Основы физиологии растений. Дыхание растений

Август 11, 2022

Главная
Биология
Основы физиологии растений. Дыхание растений

Содержание

2. Клеточное дыхание – окислительный, с участием кислорода распад органических веществ, с образованием химически активных метаболитов и
3. История открытия и изучения дыхания растений 1773-1775 А.Лавуазье – дыхание – медленное горение – поглощение кислорода,
4. 1903 -1915 В.Палладин развил теорию химизма дыхания (в.т.ч. опираясь на взгляды Баха), дыхание двуфазно(анаэробная и аэробная
5. Основные пути окисления дыхательного субстрата Окисление связано с потерей электрона (протона), восстановление – наоборот. 1. 2Н2+О2
6. Оксидазы Активируют кислород, т.е. катализируют заключительные этапы окисления. Железо-протеиды (каталаза, пероксидаза, ЦхО, гемин) Медь-протеиды (полифенолоксидаза, аскорбатоксидаза)
7. Химизм дыхания Гликолиз (цикл Эмбдена-Мейерхофа – Парнаса) – доминирующий путь окисления углеводов в растениях (расщепление сахара)
8. II Этап – первое субстратное фосфорилирование 3-ФГА →1,3 ДФГК (НАД-зав. Shфермент) 1,3 ДФГК + АДФ→ 3-ФГК
10. Общий итог гликолиза Г → 2ПВК (-2АТФ; +4АТФ ----+2АТФ) 2НАДР восст. (+6 АТФ) Всего +АТФ (335кДж/моль(80
12. Ацетил – КоА образуется из ПВК и КоА (Соа-SH) Необходимы: ФАД, липоевая кислота, тиамин-пирофосфат, двухвалентные катионы
13. Пентозофосфатный цикл
14. Итог и значение ПФП 6 глюкозо-6-фосфат + 12НАДФ + + 7H2O=6CO2 + 12НАДФН + 12Н+ +
17. Скачать презентацию

Слайд 2

Клеточное дыхание – окислительный, с участием кислорода распад органических веществ, с

образованием химически активных метаболитов и энергии, используемых в жизнедеятельности клетки.
Общее уравнение дыхания:
С6Н12О6 + 602 > 6С02 + 6Н20 + 2875 кДж/моль

Слайд 3

История открытия и изучения дыхания растений
1773-1775 А.Лавуазье – дыхание – медленное

горение – поглощение кислорода, выделение углекислого газа и тепла;
1778-1780 Я. Ингенхауз – зеленые растения в темноте, а их незеленые части на свету и в темноте поглощают кислород, выделяя углекислый газ;
1797-1804 Н. Соссюр – основатель учения о дыхания растений, используя количественный анализ установил, что в темноте растения поглощают столько же кислорода, сколько выделяют углекислого газа, одновременно выделяется вода;
1876 Н.Бородин – интенсивность дыхания побегов с листьями зависит от количества углеводов, накопленных на свету;
1897 А.Бах предложил перекисную теорию дыхания, но в дальнейшем она не подтвердилась, но показала, что кислород может включаться в состав органических соединений при перекисном окислении субстрата;
1921 О. Варбург – СО и НСN, блокирующие Fe-содержащие порфириновые ферменты угнетают дыхание;
1925 – Д.Клейн доказал наличие цитохромооксидазы в клетках, ускоряющей поглощение кислорода, открыл другие цитохромы;

использованные

Слайд 4

1903 -1915 В.Палладин развил теорию химизма дыхания (в.т.ч. опираясь на взгляды

Баха), дыхание двуфазно(анаэробная и аэробная стадии). Первая фаза – дегидрирование;
1912 – Г.Виланд – подтвердил в модельных экспериментах, что биологическое окисление связано с отнятием водорода – дегидрированием;
1955 – Б.Вартапетян и А.Курсанов в отпытаз с меченым кислородом изучили участи воды и кислорода в дыхании (кислород углекислоты из воды);
Н. Соссюр показал, что растения могут выделять углекислоту в отсутствие кислорода, а Л.Пастер показал, что в таких условиях образуется этанол;
1875 Э. Пфлюгер и Пфеффер предположили, что этанол образуется в анаэробной фазе, а потом в аэробной окисляется;
1910 – С.Костычев – опроверг такие взгляды, предположив, что в анаэробной фазе образуется некое промежуточное вещество, затем могут быть различные варианты брожения или дыхание(в разных условиях), подтвердил генетическую связь дыхания и брожения;

Слайд 5

Основные пути окисления дыхательного субстрата
Окисление связано с потерей электрона (протона), восстановление

– наоборот.
1. 2Н2+О2 = 2Н2О
2. Cu+ - e- → Cu2+
3. сукцинат – 2 e- - 2Н + → фумарат + ФАДН2
Ферменты, катализирующие ОВР в клетке – оксидоредуктазы (дегидрогеназы и оксидазы)
Аэробные дегидрогеназы – двухкомпонентные, содержат рибофлавин в качестве простетической группы (ФАД и ФМН) – ЛДГ, СДГ и др.
Доноры электронов для них служат анаэробные ДГ, акцепторами – цитохромы и кислород.
Анаэробные дегидрогеназы – двухкомпонентные, кофермент НАД + и НАДФ +
(катализируют ОВР в спиртовом и молдочнокислом брожении, ДГ продуктов аэробного окисления ПВК

Слайд 6

Оксидазы
Активируют кислород, т.е. катализируют заключительные этапы окисления.
Железо-протеиды (каталаза, пероксидаза, ЦхО, гемин)
Медь-протеиды

(полифенолоксидаза, аскорбатоксидаза)
Железопорфирин Цх и ЦхО

Слайд 7

Химизм дыхания
Гликолиз (цикл Эмбдена-Мейерхофа – Парнаса) – доминирующий путь окисления углеводов

в растениях (расщепление сахара)
I этап - подготовительный
Пул гексоз (Г-1Ф, Г-6Ф и Ф6Ф) находится в цитозоле, могут образовываться из сахарозы (необратимо – инвертаза, обратимо – сахарозосинтетазой)
Сахароза +УДФ ----УДФ-глюкоза +фруктоза
УДФ-глюкоза + пирофосфат → Г-1Ф + УТФ
Г-1Ф ---------Г-6Ф (вззаимопревращаемы без затрат Е)
В отсутствии сахарозосинтетазы:
Г+АТФ →Г-6Ф + АДФ (фермент гексокиназа и магний)
Г-6Ф → Ф-6Ф (Г-6Ф –изомераза)
Ф-6Ф + АТФ → Ф-1,6ДФ + АДФ
Ф-1,6ДФ → ФДА + ФГА (дихотомический путь)
Итог: образуются промежуточные метаболиты, тратится АТФ)

→

Слайд 8

II Этап – первое субстратное фосфорилирование
3-ФГА →1,3 ДФГК (НАД-зав. Shфермент)

1,3 ДФГК + АДФ→ 3-ФГК +АТФ(фосфоглицераткиназа)
Итог: образуются восст. НАДН и АТФ
III ЭТАП – второе субстратное фосфорилирование
3-ФГК (фосфоглицератмутаза) → 2-ФГК
2-ФГК – Н2О →ФЕПВК (енолаза)
ФЕПВК +АДФ → ЕПВК (пируваткиназа) → ПВК → (ЩУК и т.д)
Итог: образуется АТФ

Слайд 9

Слайд 10

Общий итог гликолиза
Г → 2ПВК (-2АТФ; +4АТФ ----+2АТФ)
2НАДР восст. (+6 АТФ)
Всего

+АТФ (335кДж/моль(80 ккал)
Функции гликолиза:
1. связь между дыхательными субстратами и циклом Кребса;
2. образование НАДН восст. и АТФ (особенно в условиях аноксии);
3. образование метаболитов;
4. в хлоропластах метаболизм крахмала в триозы и прямой путь синтеза АТФ, независимый от НАДФН

Слайд 11

Слайд 12

Ацетил – КоА образуется из ПВК и КоА (Соа-SH)
Необходимы: ФАД, липоевая

кислота, тиамин-пирофосфат, двухвалентные катионы
Центральную роль в регуляции цикла играет соотношение НАДН/НАД +
В ходе цикла Кребса:
Расходуются – 1ПВК, 4НАД, 1АДФ, 1ФАД, 2Н2О
Образуются – 4НАДН, 1АТФ, 1ФАДН2, 2Н2О, 3СО2
От компонентов цикла отщепляется 5 пар атомов Н
Образуется всего
При расщеплени 1 молекулы глюкозы (2ПВК) образуется 30 АТФ

Слайд 13

Пентозофосфатный цикл

Слайд 14

Итог и значение ПФП
6 глюкозо-6-фосфат + 12НАДФ + + 7H2O=6CO2 + 12НАДФН + 12Н+ + 5глюкозо-6-фосфат+Н3РО4.
Основное значение ПФП не в энергетическом

обмене, а в пластическом:
1. ПФП основной внемитохондриальный и внехлоропластный источник НАДФР;
2. синтез пентоз;
3.разнообразие углеводов (С3 – С7) Э-4Ф-источник шикимовой кислоты (синтез фенолов, лигнина)
4. Р-1,5ДФ в цикле Кальвина
5. стабилизация уровня НАДФН в хлоропластах в отсутствие света

Слайд 15

Основы физиологии растений. Дыхание растений

Содержание

Клеточное дыхание – окислительный, с участием кислорода распад органических веществ, с

История открытия и изучения дыхания растений1773-1775 А.Лавуазье – дыхание – медленное

1903 -1915 В.Палладин развил теорию химизма дыхания (в.т.ч. опираясь на взгляды

Основные пути окисления дыхательного субстратаОкисление связано с потерей электрона (протона), восстановление

ОксидазыАктивируют кислород, т.е. катализируют заключительные этапы окисления.Железо-протеиды (каталаза, пероксидаза, ЦхО, гемин)Медь-протеиды

Химизм дыханияГликолиз (цикл Эмбдена-Мейерхофа – Парнаса) – доминирующий путь окисления углеводов

II Этап – первое субстратное фосфорилирование 3-ФГА →1,3 ДФГК (НАД-зав. Shфермент)

Общий итог гликолизаГ → 2ПВК (-2АТФ; +4АТФ ----+2АТФ)2НАДР восст. (+6 АТФ)Всего

Ацетил – КоА образуется из ПВК и КоА (Соа-SH)Необходимы: ФАД, липоевая