди­не­ний. От­но­ше­ние уда­ляе­мо­го из ор­га­низ­ма $\ce{СО_2}$ к по­гло­щён­но­му за то же вре­мя О2 на­зы­ва­ет­ся ды­ха­тель­ным ко­эф­фи­ци­ен­том, ко­то­рый ра­вен при­мер­но 0,7 при окис­ле­нии жи­ров, 0,8 при окис­ле­нии бел­ков и 1,0 при окис­ле­нии уг­ле­во­дов. Ко­ли­че­ст­во энер­гии, ос­во­бо­ж­даю­щей­ся при по­треб­ле­нии 1 л $\ce{O_2}$, со­став­ля­ет 20,9 кДж (5 ккал) при окис­ле­нии уг­ле­во­дов и 19,7 кДж (4,7 ккал) при окис­ле­нии жи­ров. Т. о., по по­треб­ле­нию $\ce{O_2}$ в еди­ни­цу вре­ме­ни и по ды­ха­тель­ному ко­эф­фи­ци­ен­ту мож­но рас­счи­тать ко­ли­че­ст­во ос­во­бо­див­шей­ся в ор­га­низ­ме энер­гии, оце­нить ин­тен­сив­ность окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ных про­цес­сов, про­ис­хо­дя­щих во всех ор­га­нах и тка­нях.

Г. у жи­вот­ных уменьша­ет­ся с по­ни­же­ни­ем темп-ры те­ла, а при её по­вы­шении – уве­ли­чи­ва­ет­ся. У че­ло­ве­ка по­треб­ле­ние $\ce{O_2}$ мо­жет воз­рас­тать с 200–300 мл/мин в со­стоя­нии по­коя до 2000–3000 мл/мин при фи­зич. ра­бо­те, а у хо­ро­шо тре­ни­ро­ван­ных спорт­сме­нов – до 5000 мл/мин. Со­от­вет­ст­вен­но уве­ли­чи­ва­ют­ся вы­де­ле­ние $\ce{CO_2}$ и рас­ход энер­гии; про­ис­хо­дят сдви­ги ды­ха­тель­но­го ко­эф­фи­ци­ен­та. Срав­нит. по­сто­ян­ст­во Г. обес­пе­чи­ва­ет­ся при­спо­со­би­тель­ны­ми (ком­пен­са­тор­ны­ми) ре­ак­ция­ми сис­тем ор­га­низ­ма, уча­ст­вую­щих в Г. и ре­гу­ли­руе­мых нерв­ной сис­те­мой как не­по­сред­ст­вен­но, так и че­рез эн­док­рин­ную сис­те­му. Г. у че­ло­ве­ка и жи­вот­ных ис­сле­ду­ют в ус­ло­ви­ях пол­но­го по­коя, на­то­щак, при темп-ре 18–22 °С. При ис­сле­до­ва­ни­ях Г. оп­ре­де­ля­ют объ­ём вды­хае­мо­го и вы­ды­хае­мо­го воз­ду­ха и его со­став (при по­мо­щи га­зовых ана­ли­за­то­ров), что по­зво­ля­ет вы­чис­лять ко­ли­че­ст­ва по­треб­ляе­мо­го $\ce{O_2}$ и вы­де­ляе­мо­го $\ce{O_2}$. См. так­же Ды­ха­ние, Ды­ха­ния ор­га­ны.

Газообмен у растений

Газообмен у растений со­про­во­ж­да­ет как ды­ха­ние, так и фо­то­син­тез: во вре­мя фо­то­син­те­за по­гло­ща­ет­ся $\ce{CO_2}$, вы­де­ля­ет­ся $\ce{O_2}$, а при ды­ха­нии – на­оборот. Как все жи­вые ор­га­низ­мы, рас­те­ния ды­шат 24 ч в су­тки, фо­то­син­тез же идёт толь­ко на све­ту. Днём, как пра­ви­ло, фо­то­син­тез идёт бы­ст­рее ды­ха­ния, к ве­че­ру ско­рость его сни­жа­ет­ся и в оп­ре­де­лён­ный мо­мент ста­но­вит­ся рав­ной ско­ро­сти про­ис­хо­дя­ще­го од­но­вре­мен­но ды­ха­ния. При этом Г. не ре­ги­ст­ри­ру­ет­ся (со­стоя­ние ком­пен­са­ции). При даль­ней­шем умень­ше­нии ос­ве­щён­но­сти ды­ха­ние на­чи­на­ет пре­об­ла­дать, а в тем­но­те про­ис­хо­дит толь­ко вы­де­ле­ние $\ce{CO_2}$, об­ра­зую­ще­го­ся в ре­зуль­та­те ды­ха­ния.

Г. ли­сть­ев, мо­ло­дых стеб­лей, цвет­ков про­ис­хо­дит че­рез усть­ица (с по­мо­щью от­кры­ва­ния и за­кры­ва­ния по­след­них рас­те­ние ре­гу­ли­ру­ет ско­рость Г.). На ста­рых стеб­лях усть­ица за­ме­ня­ют­ся все­гда от­кры­ты­ми че­че­вич­ка­ми (от­вер­стия­ми в проб­ке), по­это­му Г. ста­рых стеб­лей рас­те­ние ре­гу­ли­ро­вать не мо­жет. Ско­рость Г. раз­лич­на у рас­те­ний раз­ных ви­дов, в раз­ных ор­га­нах и тка­нях од­ного рас­те­ния. Она за­ви­сит от внеш­них фак­то­ров и фи­зио­ло­гич. со­стоя­ния кле­ток. По ко­ли­че­ст­ву вы­де­лен­но­го или по­гло­щён­но­го $\ce{O_2}$ или $\ce{CO_2}$ оп­ре­де­ля­ют ско­рость фо­то­син­те­за или ды­ха­ния то­го или ино­го рас­те­ния или ор­га­на.

bigenc.ru

Газообмен растений

У растений под воздействием загрязненного воздуха ослабляется фотосинтез, желтеют и опадают листья, нарушается газообмен, подавляются рост, цветение и плодоношение. Зарегистрированы случаи сильных повреждений картофеля, кукурузы, томата, сои, арахиса, фасоли, люцерны, апельсинов, винограда и других видов культивируемых растений.[ ...]

Как абсолютные, так и дифференциальные измерения (1 1е, 1960) проводили при помощи инфракрасных анализаторов газов («Унор» и «15А», выпускаемых фирмами Майхак и Бекман, соответственно). Величину абсолютного обмена СОг в единицу времени рассчитывали как произведение разности концентраций СОг во входящем и выходящем воздухе и скорости обмена воздуха и выражали в мг СОг/дм2 площади листа в единицу времени.[ ...]

Большинство растений поливают летом обильно, зимой - умеренно. Сильная пересушка почвы также опасна, как и избыточный полив: отмирает часть корневой системы (прежде всего молодые корни), желтеют и осыпаются листья (обычно сначала нижние). Растения, пересушенные неоднократно, постепенно ослабевают, теряют декоративность. Есть растения, которые совсем не выносят сильной пересушки и погибают сразу (плющ, азалия, хойя, циссус, хвойные, камелия, цитрусовые). Частая пересушка приносит вред и самой почве: нарушается ее структура, пористость, газообмен, она постепенно уплотняется, быстрее высыхает.[ ...]

Большинство растений не может существовать без непрерывного притока кислорода к корням и вывода углекислого газа из почвы. Если изолировать почву от атмосферного воздуха, то кислород в ней израсходуется полностью через несколько суток. Следовательно, почвенный воздух обеспечивает живые организмы кислородом только при условии постоянного обмена с атмосферным воздухом. Процесс обмена почвенного воздуха с атмосферным называют газообменом или аэрацией.[ ...]

Сожительство растений может быть и без прижизненного обмена веществ. В этих случаях растение, живущее на другом, используя последнее только как место прикрепления, называют эпифитом. Частным случаем эпифитизма являются э п и ф и л л ы, т. е. растения, использующие в качестве опоры только листья другого растения. Эпифиты и эпифиллы могут заметно влиять на свой субстрат, затрудняя газообмен и другими путями.[ ...]

Насосная функция растений может ослабляться или усиливаться в зависимости от условий внешней среды. Открытием чрезвычайной важности было установление анти-транспирационного эффекта С02. Этому явлению, которое несомненно должно иметь как положительные, так и серьезные теневые стороны, пока уделяется слишком мало внимания. Опыты с пшеницей и кукурузой показали, что при повышении концентрации С02 с 300 до 600 частей на млн. транспирация у этих культур снижалась соответственно на 5 и 20%. Оказалось также, что по увеличению эффективности использования воды в условиях дополнительной подкормки углекислотой кукуруза превосходит хлопчатник. С помощью специальной аппаратуры была установлена причина указанного явления. Оказалось, что рост концентрации С02 в воздухе вызывает снижение устьич-ной проводимости и повышает эффективность использования воды у всех растений, подвергающихся опытам (рис.2). Устьица - это маленькие отверстия на поверхности листьев, обычно около 10 мкм длиной и от 2 до 7 мкм шириной. Через них растеши осуществляют газообмен с атмосферой.[ ...]

Хроническое поражение растений является результатом длительного (периодического или систематического) воздействия небольших концентраций ЙОг. Характерными здесь являются уменьшение размеров ассимиляционных органов, снижени« прироста, преждевременный листопад, прекращение плодоношения и др. Газообмен при этом нарушается в течение длительного времени.[ ...]

В процессе отмирания как целых растений, так и отдельных их частей органические вещества поступают в почву (корневой и наземный спад). Количество годового спада колеблется в значительных пределах: во влажных тропических лесах он достигает 250 ц/га, в арктических тундрах — менее 10 ц/га, а в пустынях — 5—6 ц/га. На поверхности почвы органические вещества под воздействием животных, бактерий, грибов, а также физических и химических агентов разлагаются с образованием почвенного гумуса. Зольные вещества пополняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный материал образует так называемую лесную подстилку (в лесах) или войлок (в степях и лугах). Эти образования оказывают влияние на газообмен почвы, проницаемость осадков, на тепловой режим верхнего слоя почвы, почвенную фауну и жизнедеятельность микроорганизмов.[ ...]

Потребность в кислороде корней растений удовлетворяется преимущественно за счет свободного почвенного воздуха, участвующего постоянно в газообмене между почвой и атмосферой.[ ...]

Вода - это основной элемент жизни растений. Питание их изначально зависит от наличия достаточно большого количества почвенной влаги. Вода растворяет находящиеся в почве питательные соли и переводит их в форму, усвояемую растениями. Вместе с водой они всасываются корнями в виде питательных растворов и поступают в ток питательных веществ, идущих по проводящим сосудам к органам растения, которые его и используют. Образование новых клеток и вообще рост могут в конечном счете осуществляться только с помощью воды. Кактусы и прочие суккуленты населяют места, которые в течение долгого времени отличаются острой нехваткой воды. Чтобы на протяжении недель и даже месяцев, а порою даже годами переживать засуху, они запасают влагу в короткое время, когда она имеется, в своей запасающей ткани и затем очень экономно ее расходуют благодаря очень ограниченному испарению. Все суккуленты реагируют на высокую температуру и освещение не так, как другие растения - усилением транспирации, а наоборот, сокращают ее, поскольку их устьица (клетки, через которые осуществляется газообмен) глубоко погружены в ткань и открываются только ночью. Длительные периоды засухи приводят к значительной потере воды растениями. Действительно, некоторые виды безболезненно переносят сокращение своего объема до 60% от нормы. С другой стороны, тело кактуса может на 95% состоять из воды. Эти удивительные создания, легко переносящие голод и жажду, в благоприятное время должны достаточно интенсивно использовать влагу и растворенные в ней питательные вещества. Они не только должны вновь заполнить влагой свои водозапасающие органы, но и обеспечить прирост, который зависит от количества потребляемой воды и растворенных в ней питательных веществ. Немаловажную роль в жизни кактусов также играют роса и туман. Многие виды могут воспринимать эту влагу непосредственно через колючки или волоски. Большинство кактусов проходит период покоя во время нашей темной и холодной зимы. Исключение составляют южноамериканские шаровидные кактусы и различные эпифиты, некоторые из них даже зацветают зимой (шлюмбергера различные рипсалисы и родственные роды). Эти виды в состоянии покоя содержат в холоде и сухости. С конца октября - начала ноября полив сводят до минимума (за немногими исключениями). Растения, которые должны зимовать в теплых жилых комнатах или рабочих помещениях, должны получать немного воды раз в 8-10 дней.[ ...]

В действительности воздушно-сухие растения мха содержат значительное количество воды. По определениям этого года воздушно-сухие растения содержали: мох Шребсра — 22%, хилокомиум — 18% воды. Это количество составляет более ’А части воды растений при полном насыщении. Видимых признаков завядания растений мха при этом содержании воды не обнаруживалось. Возможно, что газообмен при таких условиях продолжал совершаться, тем более, что истинное количество воды в живых тканях выше общего содержания ее в растении. Как известно, семена при такой влажности обнаруживают заметное дыхание.[ ...]

Закрытые днем устьица препятствуют газообмену и поступлению в растение ССЬ, что затрудняет фотосинтез. Как адаптация к этому ряд видов суккулентов поглощают ССЬ ночью, когда устьица открыты, а используют в фотосинтезе на следующий день; это сопряжено с определенными биохимическими приспособлениями.[ ...]

На нижней стороне листа у большинства растений в эпидерме находятся многочисленные устьица — отверстия, образованные двумя замыкающими клетками. Через них осуществляются газообмен, испарение воды. Днем устьичная щель открыта, а на ночь закрывается.[ ...]

Куперман И. А., Хитрово Е. В. Дыхательный газообмен как элемент продукционного процесса растений.— Новосибирск: Наука, 1977.— 183 с.[ ...]

Лист — это важный вегетативный орган растения, выполняющий основные функции: фотосинтез, испарение воды и газообмен.[ ...]

Значительная плотность воды дает возможность растениям обитать во всей ее толще. У низших растений, заселяющих различные слои и ведущих плавающий образ жизни, для этого имеются специальные придатки, которые увеличивают их плаву- честь и позволяют им удерживаться во взвешенном состоянии. Высшие гидрофиты имеют слабо развитую механическую ткань. Как уже отмечалось выше, в их листьях, стеблях, корнях располагаются воздухоносные межклеточные полости, увеличивающие легкость и плавучесть взвешенных в воде и плавающих на поверхности органов, что также способствует омы-ванию внутренних клеток водой с растворенными в ней солями и газами. Гидрофиты отличаются большой поверхностью листьев при малом общем объеме растения, что обеспечивает им интенсивный газообмен при недостатке растворенного в воде кислорода и других газов.[ ...]

Установлено, что по скорости выделения С02 листья растений из-под полога леса превышали деляночные на 60%. Достоверных различий по интенсивности тепловыделения листьев лесных и деляночных растений выявлено не было. Расчеты показали, что относительная скорость роста листьев живучки, произрастающей под пологом леса, была вдвое выше, чем у растений на делянке. Снижение относительной скорости роста листьев у деляночных растений, вероятно, обусловлено замедлением роста в результате формирования большого числа наземных ползучих побегов, тогда как особи в лесу продолжали интенсивно развиваться. Можно полагать, что уменьшение интенсивности роста растений на делянке связано с их переходом к вторичному цветению в августе, что характерно для данного вида. В целом рассчитанные на основе микрокалориметрического метода данные, согласуются с результатами по С02-газообмену (Дымова, Головко 1998; Головко, Дымова, Табаленкова 2004). Таким образом, микро-калориметрический метод позволяет корректно и быстро исследовать эффекты внешней среды на рост растений. Данные свидетельствуют о согласовании дыхательного метаболизма растений с условиями произрастания.[ ...]

УСТЬИЦА — микроскопические отверстия в основном на нижней стороне листьев растений, через которые осуществляется газообмен двуокиси углерода и кислорода со средой, а также испарение воды.[ ...]

Возможно, что семенные оболочки служат чисто физическим барьером, препятствующим газообмену между зародышем и внешней средой. Вряд ли действие семенной оболочки обусловлено накоплением двуокиси углерода внутри семени, поскольку прорастание семян салата на самом деле стимулируется в ат- мосфере этого газа. Вместе с тем некоторые типы семян нуждаются в кислороде в большей степени, чем активно растущие растения тех же видов; это наводит на мысль, что семейные оболочки препятствуют поглощению кислорода. Семенные оболочки у тыквы обыкновенной (Cucurbita pepo) намного менее проницаемы для кислорода, чем для углекислого газа. Семена определенных видов, например березы и не требующих дозревания зерновых, можно индуцировать к прорастанию либо надрезанием или удалением оболочек, либо содержанием при высокой концентрации кислорода. Изучение дыхания прорастающих семян гороха наводит на мысль, что начальные стадии прорастания до прорыва семенной кожуры протекают в анаэробных условиях, после чего происходит заметное увеличение поглощения кислорода (с. 4-15). Следовательно, ряд данных подтверждает точку зрения, что семенные оболочки могут ограничивать поглощение кислорода.[ ...]

Если токсичные газы не задерживаются полностью наружными покровами, то в газоустойчивости растений существенную роль начинает играть анатомическое строение внутренних тканей. Чем выше их плотность, тем слабее развиты межклеточные промежутки и воздухоносные каналы, тем быстрее по ним распространяются газы и, следовательно, сильнее поражаются ткани. Особо важное значение это обстоятельство приобретает у листьев, где располагается так называемая губчатая ткань. Она залегает под палисадным слоем, примыкая к нижнему эпидермису, и характеризуется рыхлым сложением клеток, обилием воздухоносных •полостей и ходов. Поэтому листья с плотным мезофиллом оказываются более газоустойчивыми по сравнению с листьями, у которых сильно "развита губчатая ткань. .Примером высокой газоустойчивости, благодаря указанным особенностям анатомического строения, могут служить суккуленты. В газоустойчивости растений существенное значение имеет физиологическое состояние клеток. Газообмен листьев с окружающим воздухом, наблюдаемый при фотосинтезе и дыхании, определяется физиологическим состоянием клеток. Изменение этого состояния неизбежно приводит к соответствующему изменению степени газовых ожогов.[ ...]

Для получения информации целесообразно использовать растительные организмы, поскольку их газообмен в десятки раз интенсивнее по сравнению с человеком и животными, и они обладают более высокой чувствительностью и стабильностью ответной реакции на действие различных внешних факторов. В этой связи как никогда возросла роль леса - наиболее значимой альтернативы отрицательному воздействию на природу. В процессе газообмена растительность поглощает из воздуха газ и пыль, очищая атмосферу и обеспечивая необходимое для жизни качество воздуха. Многочисленные эксперименты (Тарабрин и др., 1986; Бусько, 1995) показали, что растения способны поглощать и аккумулировать из воздуха до 48 % загрязняющих веществ, остальные поступают из почвы, водной поверхности и других источников экосистемы. По данным экспертов, 1 га леса за вегетацию поглощает в среднем от 200 кг до 10-400 т двуокиси серы (Карпачевский, 1981).[ ...]

И, наконец, у многих суккулентов изменился даже сам процесс фотосинтеза. Как известно, обычно у растений фотосинтез происходит днем, на свету. В растение поступает углекислый газ, и под действием солнечных лучей в зеленых листьях растения из углекислого газа и воды образуются сложные органические вещества, в первую очередь, сахара и крахмал, а также кислород, который обогащает нашу атмосферу. Но у суккулентов «все наоборот». Дело в том, что днем у них закрыты устьица и газообмен проходить не может. Открываются они ночью, но в это время нет солнечного света, и, следовательно, фотосинтез невозможен.[ ...]

Важнейшими свойствами почвы как среды обитания являются: наличие минеральных элементов питания растений и способность их удерживать, наличие воды и влагоудерживающая способность. Инфильтрация воды с поверхности и аэрация почвы зависят от ее структуры. Переуплотненные почвы становятся непригодными для роста растений. Переувлажнение почв также нарушает газообмен, а относительная кислотность и ионный состав почвенного раствора сильно влияют на жизнь организмов в почвенном слое. Почвенные экосистемы включают следующие компоненты: минеральные частицы, детрит (мертвые остатки растений и животных) и множество живых организмов - почвообразователей.[ ...]

Несравненно большую опасность представляют атмосферные загрязнения для растительного мира. Если газообмен и обмен веществ в организме человека и животных ориентирован на присутствие в атмосферном воздухе кислорода, доля которого постоянно составляет около 21 %, то зеленая растительность должна настраивать свой ассимиляционный аппарат на диоксид углерода, количество которого в воздухе намного меньше (0,03%). Поэтому растения в большей мере подвергаются воздействию различных вредных компонентов атмосферного воздуха. Все факторы окружающей среды, усиливающие дыхательную деятельность листьев вследствие расширения устьица (свет, влажность воздуха, тепло), усиливают также и токсичность вредных атмосферных загрязнений.[ ...]

Эксперименты, проведенные в университете Северной Каролины (США), подтвердили пагубное влияние кислотных дождей на растения. Воздействие опасного осадка нарушает дыхание и газообмен растительности. Проникая в тонкую структуру листьев и ветвей, кислотный дождь отравляет растения, опасно снижает интенсивность фотосинтеза и всхожесть семян. Наиболее уязвимыми для кислотных дождей оказались белая сосна, осинообразный тополь и пушистая береза, а также редис, кустовая фасоль и соевые бобы. Под воздействием этих дождей портятся помидоры и ягоды, развивается пятнистость на поверхности яблок.[ ...]

Две последние работы установили влияние ионизированного воздуха на газообменные процессы у растительных организмов. Отсутствие при проведении опытов измерений числа положительных и отрицательных аэроионов и получение ионизации от радиоактивных веществ, без защиты объекта от радиоактивных излучений, делают данные работы лишенными серьезного значения.[ ...]

Пыль в зависимости от своего происхождения оказывает различное воздействие. Так, химически инертная пыль, покрывающая растения, ухудшает тепло- и газообменные процессы, снижает процесс фотосинтеза на 8-22%, замедляет рост растений на 15-20%. Токсичная пыль, попадая через поры и соединяясь с водой, разрушает растения, вступая в химические реакции, накапливается растениями и через трофические цепи поражает животных и человека.[ ...]

Внутреннее строение листа (рис. 63). Снаружи лист покрыт эпидермой — кожицей, которая защищает внутренние части листа, регулирует газообмен и испарение воды. Клетки кожицы бесцветны. На поверхности листа могут быть выросты клеток кожицы в виде волосков. Их функции различны. Одни защищают растение от поедания животными, другие — от перегрева. Листья некоторых растений покрыты восковым налетом, плохо пропускающим влагу. Это способствует уменьшению потери воды с поверхности листьев.[ ...]

Важное значение для плодородия почвы имеет кислород воздуха. Кислород необходим прежде всего для микробиологических процессов. Затрудненный газообмен в плотных почвах и накопление в почвенном воздухе углекислоты, равно как дефицит кислорода при избыточном увлажнении почвы, угнетающе действуют на растительность. Отрицательное действие почвенного воздуха проявляется при содержании кислорода менее 8—12% от всего объема, а при содержании кислорода менее 5% большая часть растений гибнет.[ ...]

Все отрасли техносферы потребляют огромное количество воды: около 5000 км3/год. Оно соответствует почти 1/5 объема влаги, вводимой в планетарный круговорот транспирацией всех растений суши. Техносферный газообмен составляет более 150 тыс. км3/год, что превышает 1/4 биосферного газообмена. Почти такое же соотношение существует между выделением техногенной теплоты и годовым протоком энергии фотосинтеза. Таким образом, к концу XX столетия человечество на 20—25% увеличило обмен веществ и энергии на планете.[ ...]

Кислородный метод предпочтителен для определения фотосинтеза в водной среде и теоретически, поскольку в ней сравнительно невелико содержание кислорода и его изменения хорошо обнаруживаются. Заметим, что газообмен в процессе фотосинтеза и дыхания сухопутных растений чаще изучают по углекислоте, количество которой в воздухе гораздо ниже, чем кислорода [2].[ ...]

С02 и парниковый эффект. Выбросы большого количества кислых продуктов оказывают влияние на биосферный обмен углекислого газа, так как кислые осадки приводят к выделению С02 из низкобуферных лесных почв и усиливают газообмен аэробной микрофлоры. Вместе с огромной продукцией «топливной» углекислоты это становится фактором планетарного масштаба. Выделение углекислого газа, вызванное всеми формами человеческой деятельности, достигло такого уровня, при котором главные буферные механизмы — поглощение С02 зелеными растениями при фотосинтезе и связывание карбонатной системой воды океана — оказываются уже недостаточными для поддержания прежнего постоянства концентрации этого газа в атмосфере. В последние десятилетия концентрация С02 постоянно увеличивается (см.[ ...]

Периодически может сильно возрастать роль других факторов газообмена. Интенсивность аэрации определяет и наличие свободных, не заполненных водой пор в почве. В суглинистых почвах, если поры, через которые совершается газообмен, занимают меньше 10 % объема почвы, интенсивность аэрации недостаточная, при 10—15% — удовлетворительная и при 15—25%—хорошая для растений.[ ...]

В городе материальный ущерб от наводнения определяется площадью, глубиной и продолжительностью затопления, а в сельской местности решающее значение имеет сезон и продолжительность затопления. Вода вытесняет воздух из почвы, нарушая газообмен, и к корням поступает углекислота, что приводит к отравлению растений, снижению или потере урожая.[ ...]

Водный фактор на суше. В воздушной среде потери воды организмами неизбежны, так как содержание воды в их теле велико, а давление паров воды в воздухе относительно мало. Организмы не обладают совершенной гидроизоляцией; многие из них, особенно растения, имеют очень большую относительную поверхность. Газообмен, дыхание и выделение продуктов обмена веществ сопровождаются потерей воды. Эти потери существенно зависят от температуры, влажности и скорости движения воздуха и от возможности обеспечения водой.[ ...]

Выше упоминалось о том, что на листьях яблонь и груш остаются с нижней стороны очень многочисленные пятнышки экскрементов клопов (Stephanitis pyri F. и S. oshanini Vas.), эти экскременты закрывают большое количество устьиц на листьях, что отрицательно действует на газообмен деревьев. Подобный вред могут наносить и некоторые другие обитающие на растениях насекомые.[ ...]

Верхние горизонты почвенного профиля, содержащие больше органического вещества, лучше оструктуренные, подвергающиеся рыхлению, имеют более низкую плотность, которая вниз по профилю возрастает. Плотность почвы сильно влияет на поглощение влаги и ее передвижение в профиле, газообмен, развитие корней, интенсивность микробиологических процессов, условия существования почвенных насекомых и животных. Оптимальная плотность корнеобитаемого слоя для большинства культурных растений 1,0—1,2 г/см3.[ ...]

Инкубация с ацетиленом предполагает в качестве обязательного условия быстрое и равномерное перемешивание газов в исследуемой системе. Последней может быть образец почвы нарушенного или естественного (монолит) сложения, участок почвы известной площади, вегетационный сосуд с растениями и пр. Благодаря хорошей растворимости ацетилена в воде это условие хорошо выполняется для водных и песчаных культур растений, для почв легкого механического состава. Более сложно протекает газообмен в почвах тяжелого механического состава и в переувлажненных почвах, что приводит к недооценке реальной интенсивности азотфиксации. Одним из способов усиления газообмена является принудительная подача ацетилена в толщу почвы.[ ...]

При хранении на холоде она загустевает. Внесенная в теплое помещение, вновь становится сметанообразной. Обладает контактным действием. Попадая на тело насекомого, нарушает газообмен и водный баланс организма, поэтому при работе с ними необходимо тщательно накрывать поверхность растений.[ ...]

В жизни организмов вода выступает как важнейший экологический фактор. Без воды нет жизни. Живых организмов, не содержащих воду, на Земле не найдено. Она является основной частью протоплазмы клеток, тканей, растительных и животных соков. Все биохимические процессы ассимиляции и диссимиляции, газообмен в организме осуществляются при достаточном обеспечения его водой. Вода с растворенными в ней веществами обусловливает осмотическое давление клеточных и тканевых жидкостей, включая и межклеточный обмен. В период активной жизнедеятельности растений и животных сожержание воды в их организмах, как правило, довольно высокое (табл. 4.10).[ ...]

Соотношение объемов, занимаемых твердой фазой почвы и различными видами пор, называется строением или сложением пахотного слоя. Оно определяется взаимным расположением почвенных комков и частиц и зависит от механического состава, структуры, времени и способов обработки почвы, а также от развития корневых систем растений и деятельности почвенной фауны. Строение (сложение) пахотного слоя оказывает большое влияние на водный и воздушный режимы почвы, интенсивность биологических процессов, газообмен между почвой и атмосферой и ряд других свойств почвы.[ ...]

Листоватые лишайники по сравнению с накипными являются значительно более высокоорганизованными формами. В эволюционном отношенни оказалось выгодным отделение слоевища от субстрата. Между ними появился небольшой промежуток, и это дало целый ряд преимуществ. Во-первых, в нем заключена прослойка воздуха, способствующая лучшему газообмену внутренних слоев слоевища. Во-вторых, там дольше задерживается влага, благодаря чему слоевище более длительное время может находиться во влажном состоянии. В-третьих, в узком пространстве между поверхностью субстрата и слоевищем обычно задерживаются различные органические и неорганические вещества, которые могут быть использованы растением.[ ...]

Флоэма у хвощей состоит из ситовидных элементов и паренхимных клеток. Ситовидные элементы представляют собой узкие и длинные (иногда до 3 мм) клетки с небольшими ситовидными полями на продольных и конечных стенках. У большинства хвощей паренхимные клетки в центре междоузлия при росте стебля расходятся. При этом образуется полость, первоначально заполненная водой, а впоследствии воздухом. Эта полость вместе с ложбиночными полостями играет важную роль в газообмене зрелого растения с окружающей средой.[ ...]

ru-ecology.info

Дыхание в листьях растений происходит… Процесс газообмена

Дыхание – это неотъемлемая часть в жизни каждого живого существа. Кислород нужен всем - и рыбам, и людям, и животным. Казалось бы, зачем рыбе нужен воздух, ведь она живет под водой? Вода насыщена кислородом, который и нужен подводным существам. Сейчас мы поговорим о том, как дыхание в листьях растений происходит. Важно знать и то, что в процессе дыхания растений участвуют не только листья, но и стебли, и корни. Обо всем этом вы узнаете из нашей статьи.

дыхание в листьях растений происходит

Дыхание в листьях растений происходит путем фотосинтеза. Отличие растений от других живых существ заключается еще и в том, что деревья поглощают отработанный кислород, то есть углекислый газ, а взамен нам дают то, в чем нуждаемся мы. Приступим к более подробному рассмотрению этого вопроса.

Дыхание

Дыхание в листьях растений происходит круглосуточно, семь дней в неделю. При этом, растение поглощает кислород из атмосферы, но может еще использовать и продукт своей работы, то есть кислород, образованный путем фотосинтеза (который нужен для дыхания человека и других живых существ). Продукт фотосинтеза накапливается в межклетниках, это нужно для дыхания в ночное время.

дыхание в листьях растений происходит в клетках органов

Чем дыхание ночью отличается от дневного? Дышать нужно всем и днем, и ночью. Атмосферный кислород в дневное время активно поступает через устьица, побеги, корни, стебель. Но что делать в темное время суток, когда устьица листьев в большинстве случаев закрыты? Здесь и приходит на помощь запас, собранный в светлое время суток, который находится в межклетниках. Оттуда продукт фотосинтеза поступает во все клетки растения, обеспечивая жизнедеятельность. Поэтому стоит запомнить то, что дыхание в листьях растений происходит всегда, только сам процесс может немного отличаться в светлое и темное время суток.

Еще учтите и то, что процесс дыхания и фотосинтеза – это совершенно противоположные процессы. При дыхании растения поглощают кислород, но его нужно намного меньше, чем воспроизводит то же растение в процессе фотосинтеза. Это довольно сложный процесс, поглощающийся кислород окисляет (превращает) сложные вещества растения в две составляющие:

  • воду;
  • углекислый газ.

О каких сложных веществах идет речь? В первую очередь, это касается глюкозы. Процесс дыхания освобождает большое количество энергии, которая была затрачена на фотосинтез. Во время этого процесса, как мы упоминали ранее, образуется также углекислый газ, удаляющийся через:

  • устьица;
  • чечевички;
  • корни.

Есть множество доказательств того, что углекислый газ действительно вырабатывается растениями, но в очень малых количествах.

Газообмен

Итак, дыхание в листьях растений происходит в клетках органов, расположенных по всей поверхности, но данные клеточки находятся еще и на поверхности стебля, корней и так далее. Но важно знать, что основной оборот газа происходит через листики растения. В процессе фотосинтеза углекислый газ поступает через щель в устьичных клетках, далее он переходит к хлорофиллсодержащим тканям. Происходит образование кислорода, который способен выйти на поверхность, в окружающую нас среду. А в процессе дыхания все происходит наоборот, растение потребляет кислород, а на поверхность выпускает углекислый газ.

дыхание листа

Но важно знать то, что в процессе фотосинтеза создается очень большое количество кислорода, которого хватает не только для дыхания растений, но и для обогащения окружающей среды. Как мы видим, данные процессы противоположны, но сильно взаимосвязаны между собой. Именно зеленые растения способны снабжать все живое на земле необходимым им кислородом.

Помимо кислорода, растения освобождают и водяные пары, которые выходят также через устьица. Этот процесс принято называть транспирацией. Все процессы газообмена регулируются путем закрывания или открывания устьичной щели.

Аэробное дыхание

Теперь нужно уточнить, что дыхание листа и полностью растения можно разделить на две фазы: аэробную и анаэробную. Немного о первом типе. Аэробное дыхание происходит в виде окислительного процесса. Как известно, во время окисления происходит трата кислорода. Этот процесс можно разделить на две ступени:

  • бескислородную;
  • кислородную.

В первой стадии происходит освобождение водорода путем расщепления субстрата. На второй стадии идет дальнейшее отщепление атомов.

Анаэробное дыхание

дыхание листа растения

Дыхание листа растения происходит, как мы уже говорили, двумя стадиями. Теперь пару слов скажем об анаэробном дыхании. Которое представляет собой процесс окисления молекулярного водорода. В результате этого биохимического процесса выделяется энергия, которая является запасом для синтеза АТФ.

fb.ru

Газообмен растений - Справочник химика 21

    Непосредственно измеряемой величиной в манометрическом аппарате является вызванное газообменом растения изменение давления, регистрируемое но изменению высоты столбика манометрической жидкости в капилляре манометра (/г или исправленной по термобарометру — Н). Для определения величины интенсивности газообмена надо произвести следующие вычисления. [c.81]

    Кратко изложенные здесь материалы показывают, что при изменении температуры, парциального давления кислорода и других условий среды в дыхательном газообмене растения происходят не только количественные, но и серьезные качественные изменения. Эти сдвиги касаются степени участия в дыхании отдельных ферментных систем, отчего в значительной степени зависит и химическая природа соединений, используемых в качестве дыхательного субстрата. [c.239]

    Листья древесных растений выполняют ряд важных функций, что находит отражение в их строении и химическом составе. Онн осуществляют фотосинтез, испарение воды (транспирацию) и газообмен (поглощение и выделение диоксида углерода и кислорода). [c.211]

    Жизненный цикл. Этот цикл тесно связан с углеродом атмосферы и гидросферы. В атмосфере источниками углекислого газа служат дыхание гетеротрофных организмов, гниение и горение органических веществ, газообмен с гидросферой, выветривание пород, вулканизм. Запас углерода атмосферы расходуется в основном на фотосинтез в зеленых растениях суши и на газообмен с гидросферой. В гидросфере посредством фотосинтеза, осуществляющегося водными растениями, диоксид углерода попадает в растительное вещество, на базе которого развивается животный мир гидросферы.-В то же время углекислый газ выделяется в воду при дыхании гетеротрофов. [c.207]

    Термин дыхание впервые был введен для обозначения определенного процесса, связанного с жизнедеятельностью высших организмов (растений и животных). Два основных признака характеризовали этот процесс газообмен с внешней средой с непременным участием О2 необходимость для жизнедеятельности организма. Принципиальное сходство процесса дыхания на клеточном уровне у всех высших организмов делало употребление этого термина удобным, а обозначаемое им понятие достаточно четким. Сложности возникли при применении термина дыхание для обозначения функционально аналогичных процессов у прокариот в силу их необычайного разнообразия. В нашем понимании термин дыхание распространяется на все процессы ферментативного погло-шения клеткой молекулярного кислорода. [c.345]

    Одним из главных последствий загрязнения воздушного бассейна является влияние загрязнителей на биосферу и прежде всего на здоровье человека. Значительно большую опасность представляет загрязнения атмосферного воздуха для растительного мира, большую потому, что газообмен в организмах человека и животных ориентирован на кислород (содержание которого в атмосфере довольно высоко 21 %), а представители флоры ориентированы на газообмен с двуокисью углерода (содержание которого в атмосфере не превышает 0,03 %). Загрязнения атмосферы могут приводить к массовой гибели животных и полезных насекомых (например, пчел), наносить значительный ущерб сельскохозяйственному производству, садам и паркам, замедляя рост и развитие растений, а также процесс фотосинтеза в них. [c.120]

    Яд может проникать в организм и через наружные покровы, Таким способом поступают обычно контактные яды. Лучшему прониканию способствует повреждение кожных покровов или кутикулы растений. Токсичность ядов усиливается, если тело насекомых сплошь покрыто масляной пленкой, так как при этом нарушается газообмен. Если яд находится в газообразном состоянии, то он проникает внутрь организма через органы дыхания и сразу поступает в гемолимфу или кровь. [c.94]

    Медь оказывает влияние на образование в почве нитратов, интенсифицирует газообмен (дыхание) растений, активи- [c.74]

    Эпидермис наземных частей растения, особенно листьев, пронизан множеством мельчайших щелей, называемых устьицами, через которые осуществляется газообмен между растением и атмосферой. [c.73]

    Поскольку концентрация диоксида углерода также влияет на интенсивность фотосинтеза, существует и углекислотная точка компенсации. Это значение представляет собой такую концентрацию диоксида углерода, при которой суммарный газообмен равен нулю приданной интенсивности освещения. Увеличение концентрации диоксида углерода приблизительно до 0,1% (1000 ч-млн.- ) приводит к росту интенсивности фотосинтеза. Для большинства растений умеренного климата значение углекислотной точки компенсации, ниже которого фотосинтез превышает дыхание, составляет 50- 100 ч- млн.-, если свет не является лимитирующим фактором. Концентрация атмосферного диоксида углерода в норме составляет 300—400 ч млн.-, поэтому при нормальных освещенности и атмосферных условиях она заведомо выше значения точки компенсации. [c.291]

    Газообмен у цветковых растений [c.377]

    Рубин Б. А.. Арциховская Е.В.и Иванова Т. Ai. Окисли тельные процессы и их роль в биологии различных органов растений П. Дыхательный газообмен цитрусовых в связи с ходом развития плодов Сб. Биохимия плодов и овощей . 1, 30—44. 1949. [c.348]

    Помимо уровня температуры, интенсивность дыхания растения весьма сильно зависит от характера температурной кривой, от колебаний температуры, их амплитуды и т. д. Даже очень незначительные колебания температуры, которые не выходят за пределы нормальных для организма условий, вызывают существенные отклонения в дыхательном газообмене, как правило, усиливая его. Это явление было впервые обнаружено В. И. Палладиным еще в 1899 г. [c.288]

    Современное состояние знаний о фотосинтезе является результатом двухвековой работы ученых. Сначала Пристли (1771 г.), затем Сенебьи (1782 I.) и Соссюр (1804 г.) установили выделение чистого воздуха (кислорода) и накопление углерода при фотосинтезе растений. Буссенго точно определил газообмен растений и первым установил, что при усвоении 6 моль СО2 выделяется 6 моль кислорода. Исключительно важную роль в развитии учения о фотосинтезе сыграли исследования Тимирязева. Он пришел к убеждению, что световая энергия, необходимая для фотосинтеза, поглощается хлорофиллом — сенсибилизатором фотосинтеза. Тимирязев писал Я был первым ботаником, заговорившим о законе сохранения энергии и соответственно с этим заменившим и слово свет выражением лучистая энергия [7]. [c.7]

    Однако процесс фотосинтеза включает не только обмен углекислоты, но и обмен кислорода. В последнее время удалось экспериментально разделить эти две стороны фотосинтетического газообмена и наблюдать выделение кислорода без одновременного поглощения углекислоты (реакция Хилла). Исследования, проведенные в естественных условиях, показали, что газообмен растения представляет собой более сложное явление, чем только поглощение углекислоты, сопровождающееся выделением кислорода на свету, й выделение углекислоты при поглощении кислорода в темноте. С. П. Костычев (Коз1у8сЬе , 1931) обратил внимание на выделение углекислоты на свету. Позднее это явление было обнаружено у целого ряда растений. [c.62]

    Возможно, усиленное накопление аскорбиновой кислоты в обработанных карбином растениях овсюга направлено на ослабление токсического действия гербицида. Известно, например, что при продвижении растений на север и в горы в связи с понижением температуры у них повышается содержание аскорбиновой кислоты (Гребинский, 1941 Овчаров, 1964). Отмечено, что накопление восстановленной формы аскорбиновой кислоты повышает устойчивость растений против ионизирующего излучения (Власюк и др., 1963). Являясь переносчиком водорода, аскорбиновая кислота тесно связана со всей системой ферментов, участвующих в дыхательном газообмене растений (Рубин, Ладыгина, 1966). Например, показано, что растения или отдельные органы растений, наиболее богатые аскорбиновой кислотой, содержат также активную перок-сидазу (Михлин, 1947). Окислительно-восстановительные превращения аскорбиновой кислоты в растительном организме тесно [c.317]

    Большая часть органического вещества океанов, морей и суши после гибели организмов подвергается бактериальному окислению в присутствии свободного и рястворенного кислорода воздуха. С этим связан непрерывно идущий газообмен углекислого газа — продукта окисления органического вещества. Образовавшийся углекислый газ попадает в атмосферу, откуда в свою очередь поглощается растениями и участвует в образовании их органического вещества. Лишь очень небольшая часть органического вещества, претерпевшая ряд изменений и состоящая из относительно устойчивых к действию бактерий соединений, сохраняется в верхних слоях морских и пресноводных осадков, а также в почвенных слоях суши. [c.108]

    Возникающее вследствие осмотического дисбаланса этих двух сред избыточное гидростатическое давление внутри растительной клетки, называемое тургорным дявленвем (или просто тургором), имеет для растений жизненно важное значение. Тургор-главная сила, растягивающая клетку в период ее роста он в значительной мере ответствен также за жесткость растительных тканей (сравните ушщишй лист обезвоженного растения с упругими листьями растения, получающего достаточно воды). Кроме того, изменения тургора обусловливают те ограниченные движения, которые можно наблюдать у растений, например движения замыкающих клеток устьиц, регулирующих транспирацию и газообмен между листьями и атмосферой (рис. 19-10), подвижность ловчих органов у насекомоядных растений или листьев у растений-не-дотрог , чутко реагирующих на прикосновение. [c.166]

    Применение углекислоты для питания растений основано на процессе фотосинтеза. Листья растений с помощью хлорофилла поглощают углекислоту воздуха и вместе с водой перерабатывают ее в питательные органические вещества, необходимые для их развития и роста. Этот процесс сопровождается выделением кислооода, то есть происходит газообмен на основе дыхания растений. Для усиленного построения органических питательных веществ растения должны получать больше воды и углекислоты. Однако концентрация углекислоты в воздухе незначительна, количество ее, необходимое для процесса фотосинтеза, ограничи. вается 0,008—0,01%. При искусственном добавлении углекислоты и повышении концентрации ее в воздухе можно повысить интенсивность фотосинтеза в 1,5—3 раза. [c.191]

    При увеличении концентрации углекислого газа в воздухе увеличивается переход СО2 в раствор, в результате чего повышается концентрация в нем водородных ионов, и, наоборот, при уменьшении количества угле-т ислого газа в воздухе СО2 выделяется из раствора. Обогащение углекислотой почвенного раствора усиливает растворяющее действие его на минеральные соединения почвы (фосфаты и карбонаты кальция и др.), способствует переводу их в усвояемые для растений формы. В то же время очень высокое содержание углекислоты и недостаток кислорода в почвенном воздухе (например, при избыточной влажности и плохой аэрации почвы) отрицательно влияют на развитие растений и микроорганизмов. При недостатке кислорода ухудшаются дыхание и рост корней, уменьшается их поглощающая поверхность и усвоение растениями питательных веществ. В условиях плохой аэрации, при снижении концентрации кислорода в почвенном воздухе в почве начинают преобладать анаэробные, восстановительные процесссы. Хорошая аэрация почвы и интенсивный газообмен почвенного воздуха с атмосферным способствует обогащению углекислым газом приземного слоя воздуха и в то же время создает в почве более благоприятные условия для развития почвенных микроорганизмов, для питания и роста растений. [c.92]

    Буссенго [2] определил фотосинтетический коэффициент и получил величины для между 0,8 и 1,2 со средним, близким к единице. В его измерениях наблюдаемое образование кислорода сравнивалось с наблюдаемым поглош ением двуокиси углерода. Однако уже Ингенхуз знал или подозревал, что растения дышат на свету, так что наблюдаемый днем газообмен яв.т[яется балансом фотосинтеза и дыхания. Расчет истинного фотосинтеза требует поправки на дыхание, которая не может быть получена без некоторых произвольных допуш ений. [c.36]

    Бриллиант В. А. и Т. А. Крупников а. 1953. Влияние некоторых ядов на газообмен водных растений в условиях непрерывного и прерывистого освещения. Тр. ВИН, сер. IV, Эксперим. бот., 9, 77—99. [c.85]

    Полиэтиленовые пленки обладают высокой проницаемостью для кислорода и углекислоты, хорошо пропускают световые лучи, достаточно морозоустойчивы. В то же время они обладают низкой паропроницаемостью и водонабухаемостью. Эти свойства позволяют создать внутри теплиц оптимальные условия для развития растений высокую влажность, необходимый газообмен, достаточное количество световой энергии и тепла. [c.39]

    Степень ожога растений пестицидами зависит от условий окружающей среды и видовых особенностей растений. Как правило, теплая погода способствует лроявлению ожигающего действия. Днем, при усиленном газообмене и при открытых устьицах на листьях, ожоги могут быть сильнее, чем ночью, когда устьица закрыты. Чем тоньше покровные ткани растений, тем сильнее пестицид действует на растение. Более подвержены ожогам растения, произрастающие во влажных условиях. [c.41]

    Газообмен СО2 и О2 опытных растений во время газации можно контролировать автоматически приборами Унор или Оксигор соответственно, а транспирацию измеряли специально модифицированным прибором Урас . Автоматические клапаны с соленоидным приводом, расположенные у входного и выходного отверстий [c.19]

    Влияние на газообмен определяли по интенсивности фотосинтеза либо целых растений в камерах из плексигласа (см. разд. 1.1.3), либо одиночных листьев в специальных листовых камерах (Guderian, 1970). Как абсолютные, так и дифференциальные измерения (Egie, 1960) проводили при помощи инфракрасных анализаторов газов ( Унор и 15А , выпускаемых фирмами Майхак и Бекман, соответственно). Величину абсолютного обмена СОг в единицу времени рассчитывали как произведение разности концентраций СОг во входящем и выходящем воздухе и скорости обмена воздуха и выражали в мг СОг/дм площади листа в единицу времени. [c.24]

    Накопление С1, т. е. разница между содержанием С1 у подвергавшихся газации и контрольных растений, сильно варьировало в зависимости от видовой принадлежности растений. В то время как аккумуляция С1 у клевера лугового красного в темноте составляла 0,16% С1 на сухое вещество, достигая лишь одной шестой от аккумуляции при дневном освещении (0,97% I), различие было не столь резким у райграсса, накапливавшего 0,37 и 1,17% соответственно. Очевидно, что, несмотря на предполагаемое закрывание устьиц в темноте (Meidner, Mansfield, 1968), через них все же осуществляется существенный газообмен [c.58]

    Последнее, очевидно, связано с нзлшнением анатомического строения лпстьев растении увеличивается губчатая паренхима межклеточного пространства н тем самым улучшается газообмен листьев. Кроме того, метка радпо-активным изотопом фосфора (Р ) суперфосфата, внесенного в почву, позволила установить более быстрое погло-щ,епие фосфора корнями растений, выросших из облученных семян. [c.289]

    Еще более эффективным оказалось применение клея трагаканта, представляющего собой безвредное, клейкое, долго не затвердевающее вещество, легко растворимое в воде и не препятствующее газообмену. (Трагакант — камедь добывается из кустарникового растения — трагакантового астрагала, относящегося к семейству бобовых, путем надреза ствола или корневой шейки.) Колхицин-трагакантовая смесь имеет ряд преимуществ. Она хорошо прилипает, медленно высыхает, при поливе не смывается, а набухает, удерживая воду, благодаря чему колхицин снова становится действенным и вопринимается растением. Использование колхицин-трагакантовой смеси создает экономию в расходе колхицина, так как действие колхицина в смеси с трагакантом сильнее, чем в водном растворе или в смеси с агаром и глицерином. Это необходимо помнить при обработке чувствительных объектов. [c.65]

    Паренхима Выполняющая ткань. Опора в травянистых растениях. Метаболически активна. Система воздухоносных межклетников обеспечивает газообмен. Хранение запасных продуктов. Транспорт веществ по клеткам или через клеточные стенки Живая Целлюлоза, пектины и гемицеллюлозы Обычно изоди-аметрическая, иногда вытянутая Кора, сердце-вина, сердцевинные лучи в ксилеме и флоэме — древесинная и лубяная паренхима [c.219]

    Рассматривая поверхность листьев в световом микроскопе, можно заметить, что у двудольных клетки эпидермиса имеют неправильную форму и извилистые стенки (рис. 6.3., Б), тогда как у однодольных форма их более правильная, приближающаяся к прямоугольной (рис. 6.3., В). На определенных расстояниях друг от друга на поверхности листа рассеяны особые, специализированные клетки эпидермиса, так называемые замыкающие клетки. Они всегда располагаются парами — две клетки рядом, и между ними видно отверстие это так называемое устьице (рис. 6.1. и рис. 6.3., Б и В). Замыкающие клетки имеют характерную форму, отличную от других клеток эпидермиса. Кроме того, это единственные клетки эпидермиса, в которых есть хлоропласты все прочие клетки эпидермиса бесцветны. Размеры устьичного отверстия (устьичной щели) зависят от тургесцентности замьпсающих клеток (подробнее об этом см. в гл. 13). Устьица обеспечивают газообмен при фотосинтезе и дыхании, поэтому их больще всего в эпидермисе листьев, хотя они встречаются также и на стебле. Через устьица выходят из растения наружу и па-рыводы, что составляет часть общего процесса, называемого транспирацией. [c.224]

    МЕЗОФИЛЛ (СМ. ТАКЖЕ РИС. 7.3. И 7.4). Эта выполняющая ткань располагается между двумя слоями эпидермиса листа (рис. 6.1) и состоит из модифицированных паренхимных клеток, осуществляющих фотосинтез. Фотосинтетическую паренхиму иногда называют хлоренхимой. Цитоплазма клеток хлоренхимы содержит большое число хлоропластов, в которых и протекают реакции фотосинтеза. У двудольных растений мезофилл состоит из двух четко различающихся слоев верхний слой составляет палисадная паренхима, клетки которой имеют столбчатую форму, а нижний — губчатая паренхима с клетками неправильной формы, содержащими меньше хлоропластов. Фотосинтез вдет главным образом в палисадной паренхиме, а воздухоносные межклетники губчатой паренхимы обеспечивают интенсивный газообмен. [c.224]

    Являясь переносчиком водорода, аскорбиновая кислота тесно связана со всей системой ферментов, участвующих в дыхатель-. ном газообмене живой ткани растения. [c.230]

chem21.info

Газообмен - «Энциклопедия»

ГАЗООБМЕН (биологический), обмен газов между организмом и внешней средой в процессе дыхания. В организмы поступает кислород (О2), который затем используется для окисления соединений, вовлекаемых в обмен веществ; в результате освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности, и образуются конечные продукты обмена, в том числе диоксид углерода (СО2) и незначительное количество других газообразных соединений. Организмы получают необходимый им О2 либо из атмосферы, либо из воды, в которой он растворён. Газообмен  осуществляется путём диффузии газов непосредственно через поверхность клеток.

Газообмен у животных. У простейших, кишечнополостных и червей газообмен происходит через покровы тела. У насекомых и паукообразных появляется система трубочек (трахей), с помощью которых О2 поступает непосредственно к тканям тела. У ракообразных, рыб и некоторых других организмов для газообмена служат жабры, а у большинства позвоночных - лёгкие. У земноводных помимо лёгких в газообмене участвуют кожа и эпителий, выстилающий ротовую полость.

Реклама

У многих животных и человека газообмен осуществляется при участии дыхательных пигментов (металлопротеинов крови или гемолимфы), способных обратимо связываться с О2 и служить его переносчиками. При высоких концентрациях О2 пигмент легко его присоединяет, а при низких - отдаёт (в связывании О2 участвуют главным образом ионы железа или меди). У позвоночных и многих беспозвоночных животных таким пигментом является гемоглобин, у ряда беспозвоночных - гемоцианин, гемоэритрин и хлорокуорин. Лишь незначительная доля (около 5%) всего поступающего из клеток в кровь СО2 находится в растворённом состоянии; основная его часть (около 80%) при участии фермента карбоангидразы превращается в угольную кислоту, которая диссоциирует на карбонатные и гидрокарбонатные ионы; таким образом, существует равновесие между растворёнными СО2, Н2СО3, НСО-3 и СО2-3. Кроме того, 6-7% СО2 может взаимодействовать также с аминогруппами белков (в том числе гемоглобина) с образованием карбаминовых соединений. Отношение удаляемого из организма СО2 к поглощённому за то же время О2 называется дыхательным коэффициентом, который равен примерно 0,7 при окислении жиров, 0,8 при окислении белков и 1,0 при окислении углеводов. Количество энергии, освобождающейся при потреблении 1 л О2, составляет 20,9 кДж (5 ккал) при окислении углеводов и 19,7 кДж (4,7 ккал) при окислении жиров. Таким образм, по потреблению О2 в единицу времени и по дыхательному коэффициенту можно рассчитать количество освободившейся в организме энергии, оценить интенсивность окислительно-восстановительных процессов, происходящих во всех органах и тканях.

Газообмен  у животных уменьшается с понижением температуры тела, а при её повышении - увеличивается. У человека потребление О2 может возрастать с 200-300 мл/мин в состоянии покоя до 2000-3000 мл/мин при физической работе, а у хорошо тренированных спортсменов - до 5000 мл/мин. Соответственно увеличиваются выделение СО2 и расход энергии; происходят сдвиги дыхательного коэффициента. Сравнительное постоянство газообмена обеспечивается приспособительными (компенсаторными) реакциями систем организма, участвующих в газообмене и регулируемых нервной системой как непосредственно, так и через эндокринную систему. Газообмен  у человека и животных исследуют в условиях полного покоя, натощак, при температуре 18-22 °С. При исследованиях газообмена определяют объём вдыхаемого и выдыхаемого воздуха и его состав (при помощи газовых анализаторов), что позволяет вычислять количества потребляемого О2 и выделяемого СО2. Смотри также Дыхание, Дыхания органы.

Лит.: Физиология человека. М., 1986. Т. 4; Уэст Дж. Физиология дыхания. М., 1988; Эккерт Р., Рэнделл Д., Огастин Дж. Физиология животных. М., 1992. Т. 2; Физиология человека. М., 1996. Т. 2. Г. Г. Исаев.

Газообмен у растений сопровождает как дыхание, так и фотосинтез: во время фотосинтеза поглощается СО2, выделяется О2, а при дыхании - наоборот. Как все живые организмы, растения дышат 24 ч в сутки, фотосинтез же идёт только на свету. Днём, как правило, фотосинтез идёт быстрее дыхания, к вечеру скорость его снижается и в определённый момент становится равной скорости происходящего одновременно дыхания. При этом газообмен не регистрируется (состояние компенсации). При дальнейшем уменьшении освещённости дыхание начинает преобладать, а в темноте происходит только выделение СО2, образующегося в результате дыхания.

Газообмен  листьев, молодых стеблей, цветков происходит через устьица (с помощью открывания и закрывания последних растение регулирует скорость газообмена). На старых стеблях устьица заменяются всегда открытыми чечевичками (отверстиями в пробке), поэтому газообмен старых стеблей растение регулировать не может. Скорость газообмена различна у растений разных видов, в разных органах и тканях одного растения. Она зависит от внешних факторов и физиологического состояния клеток. По количеству выделенного или поглощённого О2 или СО2 определяют скорость фотосинтеза или дыхания того или иного растения или органа.

Г. А. Дмитриева.

knowledge.su

Газообмен

В губчатой паренхиме интенсивность фотосинтеза ниже, чем в столбчатой паренхиме, но именно здесь идут процессы транспирации и газообмена. Диоксид углерода через устьица, расположенные главным образом в нижнем эпидермисе, приникает в большие межклетники и по ним поступает ко всем тканям листа. Парообразная влага, кислород и диоксид углерода, образующиеся при фотосинтезе и дыхании клеток мезофилла, передвигаются в обратном направлении и через устьица выделяются наружу. Т.о. оба вида ассимиляционной ткани тесно связаны между собой не только в структурном, но и в функциональном плане.

Расположение устьиц на нижней стороне листа имеет следующее экологическое значение:

  1. Нижняя сторона листа меньше нагревается на свету, поэтому потеря воды листом в процессе транспирации происходит медленнее через устьица, расположенные в нижнем, а не в верхнем эпидермисе.

  2. Главным источником диоксида углерода в атмосфере является «почвенное дыхание», т.е. выделение углекислого газа в результате жизнедеятельности почвенных микроорганизмов и дыхания корней высших растений. Воздух, обогащенный диоксидом углерода, по градиенту концентрации диффундирует вверх и легко проникает через устьица в ткани листьев.

Фотосинтез

Все живые организмы, обитающие на Земле, представляют собой открытые системы, активно организующие поступление энергии и вещества извне. Для синтеза компонентов организма необходимо потребление извне химических элементов. Главным структурным элементом органических молекул является углерод. В зависимости от источников углерода живые организмы делят на две большие группы: автотрофы, использующие неорганический источник углерода. И гетеротрофы, использующие органические источники углерода.

В общем виде поток энергии можно представить схемой:

  1. Энергия Солнца → автотрофы → органические вещества → АТФ → различные формы работы.

  2. Энергия Солнца → автотрофы → органические вещества → гетеротрофы → АТФ → различные формы работы.

Существует два типа клеточных механизмов, обеспечивающих поток энергии.

  1. Процесс приобретения энергии и вещества живыми организмами называется питанием.

  2. Процесс высвобождения энергии из богатых ею веществ, полученных с пищей, называется дыханием.

Фотосинтез – синтез органических соединений из неорганических, идущих за счет энергии света, т.е. процесс утилизации энергии света. Фотосинтетическими органоидами клеток являются хлоропласты. Структурной и функциональной единицей хлоропластов является тилакоид, имеющий форму плоских мешочков. Тилакоиды местами уложены в стопки – граны. На мембранах тилакоидов имеются частицы 2-х типов. Мелкие частицы составляют фотосистему 1, более крупные – фотосистему 2. Пигменты хлорофиллы улавливают квант света и передают возбужденный электрон к реакционному центру. Часть хлорофиллов связана с ферментативным комплексом. В эти комплексы входят белки – цитохромы, которые являются переносчиками электронов.

Фотосинтез можно подразделить на две фазы.

  1. Световая фаза, которая включает в себя циклическое фосфорилирование, нециклическое фосфорилирование и фотолиз воды.

  2. Темновая фаза.

Световая фаза. В ней участвуют хлорофиллы, белки – переносчики, и АТФ-азы. При циклическом фосфорилировании квант света взаимодействует с хлорофиллом, высвобождается электрон, который захватывается фотосистемой 1. Возбужденный электрон возвращается на свою орбиту в хлорофилл, проскакивая цитохромы. При этом энергия света, которую получил электрон, переводится на цитохромах в энергию химических связей АТФ. Такое превращении энергии наблюдается у фотосинтезирующих бактерий.

2 хл а + 2 АДФ + 2 Ф + 2 hν→ 2 хл+ + 2ē + 2 АТФ.

АТФ – соединение нестойкое, в качестве более стойкого акцептора выступает НАДФ. Эта кумуляция энергии происходит при нециклическом фосфорилировании. Параллельно с этим происходит и фотолиз воды.

Нециклическое фосфорилирование и фотолиз воды. Нециклическое фосфорилирование происходит у растений с ФС1 и ФС2. Квант света взаимодействует с ФС1 и ФС2. Возбужденный электрон из ФС2 переносится на молекулу акцептора. Молекула хлорофилла второй фотосистемы, потерявшая свои электроны, может заменить их электронами молекулы воды. Процесс светозависимого окислительного расщепления молекул воды называют фотолизом. Ферменты фотолиза локализованы на внутренней мембране тилакоидов.

  1. 2 Н2О hν→2Н+ + 2 ОН-

  2. ОН- + ОН- → Н2О + ½ О2 + 2ē

½ О2 + ½ О2 = О2

  1. 2 хл а+ + 2Н+ + 2ē + НАДФ → 2 хл+ а + НАДФ.Н2

  2. 2 хл а+ + 2ē→2 хл а

Энергия света передает электроны последовательно на различные акцепторы ФС1, задействуется ФС2. При этом происходит фотофосфорилирование с образованием АТФ. Общее уравнение нециклического фосфорилирования:

Н2О + НАДФ + 2 АДФ + 2Ф →½О2 + НАДФ.Н2 + 2АТФ.

Таким образом, во время световой фазы происходит:

  1. образование О2 вследствие разложения воды.

  2. Синтез АТФ

  3. Образование водорода в форме НАДФ.Н2

В дальнейшем НАДФ.Н2 переходит в строму хлоропласта, где участвует в синтезе углеводов. Для этих реакций свет не нужен, и поэтому они называются темновыми.

Темновая фаза. В ней происходит перевод активного водорода с никотинамиддинуклеатидфосфата восстановленного на компактный акцептор – углерод. Т.е. в темновой фазе синтезируются углеводы. В строму хлоропласта поступает НАДФ.Н2 , СО2, и АТФ. Процесс синтеза углеводов происходит циклично и называется циклом Кальвина.

Исходным (и конечным) соединением цикла Кальвина является сахар – рибулозо-1,5-бифосфат. Процесс начинается, когда диоксид углерода входит в цикл и фиксируется на РБФ. Шесть молекул РБФ реагируют с шестью молекулами СО2, образуя 12 молекул 3-фосфоглицерата, которые превращаются глицероальдегид – 3 – фосфата. Десять из них перераспределяются с образованием шести пятиуглеродных молекул РБФ. Оставшиеся 2 молекулы глицероальдегид-3-фосфата представляют собой «чистый выход» цикла Кальвина. В течение каждого оборота цикла одна молекула СО2 восстанавливается, а молекула РБФ регенерируется. Шесть оборотов цикла с поглощением шести С необходимо совершить, чтобы образовался шестиуглеродный сахар – глюкоза.

6СО2 + 12НАДФ.Н2 + 18 АТФ → С6Н12О6 + 12 НАДФ. + 18 АДФ + 18 Ф + 6Н2О.

Т.о. Все органические вещества, включающие в себя углерод в качестве акцептора возбужденного электрона, являются источниками энергии.

В процессе фотосинтеза кроме моносахаридов (глюкоза и др.), которые превращаются в крахмал и запасаются растением, синтезируются мономеры других органических соединений: аминокислоты, глицерин и жирные кислоты.

В процессе фотосинтеза кроме моносахаридов (глюкоза и др.) которые превращаются в крахмал и запасаются растением, синтезируются мономеры других органических соединений – аминокислоты, глицерин и жирные кислоты.

studfiles.net

Регуляция процессов дыхания и газообмена растений

Дыхание тесно связано с другими процессами метаболизма.Необходимо подчеркнуть, что, несмотря на противоположную направленность двух центральных процессов растительного организма —.фотосинтеза и дыхания и на их рассредо- точенность в разных органеллах клетки, между ними существует тесная взаимосвязь. Прежде всего для протекания процесса дыхания органические вещества (субстраты).Таким субстратами в первую очередь являются углеводы, которые у зеленых растений образуются в процессе фотосинтеза. Вместе с тем превращение веществ в процессе фотосинтеза и дыхания идет через ряд сходных промежуточных продуктов. Особенно много сходного в превращениях между фотосинтетическим циклом Кальвина и реакциями пентозофосфатного пути дыхательного обмена. Как в том, так и в другом случае происходят взаимны превращения Сахаров с разной длиной углеродной цепочки (3, 4, 5, 6 и 7 углеродных атомов). По-видимому, несмотря на различное распределение (компартментацию) этих метаболитов в клетке, между ними существует обмен. Иначе го вор я, промежуточные. продукты дыхания могут быть использованы в процессе фотосинтеза. Одновременно возможен и обратный процесс. Много общего в энергетике фотосинтеза и дыхания в процессах фотосинтетического и окислительного фосфорилирования. Между этими двумя процессами возможен обмен энергетическими эквивалентами. АТФ, образовавшаяся на свету при фотосинтетическом фосфорилировании, может служить основным источником энергии для различных биосинтетических процессов, заменяя АТФ, образовавшуюся в процессе дыхания. С другой стороны, АТФ и НАДФ-Н, образовавшиеся в процессе дыхания, могут быть использованы для реакций цикла Кальвина. Имеются наблюдения, что на свету основными органеллами, поставляющими АТФ, являются хлоропласты.

Многие промежуточные продукты процесса дыхания являются основой биосинтеза важнейших соединений. Уже на протяжении первой, анаэробной фазы дыхания (гликолиз) триозофосфат, преобразуясь в глицерин, может служить источником для синтеза жиров. Пировиноградная кислота путем аминирования может дать аланин. Не менее важное значение имеют и промежуточные продукты цикла Кребса. Например, а-кетоглютаровая и щавелевоуксусная кислоты в процессе аминирования дают аминокислоты — глутаминовую и аспарагиновую. Благодаря реакции переаминиро- вания эти кислоты могут быть источником аминогруппы для других аминокислот и, таким образом, являться важнейшими промежуточными продуктами для синтеза как белка, так и пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований. Янтарная кислота, образовавшаяся в цикле Кребса, дает основу для образования порфиринового ядра хлорофилла. Ацетил-КоА служит основой для образования жирных кислот. Поскольку имеется ряд реакций и процессов, благодаря которым отдельные компоненты извлекаются из цикла Кребса, должны быть и обратные процессы, поставляющие их в цикл. Если бы этого не было, скорость превращения в аэробной фазе дыхания заметно бы снизилось. Такими реакциями являетсяокислительное дезаминирование аминокислот, приводящее к образованию органических кислот. Имеет значение также реакция карбоксилирования пировиноградной кислоты или ее фосфорилированой формы, в результате чего образуется щавелевоуксусная кислота. Основной процесс, при котором образуются пентозы в растении, — то пентозофосфатный путь дыхательного обмена. Пентозы входят в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот и ряда коферментов, в том числе таких важных, как никотинамидные (НАД и НАДФ), флавиновые (ФМН, ФАД). Пентозофосфатный путь дыхания является также источником образования эритрозо-4-фосфата. Эритрозофосфат, взаимодействуя с фосфоенолпируватом, образует шикимовую кислоту. Шикимовая кислота — материал для образования ряда ароматических аминокислот, например триптофана, а из трипсина образуется один из главных гормонов роста растений — ауксин (Р-индолилуксусная кислота).

Рассмотренные связи дыхания и других процессов метаболизма растения не являются постоянными, раз навсегда данными. Они возникают и нарушаются под влиянием как внутренних особенностей растения, так и внешних условий. При неблагоприятных условиях эти нарушения могут быть значительными и даже летальными.

Показатели газообмена растений

Возрастание функциональной активности клеток сопровождается усилением дыхания. В значительной степени это достигается благодаря механизму дыхательного контроля, или акцепторного контроля дыхания. Дыхательным.контролем называют зависимость скорости потребления O2 митохондриями от концентрации ADP, который служит акцептором фосфата при окислительном фосфорилировании. В условиях полного сопряжения транспорта электронов по ЭТЦ с синтезом АТР интенсивность дыхательного процесса в митохондриях зависит от концентрации ADP или, точнее, от отношения действующих масс АТР-системы: [ATP]/[ADP]. Причем неорганический фосфат обычно присутствует в достаточном количестве и не является ограничивающим фактором. В клетке, находящейся в состоянии покоя, это отношение достаточно велико, так как почти весь ADP фосфорилирован. При увеличении функциональной активности клеток АТР расходуется на энергозависимые процессы, в результате чего возрастает концентрация ADP, а это в свою очередь приводит к повышению скорости переноса электронов и интенсивности окислительного фосфорилирования. Важно подчеркнуть, что в данном случае уровень ADP регулирует интенсивность транспорта электронов и окислительное фосфорилирование не как аллостерический фактор, а как субстрат фосфорилирования.

Более полно состояние адениннуклеотидной системы выражается отношением, получившим название энергетического заряда:

[АТР] + у2 [ADP] [АТР] + [ADP] + [AMP] '

который характеризует меру заполнения всей адениннуклеотидной системы высокоэнергетическими фосфатными группами.

Регуляция процесса дыхания растений

Эффект Пастера. Уровень O2 в тканях влияет не только на интенсивность дыхания, но определяет и величину расходования дыхательных субстратов, на что впервые обратил внимание Пастер. В его опытах с дрожжами в присутствии O2 снижались распад глюкозы и интенсивность брожения (уменьшалось количество спирта и выделяемого СO2), но одновременно наблюдался интенсивный рост биомассы дрожжей вследствие усиления использования Сахаров на синтетические процессы. Торможение распада Сахаров и более эффективное их использование в присутствии кислорода получило название «эффекта Пастера».

Механизм эффекта Пастера состоит в том, что в присутствии O2 интенсивно идущий процесс окислительного фосфорилирования конкурентно уменьшает количество молекул ADP, вступающих в гликолиз (на нужды субстратного фосфорилирования). По этой причине, а также из-за тормозящего действия АТР (синтез которого резко возрастает в аэробных условиях) на фосфофруктокиназу, скорость процессов гликолиза в присутствии O2 снижается. Избыток АТР может способствовать и ресинтезу глюкозы из части молекул пирувата, образующегося в ходе гликолиза. Без кислорода не функционируют цикл Кребса и ПФП и, следовательно, клетки не получают многих промежуточных соединений, необходимых для синтеза клеточных структур. В присутствии 02 все эти циклы работают. Увеличение концентрации молекул АТР в условиях аэробиоза также способствует синтетическим процессам.



biofile.ru


Смотрите также

Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта