Влияет ли увеличение содержания воды в клетках семян на интенсивность их дыхания

Обновлено: 04.07.2024

Первый этап, то есть гликолиз, одинаков при брожении и дыхании. Поворотным моментом является образование пировиноградной кислоты. Впервые Л. Пастер показал, что в присутствии кислорода брожение у дрожжей заменяется дыханием. Дело в том, что для брожения необходим НАДН, который в аэробных условиях окисляется. Это явление характерно и для высших растений и получило название эффекта Пастера.

В зависимости от конечного продукта различают разные типы брожения: спиртовое и молочнокислое. В присутствии кислорода может происходить уксуснокислое брожение.

6.2. Дыхание

Дыхание – это окислительный распад органических веществ при участии кислорода с образованием воды, углекислого газа и макроэргических соединений, которые используются клетками.

6.2.1. Субстраты дыхания

Дыхательный коэффициент – это объемное или молярное отношение СО₂, выделившегося в процессе дыхания, к поглощенному за это же время О₂. При нормальном доступе кислорода величина коэффициента зависит от субстрата дыхания. Если используются углеводы, то коэффициент равен 1. Если разложению подвергаются более окисленные соединения, например, органические кислоты, то поглощение кислорода уменьшается и коэффициент становится больше 1. Так, при использовании яблочной кислоты он равен 1,33. При окислении более восстановленных соединений (жиры, белки) требуется больше кислорода и коэффициент становится меньше 1. Например, при использовании жиров коэффициент равен 0,7.

При недостатке углеводов используются другие субстраты. Особенно это проявляется при прорастании семян, в которых запасными питательными веществами являются белки и жиры. Белки предварительно расщепляются до аминокислот. Затем аминокислоты окисляются до ацетилкоэнзима А и кетокислот, которые участвуют в цикле Кребса. Жиры гидролизуются липазой до глицерина и жирных кислот. Глицерин фосфорилируется и затем окисляется до 3-фосфоглицеринового альдегида, который включается в обмен углеводов. Жирные кислоты окисляются с образованием ацетилкоэнзима А.

6.2.2. Оксиредуктазы

Окисление дыхательных субстратов в ходе дыхания осуществляется с участием ферментов. Они называются оксиредуктазами, так как окисление одного вещества (донора электронов и протонов) сопряжено с восстановлением другого вещества (акцептора). Различают следующие группы ферментов.

Анаэробные или пиридиновые дегидрогеназы. Это двухкомпонентные ферменты, коферментом которых является НАД или НАДФ. Они передают электроны различным акцепторам, но не кислороду и отнимают два протона от субстрата. Один протон присоединяется к коферменту, а другой выделяется в среду. В зависимости от белковой части различают более 150 ферментов.

Аэробные или флавиновые дегидрогеназы. Они катализируют отнятие двух протонов от субстратов и передают электроны от анаэробных дегидрогеназ разным акцепторам (хиноны, цитохромы), в том числе и кислороду. Простетической группой служат производные витамина В₂ – флавинадениндинуклеотид и флавинмононуклеотид.

Оксидазы. Эти ферменты передают электроны от субстрата только на кислород. При этом образуются вода (переносятся на О₂ 4 электрона), перекись водорода (Н₂О₂) или супероксидный анион кислорода (О – ₂). Н₂О₂ и О – ₂ весьма токсичны и поэтому быстро превращаются в воду и кислород под действием каталазы и супероксиддисмутазы, соответственно.

Оксигеназы. Они активируют кислород и катализируют его присоединение к различным органическим соединениям (аминокислоты, фенолы, ненасыщенные жирные кислоты, ксенобиотики – чужеродные токсичные вещества).

6.2.3. Гликолитический путь

Этот путь дыхательного обмена состоит из двух фаз – анаэробной (гликолиз) и аэробной (цикл Кребса).

6.2.3.1. Гликолиз

Реакции гликолиза идут в цитозоле и в хлоропластах. В результате гликолиза из одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы пировиноградной кислоты и 4 молекулы АТФ (рис. 6.1). Поскольку макроэргическая связь формируется прямо на окисляемом субстрате, такой процесс образования АТФ получил название субстратного фосфорилирования. Две молекулы АТФ покрывают расход на первоначальное активирование субстрата за счет фосфорилирования. Следовательно, накапливаются 2 молекулы АТФ. Кроме того, в ходе гликолиза восстанавливаются 2 молекулы НАД до НАДН, окисление которых в электронтранспортной цепи митохондрий приводит к синтезу 6 молекул АТФ. Итого образуются 8 молекул АТФ. Образовавшиеся 2 молекулы пировиноградной кислоты вступают в аэробную фазу дыхания.

Рис. 6.1. Этапы гликолиза. Пунктиром обозначены обходные пути при обращении гликолиза (по В. В. Полевому).

6.2.3.2. Цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса)

Аэробная фаза дыхания локализована в митохондриях. Пировиноградная кислота окисляется до воды и углекислого газа в дыхательном цикле, получившем название цикла ди- и трикарбоновых кислот или цикла Кребса в честь английского биохимика Г. Кребса, описавшего этот путь (рис 6.2.). В этом цикле окисляется не сама пировиноградная кислота, а ее производное – ацетилкоэнзим А. Он образуется в результате окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты. Процесс этот состоит из ряда реакций и катализируется сложной мультиферментной системой, состоящей из трех ферментов и пяти коферментов, и названной пируваткарбоксилазой.

Рис. 6.2. Цикл Кребса (цикл ди- и трикарбоновых кислот).

1 – мультиэнзимный комплекс окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты, 2 – цитратсинтаза, 3 – аконитатгидратаза, 4 – изоцитратдегидрогеназа, 5 – мультиэнзимный комплекс окислительного декарбоксилирования α-кетоглутаровой кислоты, 6 – сукцинатдегидрогеназа, 7 – фумаратгидратаза, 8 – малатдегидрогеназа (по В. В. Полевому).

При окислении одной молекулы пировиноградной кислоты образуется 3 молекулы НАДН, 1 молекула НАДФН и 1 молекула ФАДН₂, при окислении которых в дыхательной электронтранспортной цепи синтезируется 14 молекул АТФ. Кроме того, 1 молекула АТФ образуется в результате субстратного фосфорилирования.

6.2.3.3. Глиоксилатный цикл

Он является модификацией цикла Кребса и локализован не в митохондриях, а в глиоксисомах. В этих органеллах образуется изолимонная кислота, как и в цикле Кребса. Затем она под действием изоцитратлиазы распадается на глиоксиловую и янтарную кислоты. Глиоксиловая кислота реагирует со второй молекулой ацетилкоэнзима А с образованием яблочной кислоты, которая затем окисляется до щавелевоуксусной кислоты. Янтарная кислота выходит из глиоксисомы и превращается в щавелевоуксусную кислоту (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Схема глиоксилатного цикла (по В. В. Полевому).

В ходе глиоксилатного цикла утилизируются две молекулы ацетилкоэнзима А, образовавшегося при распаде запасных жиров, и образуется одна молекула НАДН.

6.2.4. Апотомический путь

Апотомический путь катаболизма гексоз (пентозофосфатный путь окисления глюкозы, гексозомонофосфатный цикл, пентозный шунт) происходит в цитоплазме и при отсутствии света в хлоропластах. Глюкоза фосфорилируется при участии гексокиназы до глюкозо-6-фосфата. Он окисляется глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой. При этом образуются восстановленный НАДФН и лактон фосфоглюконовой кислоты. Лактон произвольно или при участии глюконолактозы гидролизуется до 6-фосфоглюконовой кислоты. Она под действием фосфоглюконатдегидрогеназы с коферментом НАДФ декарбоксилируется с образованием восстановленного НАДФН и пятиуглеродного сахара рибулозо-5-фосфата. Отсюда и название апотомический путь (апотомия – усекновение). Последующие реакции представляют цикл регенерации исходного субстрата – глюкозо-6-фосфата. Для прохождения полного цикла необходимы три молекулы глюкозо-6-фосфата. Как видно из рис. 6.4, из 6 молекул глюкозо-6-фосфата образуются 6 молекул СО₂ и 6 молекул рибулозо-5-фосфата, из которых восстанавливается 5 молекул глюкозо-6-фосфата. При этом также образуется 12 молекул НАДФН, которые при окислении в дыхательной электронтранспортной цепи могут дать 36 молекул АТФ, что не уступает энергетическому выходу гликолитического пути. Продукты апотомического пути также участвуют в обмене веществ.

Рис. 6.4. Пентозофосфатный цикл.

1 – глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, 2 – глюконолактоназа, 3 – фосфоглюканатдегидрогеназа (декарбоксилирующая), 4 – фосфопентоэпимераза, 5 – фосфопентоизомераза, 6 – транскетолаза, 7 – трансальдолаза, 8 – транскетолаза, 9 – триозофосфатизомераза, 10 – альдолаза, 11 – фосфатаза, 12 – гексозофосфатизомераза (по В. В. Полевому).

6.2.5. Прямое окисление сахаров

Некоторые бактерии, грибы и морские водоросли способны окислять нефосфорилированную глюкозу. Сначала -глюкоза превращается в -форму при участии мутаротазы. Затем флавинзависимая глюкооксидаза отнимает 2 атома водорода от группировки СНОН 1-го атома углерода глюкозы и переносит их на молекулярный кислород, образуя перекись водорода. Она разлагается каталазой и пероксидазой. Глюкоза при этом превращается в лактон глюконовой кислоты, который неферментативно гидратируется с образованием глюконовой кислоты. Глюконовая кислота после фосфорилирования распадается на пировиноградную кислоту и 3-фосфоглицериновый альдегид.

6.2.6. Дыхательная электронтранспортная цепь и окислительное фосфорилирование

Дыхательная электронтранспортная цепь состоит из переносчиков электронов, которые передают электроны от субстратов на кислород. Расположение переносчиков определяется величиной их окислительно-восстановительного потенциала. Цепь начинается с НАДН, имеющего потенциал –0,32 В, и кончается кислородом с потенциалом +0,82 В. Переносчики расположены по обеим сторонам внутренней мембраны митохондрий и пересекают ее. На внутренней стороне мембраны, расположенной к матриксу митохондрии, два протона и два электрона от НАДН переходят на флавинмононуклеотид и железосерные белки. Флавинмононуклеотид, получив протоны, восстанавливается и переносит их на внешнюю сторону мембраны, где отдает протоны в межмембранное пространство. Железосерные белки, находящиеся внутри мембраны, передают электроны от НАДН окисленному убихинону Q. Он, присоединив еще два протона, диффундирует в мембране к цитохромам. Цитохром b₅₆₀ отдает два электрона убихинону, который, присоединив еще два протона из матрикса, передает два электрона цитохрому b₅₅₆ и два электрона цитохрому c₁, а протоны выходят в межмембранное пространство. На наружной стороне мембраны цитохром с, получив два электрона от цитохрома c₁, передает их цитохрому а, который переносит их через мембрану на цитохром а₃. Цитохром а₃, связывая кислород, отдает ему электроны. Кислород присоединяет два протона с образованием воды (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Локализация электрон- и протонтранспортных реакций во внутренней мембране митохондрий (по В. В. Полевому).

Таким образом, транспорт электронов в дыхательной электронтранспортной цепи сопровождается трансмембранным переносом протонов. Возникающая разность потенциалов по обеим сторонам внутренней мембране митохондрий используется для синтеза АТФ (окислительное фосфорилирование), как это было показано в разделе 5.2.2. В результате прохождения двух электронов по цепи образуется 3 молекулы АТФ.

6.2.7. Влияние внешних и внутренних факторов на дыхание

Температура. Дыхание у некоторых растений идет и при температуре ниже 0 о С. Так, хвоя ели дышит при –25 о С. Интенсивность дыхания, как всякой ферментативной реакции, возрастает при повышении температуры до определенного предела (35-40 о С).

Углекислый газ является конечным продуктом дыхания. При высокой концентрации газа дыхание растений снижается по следующим причинам: 1) ингибируются дыхательные ферменты, 2) закрываются устьица, что препятствует доступу кислорода к клеткам.

Содержание воды. Водный дефицит растущих тканей увеличивает интенсивность дыхания из-за активации распада сложных углеводов (например, крахмала) на более простые, которые являются субстратом дыхания. Однако при этом нарушается сопряжение окисления и фосфорилирования. Дыхание в этом случае представляет бесполезную трату вещества. Иная закономерность характерна для органов, находящихся в состоянии покоя. Повышение содержания воды в семенах приводит к резкому увеличению интенсивности дыхания.

Свет. Трудно выявить влияние света на дыхание зеленых растений, так как одновременно с дыханием осуществляется противоположный процесс – фотосинтез. Освещенность, при которой интенсивность фотосинтеза равна интенсивности дыхания по уровню поглощенного и выделенного углекислого газа, называют компенсационным пунктом. Дыхание незеленых тканей активируется светом коротковолновой части спектра, так как максимумы поглощения флавинов и цитохромов расположены в области 380-600 нм.

Механическое повреждение усиливает дыхание из-за быстрого окисления фенольных и других соединений, которые выходят из поврежденных вакуолей и становятся доступными для оксидаз.

Изменение интенсивности дыхания в онтогенезе. У светолюбивых растений более высокая интенсивность дыхания по сравнению с теневыносливыми. Растения северных широт дышат более интенсивно, чем южные, особенно при пониженной температуре. Наиболее высока интенсивность дыхания у молодых активно растущих тканей и органов. После окончания роста дыхание листьев снижается до уровня, равного половине максимального и затем долго не меняется. При пожелтении листьев и в период, предшествующий полному созреванию плодов, у этих органов наблюдается активация синтеза этилена с последующим кратковременным усилением дыхания, которое называют климактерическим подъемом дыхания. Этилен увеличивает проницаемость мембран и гидролиз белков, что приводит к повышению содержания субстратов дыхания. Однако это дыхание не сопровождается образованием АТФ.

6.2.8. Взаимосвязь дыхания с другими процессами обмена

Для дыхания нужны в качестве субстратов углеводы, которые образуются в ходе фотосинтеза. Многие промежуточные продукты дыхания необходимы для биосинтеза важнейших соединений. Триозофосфат, превращаясь в глицерин, может использоваться при синтезе жиров. Пировиноградная, кетоглутаровая и щавелевоуксусная кислоты путем аминирования превращаются в аланин, глютаминовую и аспарагиновую аминокислоты. Они используются при синтезе белков. Янтарная кислота дает основу для формирования порфиринового ядра хлорофилла. Ацетилкоэнзим А является исходным материалом для образования жирных кислот. Пентозы, образующиеся в ходе апотомического пути окисления, входят в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, никотинамидных и флавиновых коферментов. Эритрозо-4-фосфат, реагируя с фосфоэнолпировиноградной кислотой, образует шикимовую кислоту, которая необходима для образования ароматических аминокислот, например, триптофана. Триптофан участвует в синтезе белков и является предшественником фитогормона 3-индолилуксусной кислоты.

Дыхание — это процесс, который происходит в клетках любого организма. Процесс представляет собой распад органических веществ на воду и углекислый газ под действием кислорода. Дополнительно при этом отмечается выделение энергии, нужной для поддержания жизнедеятельности растения. Школьниками изучается дыхание растений на биологии в 6 классе.

Понятие фотосинтез

Всем клеткам нужна энергия для обеспечения жизнедеятельности. Она образуется при расщеплении органических веществ в процессе дыхания. Это расщепление названо окислением. Оно происходит под воздействием кислорода, в результате образуются вода, углекислый газ и свободная энергия.

Живые организмы должны получать кислород, необходимый для окисления органических веществ. Его они получают из воздуха. Конечный продукт дыхания выводится впоследствии в окружающее пространство.

Так дышат все животные и растения. Но растения, в отличие от животных, ещё и обладают способностью выполнять фотосинтез. Он заключается в обратном газообмене: растительный организм поглощает углекислый газ из воздуха, а вместо него выделяет кислород. Фотосинтез происходит под действием света в дневное время суток. В темноте растение получает возможность дышать.

Известно, что при фотосинтезе происходит выделение кислорода в гораздо большем количестве, нежели, чем его объем, поглощаемый для дыхания. Поэтому считается, что в общей сумме в светлое время растения выделяют кислород и поглощают углекислый газ. Вот в сущности так кратко описан процесс фотосинтеза.

Особенности дыхания растений

У животных для дыхания существует специальная система, благодаря которой происходит насыщение кислородом крови. Последняя в свою очередь разносит его по всем клеткам организма. Ученые доказали, что у растений и мхов нет специальных органов для выполнения такой функции, они поглощают кислород всей поверхностью, в большей степени листьями. Дыхание происходит круглосуточно с постоянным образованием углекислого газа. Но также клеткам растений для нормального функционирования нужен кислород.

Дыхательные центры клеток — митохондрии. Их имеют растения и животные. Именно там проходит окисление органических веществ. Процесс сопровождается выделением энергии. Причем вода остаётся в клетке, а газ диффундирует, то есть покидает клетку после чего может использоваться в фотосинтезе.

Растения от животных отличаются отсутствием специальных дыхательных органов. Газообмен проходит через маленькие отверстия, имеющиеся в покровных тканях:

Устьица имеют клетки, меняющие тургор (наполненность водой). Они могут закрывать устьичную щель, цель которой осуществлять газообмен и испарение воды листьями.

Дыхание идет ступенчато, распадаясь на конечные продукты. А перед этим происходит множество реакций, в результате которых образуются и вновь распадаются органические кислоты.

Дыхательный процесс и фотосинтез противоположны друг другу, в органах растений они следуют один за другим. Фотосинтез — это способ питания. В его ходе образуются вещества, содержащие энергию, которая получена в виде света. Дыхание — это способ освобождения энергии, которой запаслись питательные вещества.

В разных органах интенсивность дыхания проходит не одинаково. Активнее всего дышат:

семена при прорастании;
цветы в стадии распускания;
растущие органы.

Биологи не советуют помещать срезанные букеты вблизи спальных мест, так как они поглощают много кислорода и выделяют углекислый газ. Корни подобно надземным органам, имеют свойство дышать. Для того чтобы этот процесс проходил нормально и ничем не сдерживался, нужно рыхлить почву.

Факторы, влияющие на интенсивность

Каким будет этот процесс, усиленным или замедленным, зависит от окружающей среды. Воздух в помещениях характеризуется такими физическими свойствами:

температура;
влажность;
содержание кислорода в воздухе.

Увеличение любого из этих факторов ведет к усилению интенсивности дыхательного процесса. Человек может управлять дыханием семян и плодов, чтобы сохранить урожай и материал для посева. В помещении, где хранят семена, нужно поддерживать определенную влажность, температуру и в обязательном порядке обеспечить приток свежего воздуха.

Прорастающие зерна теряют от 3% до 10% сухого вещества. При неблагоприятных окружающих условиях для прорастания необходимо больше питательных веществ, и дыхание ростков происходит интенсивнее. Выделяемая в дыхательном процессе энергия, тратится на развитие и рост органов растений. Это можно подтвердить опытом на примере поглощения прорастающим семенным материалом кислорода с выделением газа.

Потребуются две стеклянные банки. В первую нужно положить проросшие горошины (20−30 штук). Во вторую помещают столько же сухих семян гороха без признаков прорастания. Банки плотно закрывают и ставят в тепло. Через неделю в оба сосуда опускают зажженную свечу. В банке, где находится сухой горох, свеча не гаснет. Это следствие того, что дыхание сухих семян замедлено, за неделю весь кислород не поглотился.

В другой банке, где были проросшие семена, свеча гаснет практически мгновенно. Это происходит из-за интенсивности дыхательной деятельности гороха, понятно, что он поглотил весь кислород в банке. Ведь известно, что для поддержания горения нужен кислород.

В стадии набухания и роста семян дыхание в тканях усиливается. Межклеточное воздушное пространство облегчает движение газов. Наиболее высокая интенсивность дыхательного процесса у молодых тканей и органов. После окончания активного роста дыхание тканей становится слабее. Но также активность зависит от вида растения: высокогорные и светолюбивые растения дышат интенсивнее, если сравнивать их с теневыносливыми. Повышение температуры ведет к усилению дыхания. Но в знойную погоду оно значительно ослабевает, при 45−50 градусах процесс совсем может остановиться.

Некоторые цифры и факты

Сухие семена, имеющие влажность от 10% до 2%, дышат слабо. Как только содержание влаги в семенах достигнет 33%, они начинают дышать сильнее, расход питательных веществ становится больше, что приводит к прорастанию семян. Этот факт учитывается при хранении посевного материала в зернохранилищах: влажность зерен должна держаться на уровне 12%−14%. Такие условия позволяют сохранить семена в течение длительного срока.

Температура окружающей среды здорово влияет на интенсивность дыхания посевного материала. Зимой при температуре около 25 °C семена продолжают дышать, но этот процесс слегка замедляется. Он может прекратиться при температуре 50 °C. При низкой температуре дыхание также становится медленнее, это происходит, например, с клубнями картофеля, хранящимися при низкой температуре.

Хорошая освещенность ускоряет дыхание растений. Теневыносливые особи дышат слабее светолюбивых. Для замедления процесса рекомендуется помещать молодые проростки в темное помещение.

Все живое на Земле, за редким исключением некоторых бактерий, требует кислорода. В воздухе кислород имеет свою процентную долю. Она составляет 21%. Все остальное — азот, углекислый газ, инертные газы. Отходы промышленного производства, попадающие в воздух, изменяют это соотношение, такое смещение губительно действует на растительный и животный мир.

Вредное воздействие

Учеными и аналитиками часто высказываются мнения об озоновых дырах и парниковом эффекте. Вредные вещества, накапливаясь в атмосфере, отрицательно воздействуют на состояние воздушной оболочки Земли, и, следовательно, на всю живую природу, в том числе на растения. Замедляется их дыхание.

Есть много факторов, которые загрязняют атмосферу:

Углекислый газ, который выделяют все живые организмы.
Производственные отходы (зола пыль, сажа, угарный газ, дым, копоть).
Выхлопные газы автомобильного парка.
Ядовитые газы от синтетических веществ, созданных химическим путем.
Химикаты, используемые в сельском хозяйстве.

Негативное воздействие вредных примесей в воздухе замедляет рост и развитие растений. Кислород нужен не только надземным органам, но и корням, которые находятся в почве. Если не перекрыть приток воздуха к корням, растения погибнут. Постоянное нахождение корней в воде приведет к загниванию и гибели всего растительного организма, так как не будет снабжения всей надземной части питательными веществами и жидкостью.

Зеленые растения создают органические вещества в природе и обеспечивают атмосферу кислородом благодаря фотосинтезу. Они также участвуют в создании почв и запасают энергию Солнца в виде органических веществ, которые нужны всему живому на Земле.

Растения имеют большое значение в формировании всей экосистемы земного шара. Это своеобразные лёгкие планеты. Очень важно это понимать и беречь зеленые насаждения.

Интенсивность дыхания растений зависит от содержания в клетках. Сухие семена дышат очень . С увеличением влажности дыхание семян в сотни и тысячи раз. Это имеет большое значение для семян, так как сопровождается выделением большого количества

Интенсивность дыхания растений зависит от содержания в клетках воды
Сухие семена дышат очень слабо
С увеличением влажности дыхание семян возрастает в сотни и тысячи раз
Это имеет большое значение для семян, так как сопровождается выделением большого количества тепла

Дыхание является одним из важных условий жизни растения. Именно в процессе дыхания высвобождается энергия, используемая организмом для жизнедеятельности. Кратко и понятно о дыхании растений расскажем в данной статье.

Что такое дыхание

Каждая клетка нуждается в энергии для жизни. Получение энергии происходит при расщеплении органических веществ в процессе дыхания. Такое расщепление происходит под воздействием кислорода и ещё называется окислением. В результате образуются вода, углекислый газ и свободная энергия.

Необходимая растению энергия содержится в химических связях сложных органических веществ. Изначально это энергия солнца, запасённая растением в процессе фотосинтеза.

Дыхание у растений принципиально не отличается от дыхания животных, или грибов. Какой газ растения выделяют при дыхании, такой же выделяют любые другие организмы. Это углекислый газ.

Рис. 1. Схема дыхания растений.

Известно, что на свету растения выделяют ещё и кислород, но это происходит в результате другого процесса – фотосинтеза.

которые читают вместе с этой

Дыхание идёт круглосуточно, поэтому образование углекислого газа происходит постоянно. Также постоянно в клетки растений для их нормальной жизнедеятельности должен поступать кислород.

Это же справедливо и для растения в целом.

Дыхание растений включает два процесса:

клеточное дыхание;
газообмен растения с внешней средой.

Клеточное дыхание растений

Дыхательными центрами клетки являются митохондрии. Они есть и у животных.

Именно в этих органоидах происходит окисление органических веществ. Обычно такими веществами являются углеводы, но дыхание может идти и за счёт белков или жиров.

При окислении выделяется энергия. Вода остаётся в клетке, а углекислый газ путём диффузии покидает клетку и может сразу использоваться в фотосинтезе.

Процесс дыхания ступенчатый. Вода и углекислый газ образуются не сразу, а являются конечными продуктами. До этого в ходе многих реакций образуются и вновь распадаются другие вещества.

Газообмен с внешней средой

В отличие от животных растения не имеют специальных органов дыхания. Газообмен осуществляется через специальные структуры в покровных тканях:

Устьица располагаются в кожице листьев и молодых стеблей (эпидерме). Каждое из устьиц имеет замыкающие клетки, способные менять тургор (наполненность водой) и закрывать устьичную щель. Устьичные щели осуществляют газообмен и испарение воды листьями.

Рис. 2. Устьица под микроскопом.

Чечевички – это более крупные, чем устьица, структуры, расположенные в пробке стебля.

Рис. 3. Чечевички на стволе берёзы.

Дыхание и фотосинтез

Между процессами дыхания и фотосинтеза существует связь. Это процессы противоположные и в растении следуют один за другим.

Фотосинтез является способом питания. В ходе этого процесса образуются органические вещества, содержащие энергию, полученную в виде света.

Дыхание – это способ высвобождения энергии, запасённой в питательных веществах.

Дыхание в разных частях растения

Интенсивность дыхания неодинакова в разных органах. Наиболее активно дышат:

прорастающие семена;
распускающиеся цветы;
растущие органы.

Не рекомендуется ставить крупные растения в спальной комнате, поскольку ночью они поглощают большое количество кислорода и выделяют углекислый газ.

Корни также, как и надземные органы, дышат. Для нормального дыхания корней необходимо рыхлить почву.

Что влияет на интенсивность дыхания

Факторами, влияющими на интенсивность дыхания, являются:

температура;
влажность;
содержание кислорода в воздухе.

При усилении любого из этих факторов дыхание становится интенсивнее.

Человек управляет дыханием семян и плодов для сохранения урожая и посевного материала. Для этого в помещениях, где хранятся семена, поддерживается необходимая влажность, температура и обеспечивается приток свежего воздуха.

Что мы узнали?

Изучая в 6 классе данную тему, мы выяснили, что дыхание растений – процесс, обеспечивающий клетки энергией. Кислород также необходим растениям, как углекислый газ. Процесс дыхания и фотосинтеза участвуют одни и те же вещества. При дыхании кислород и органические вещества являются исходными, а вода и углекислый газ – конечными продуктами. При фотосинтезе – наоборот.

Читайте также: