Дихання у рослин відбувається в клітинах органів. В клітинах яких органів дихання відбувається у рослин?

В диханні беруть участь системи, які забезпечують організм киснем. У рослин воно ідентичне тварині. Цей процес триває цілодобово. Дихання у рослин відбувається в клітинах органів, розташованих на всій поверхні листків, стебел та коренів. У ньому взаємодіють всі клітини організму. Якщо у представника флори відбудеться закупорка клітин, то надходження вуглекислого газу припиниться. У цьому випадку рослина може загинути.

Історична довідка

Про те, що рослини виділяють кисень при диханні, було написано в наукових працях А. Л. Лавуазьє. У 1773-1783 він проводив досліди. Підсумком його робіт стало відкриття, що при горінні і подиху поглинається велика кількість кисню. При цьому виділяється вуглекислий газ і тепло.
На підставі своїх праць учений виявив, що дихання є горінням поживних речовин у живому організмі. Пізніше цю діяльність продовжив Я. Ингенхауз. Він довів, що і в темряві, і при сонячному світлі відбувається поглинання вуглекислого газу і виділення кисню. Це означає, що рослини при диханні можуть переробляти як З 2 , так і Про 2 залежно від того, бере участь світло в цьому процесі чи ні. Подібні дослідження проводили Г. Ф. Шейнбайн і А. Н. Бах. У 1897 році була відкрита теорія біологічного окислення. У цьому ж році схожі праці представив К. Енглер. У 1955 році О. Хаяиши і Р. С. Мезон за допомогою дослідів підтвердили, що кисень є важливим елементом органічних сполук.

Специфіка дихання у рослин

Диханням називають універсальний процес. Він вважається невід'ємною частиною всіх живих організмів. Прийнято думати, що дихання у рослин відбувається в клітинах органів і тканин, через які відбувається газообмін. Таку систему пов'язують з життям, а припинення дихання – зі смертю всього живого.
Прояв життєдіяльності нерозривно пов'язано з витрачанням енергії. При цьому відбувається розвиток, розмноження, зростання, клітинний поділ. Пересуваються і поглинаються живильні речовини, вода, різні синтези і процеси. Органи дихання рослин є складною багатоланковою системою. Сполучені окислювальні процеси змінюють хімічний склад органічних сполук.

Клітинне дихання

Таке дихання є окислювальним процесом. У ньому бере участь кисень і розпад важливих поживних речовин. Відбувається звільнення енергії та утворення активних метаболітів. Клітинами вони застосовуються для освіти необхідних процесів життєдіяльності. У цьому випадку дихання у рослин відбувається в клітинах органів і розраховується за допомогою сумарного рівняння: С6Н12О6 + 602 > 6С02 + 6Н20 + 2875 кДж/моль. Отримана енергія звільняється не цілком. Частина енергії акумулюється в аденозинтрифосфат. Після синтезу на мембрані утворюються різниці електричних зарядів. Таке явище передує різниці концентрацій іонів водню, які утворюються у двох сторонах мембрани. Дихання і живлення рослин відбуваються за допомогою протонного градієнта. Він є головним матеріалом енергії, необхідний для тонких процесів, що відбуваються в клітині. Такі процеси застосовуються при синтезі, надходження, пересування води та поживних елементів. У хімічній структурі створюється різниця потенціалів між навколишнім середовищем і цитоплазмою. Енергія, яка не змогла накопичитися в протонному градієнті, розсіюється в якості світла.

Каталітичні процеси дихання

Окислення субстратів відбувається за допомогою ферментів. Їх називають білковими каталізаторами. Ферменти володіють деякими особливостями:

дуже високою лабільністю;

підвищеною активністю;

великою специфічністю по відношенню до субстратів.

Дихання та живлення рослин залежить від просторової орієнтації, яка змінюється під впливом внутрішніх і зовнішніх факторів. Відбувається регуляція обміну речовин. З поняттям електронів пов'язані деякі способи окислення. Типи окислювальних реакцій:

віддача електронів;

приєднання кисню;

відібрання водню;

виникнення гідратованого з'єднання;

відібрання протонів і двох електронів.

Окислення речовини пов'язане з відновленням акцептора. Такі ферменти прийнято вважати оксидоредуктазами. При цьому відбувається від'єднання протонів і електронів. Їх приймає акцептор. Ензим формує реакцію переносу. До таких процесів відносяться аеробне та анаеробне дихання.

Аеробне дихання

Така система дихання відноситься до окислювальному процесу. При диханні рослина поглинає вуглекислий газ, виділяючи при цьому кисень. Субстрат розпадається на енергії неорганічних речовин. Головними субстратами для дихання рослин є вуглеводи. Крім них, може витрачатися запас білків і жирів. Таке дихання включає в себе два головних етапи:

Безкисневий процес. У ньому відбувається повільний поступовий розпад субстратів, звільнення атомів водню і зв'язування процесу з коферментами.

Кисневий процес. Тут спостерігається подальше відщеплення атомів водню. Вони відходять від дихального субстрату і поступово окислюються. У результаті відбувається перенесення електронів на кисень.

Анаеробне дихання

Таке дихання рослин відбувається за допомогою мікроорганізмів, що живуть на клітинах рослини. Для окислення речовин вони не використовують молекулярний кисень. Їм необхідна азотна сіль, вугільна і сірчана кислота, яка при тривалих процесах перетворюється у відновлені з'єднання. Необхідна енергія досягається за допомогою розщеплення складних молекул органічних речовин на більш прості. Кінцевим акцептором електронів вважаються карбонати, сульфати і нітрити. Азотна сіль, сірчана і вугільна кислота перетворюються в відновлювальні з'єднання.

Коренева система

Невід'ємною частиною процесу є дихання коренів рослин. Для активного зростання представникам флори необхідний свіже повітря, що надходить до кореневої системи. Таке дихання здійснюється за допомогою кисню, який циркулює у великих порах. При некапілярної порозности під час затяжних злив або надлишку вологи в горщику грунт перенасичується вологою. У цей період коренева система зазнає асфіксію. Деякі підвиди рослин можуть дихати завдяки кисню, розчиненому у волозі. При цьому потік води повинен циркулювати або бути проточним. При застої вологи коріння представників флори не отримують необхідного кисню. В прийнятних умовах при диханні рослина поглинає вуглекислий газ. Але при застійному режимі воно не може вести повноцінний газообмін. Зростання значно сповільнюється. По відношенню до азоту рівень кисню знижується на 21%. Припиняється використання мінеральних ресурсів грунту. Рослина захоплює повітря, яке надходить за рахунок листя, стебла і кори рослини.

Значення дихання

Дихання у рослин відбувається в клітинах органів і є основним процесом обміну речовин. Енергія, яка виділяється при диханні, витрачається на ріст і активність представників флори. Дихання рослин порівнюють з фотосинтезом. Процес проходить кілька етапів. На проміжних стадіях формуються органічні сполуки. Вони застосовуються в метаболічних реакціях. До них відносять пентозы і органічні кислоти, які утворюються при дихальному розпад. Тому дихання прийнято вважати джерелом метаболітів. Система дихання вважається постачальником енергетичних еквівалентів НАДФ-Н і АТФ. Рослини виділяють кисень при диханні. В цьому процесі у представників флори утворюється вода. При зневодненні рослини вона оберігає його від загибелі. Іноді енергія дихання може бути виділена в якості тепла. У цьому випадку дихальний процес призведе до непотрібної витрати сухої речовини. Посилення процесу дихання для самої рослини далеко не у всіх випадках є корисним.