Plantasemhaling - hoe asemhaling gebeur - Versamelings
Plantasemhaling - Hoe asemhaling gebeur
ASEMING VAN PLANTE
Asemhaling is nog 'n belangrike reaksie van plante, waardeur die molekules van suiker (maar ook van vette, proteïene, ens.) wat met fotosintese opgehoop en vervaardig word, word vernietig in die teenwoordigheid van suurstof, om diekrag vervat in hul chemiese bindings om beskikbaar te wees vir die ontwikkeling van alles wat plante nodig het om te groei en terselfdertyd te bevry water is koolstofdioksied in die atmosfeer.
Baie basies is die basiese reaksie die volgende:
Maar asemhaal is nie net dit nie. Trouens, as gevolg van hierdie reaksie en van die tussenverbindings wat gevorm word, is daar die skepping van komplekse organiese verbindings gebruik as basiese materiaal vir plantgroei: vetsure (waaruit lipiede gevorm sal word), aminosure (waaruit proteïene gevorm sal word), nukleïensure (DNA en RNA), ander suikers (waaruit komplekse suikers soos stysel, sellulose Kortom, die stowwe van die lewe.
In die praktyk kan asemhaling beskou word as die energiesentrum waaruit die plant put om al die energie te put wat hy nodig het om te lewe, maar nie net nie ... ook om al die basiese organiese materiale vir die konstruksie van sy sellulêre strukture te gee.
Elke sel van die plant vervul hierdie funksie (nie net die van die blare nie, maar ook die van die stam, takke, wortels) en vind slegs plaas in die teenwoordigheid van suurstof.
Selfs diere voer dieselfde reaksie uit vanaf die voedsel wat hulle inneem (suikers, proteïene, ens.): Deur vertering word voedsel verminder tot eenvoudige stowwe (komplekse suikers word verminder tot eenvoudige suikers, proteïene tot aminosure, trigliseriede tot gliserol en vetterig. sure, ens.) wat die bloed binnedring, die individuele selle bereik waarbinne hulle die asemhalingsproses ondergaan, wat die energie vrystel wat nodig is om te lewe.
Bladsyfintese en asemhaling
Dit is noodsaaklik dat alle tuiniers die blaar in diepte ken: is dit nie die eerste onthulling van malaise in die plant met sy verwelking, uitdroging en die tekens van die simptome van die gevaarlikste patologieë nie?
As die stam oor die geskiedenis van die plant en sy groei oor tyd spreek, spreek die blaar van die hede van die plant en sy lewe op daardie oomblik.
Sonder om verlore te gaan in die doolhof van die plantkunde, word 'n analise voorgestel wat die blaarorgaan in die algemeen en sy funksies onderwerp.
Wat is asemhaling en hoe werk dit?
Asemhaling is 'n proses waarmee u aanskaf suurstof en terselfdertyd uit te skakel koolstofdioksied.
Deur dierespiratoriese stelsel die gasse word deur die bloed na spesiale asemhalingsorgane oorgedra, waardeur die gaswisseling met die eksterne omgewing plaasvind.
Die belangrikste funksie daarvan is om voldoende suurstof aan die selle te verskaf en die liggaam van koolstofdioksied te bevry.
Die lug wat ons asem in deur die neus of mond kruis dit die larinks, tragea en brongi voordat dit by die longalveoli kom waar die uitruil van gas tussen lug en bloed plaasvind, of hematose. L 'uitasemingdaarenteen kan dit koolstofdioksied uitskakel.
Asemhaling moet onderskei word intern daaruit ekstern. In die eerste geval vind die gaswisseling tussen selle en weefsels plaas met die vloeistowwe wat in die organisme sirkuleer, terwyl in die tweede geval die uitruil tussen die eksterne omgewing en die organisme plaasvind.
Huidmondjies en asemhaling van plante
Vir plante is asemhaling 'n noodsaaklike reaksie, want danksy vind 'n belangrike proses plaas. Watter? Wat veroorsaak sommige suikermolekules - maar ook vette en proteïene - wat opgegaar en geproduseer is met die fotosintese word vernietig in die teenwoordigheid van suurstof om energie vry te stel. Hierdie energie kom nie uit die niet nie, maar wel die chemiese bindings van die protagonismolekules.
Die energie wat plante danksy asemhaling verkry, is baie nuttig vir alle plante, ongeag die familie en die geslag waartoe hulle behoort, omdat dit alle aksies wat nodig is om te groei en te ontwikkel, kan uitvoer. As dit alles gebeur, moet ons ook onthou dat die plante self rhulle laat water en koolstofdioksied in die atmosfeer vry.
Klink te eenvoudig? Ja, eintlik is daar meer.
Tydens die asemhaling van plante, as gevolg van die reaksie wat ons beskryf, is die vorming van komplekse organiese verbindings wat weer daartoe bydra om groei moontlik te maak. Hieronder vind ons byvoorbeeld die aminosure waaruit proteïene, nukleïensure, die 'bekende' DNA en RNA, die vetsure waaruit lipiede verkry word, en baie ander suikers wat die basis vorm van komplekse suikers soos stysel. verkry., sellulose ens.
Nadat ons dit alles geleer het, lyk dit onbenullig om oor asemhaling te praat, maar bowenal is ons verbaas dat sulke wonders selfs in klein plante voorkom. Daar asemhaal dit is 'n baie komplekse, maar belangrike meganisme, want dit is wat plante die energie bied wat hulle nodig het om te leef en te ontwikkel. Hierdie proses raak elke sel van die plant, nie net die blare nie, maar ook die selle van die stam, van die takke, van die wortels. As daar egter geen suurstof is nie, word niks geaktiveer nie, en nie verniet nie in sulke toestande oorleef die plant nie lank nie.
Daar is ook sprake van asemhaling vir diere, ook vir mense, want in werklikheid is die prosesse soortgelyk, maar vir ons is die beginpunt voedsel. In werklikheid is dit juis deur te eet ons inneem suikers en proteïene, en meer, dan verander ons dit met vertering in eenvoudige stowwe wat die bloedstroom binnedring om die individuele selle te bereik waar asemhaling plaasvind en energie vrygestel word.
Dit is die omgekeerde proses van fotosintese; dit gebruik suikers en suurstof om energie te skep. Dit kom voor in elke deel van die plant wat nie aan lig blootgestel word nie, nie net in die groen plante nie. Asemhaling vind dus ook in die blare plaas en verbruik suikers lewer energie wat nodig is vir die plant.
Asemhaling verbruik suurstof, dus 'n plant snags of in die algemeen in 'n dowwe omgewing verwyder suurstof uit die atmosfeer, vandaar die wetenskaplike verklaring van die gewilde vermaning wat daarop dui dat plante nie in slaapkamers geplaas moet word nie.
Respirasie, fotosintese, transpirasie en guttasie reguleer die lewensduur van ons plante: die gesondheid van 'n plant en die groei daarvan hang af van die verhouding tussen die plant en die omgewing, die lugvogtigheid, die neerslag, die sonstraling en die worteltoestande beïnvloed die bogenoemde prosesse wat die ontwikkelingswaardes bepaal.
'n tamatieplant, wat in potte gekweek is, het oorvloedige besproeiing en stikstofbemesting gekry, gevolglik was daar 'n oormatige ontwikkeling van die epigeusgedeelte en veral die blaarapparaat.
In die somer na 'n droogteperiode sluit die plant die huidmondjies om waterverliese te beperk en vertraag die fotosintetiese aktiwiteit, wat die produksie van glukose verminder.
Asemhaling, aan die ander kant, stop nie, want dit is onafhanklik van die fotosintetiese aktiwiteit en gebruik steeds die suikers van die plant. Opsommend en vereenvoudig, verbruik die plant meer as wat hy produseer, wat 'n wanbalans skep wat sal lei tot minder vrugteproduksie.
As die droogte voortduur, met 'n plant met 'n baie weelderige epigeale deel, sal dit 'n nadeel wees.
asemhaling Fisiologiese proses, noodsaaklik vir aërobiese lewende wesens (mense, diere en plante), wat bestaan ​​uit die inname van atmosferiese suurstof en die uitskakeling van koolstofdioksied en water deur middel van verskillende stelsels en organe (longe, kieue, tragea en ook diffusie gasse deur die liggaamsoppervlak).
Die r. bestaan ​​in wese uit 'n gaswisseling tussen lewende organismes en die omgewing. In hierdie proses kan twee fundamentele momente onderskei word: r. ekstern, waarin omgewingsuurstof volgens verskillende meganismes opgeneem word, in verhouding tot die mate van kompleksiteit van die asemhalingstelsel, en die r. sellulêr, wat bestaan ​​uit 'n aërobiese oksidasieproses van voedingsmateriale wat in die sellulêre strukture plaasvind in die teenwoordigheid van suurstof, met die vrystelling van energie en die produksie van koolstofdioksied.
In antieke tye het die r. is geïdentifiseer met die r. ekstern, dit is met die ritmiese inleiding en emissie van lug (pulmonale ventilasie), waaraan die verskillende mediese skole verskillende fisiologiese betekenisse toegeskryf het. Die interpretasie van r. as 'n chemiese verskynsel in 'n sekere sin analoog aan verbranding, met suurstofinname (O2) en vrystelling van koolstofdioksied (CO2), is te danke aan die navorsing van J. Priestley en A. Lavoisier in die tweede helfte van die 18de eeu. Die wiskundige G.L. Lagrange (1791) het daarop gewys dat die respiratoriese verbrandingsproses nie in die longe - wat nie 'n besonder hoë temperatuur het nie - maar in die verskillende organe plaasvind nie. L. Spallanzani (1803) het Lagrange se hipotese eksperimenteel bevestig. E.F. Hoppe-Seyler (1864) het getoon dat suurstof in die respiratoriese organe van gewerwelde diere (kiewe, longe) omkeerbaar met die hemoglobien van rooibloedselle kombineer. Die koolstofdioksied wat deur die weefsels vrygestel word, kombineer aan die ander kant met verskillende stowwe in die bloed, waaruit dit dan op die vlak van die longe uitgestoot word. By die meeste ongewerweldes bind suurstof aan ander respiratoriese pigmente soos hemosianien, hemeritrien en eritrokruorien.
In plante is die herkenning van asemhalingsverskynsels moeiliker, omdat dit gemasker word deur chlorofil-fotosintese, waarin koolstofdioksied opgeneem word en suurstof vrygestel word. J. Ingenhousz (1779) het opgemerk dat die groen dele van plante suurstof vrystel in die teenwoordigheid van lig en koolstofdioksied in die donker. T. de Saussure (1804) het die belangrikheid van die twee prosesse van fotosintese en van r. Herken, wat ook konstant in plante voorkom. Dus is vasgestel dat r., Wat as 'n chemiese proses verstaan ​​word, in alle lewende wesens voorkom. L. Pasteur het later ontdek dat sommige mikro-organismes in anaërobiese toestande kan leef. Later is aangetoon dat oksidasieverskynsels soortgelyk aan r. Ook hiervoor voorkom, sonder die ingryping van atmosferiese suurstof (r. Anaërobiese fermentasie). Verskynsels van r. anaërobies word ook gesien in sommige weefsels van meersellige organismes (bv. in spierweefsel).
In eensellige organismes (Bakterieë, Protosoë) en in sommige klein Metazoans vind die uitruiling van asemhalingsgasse na buite plaas deur diffusie en hou dit nie besondere probleme in nie, aangesien die bedekkingsoppervlak relatief groot is in vergelyking met die klein hoeveelheid van hierdie organismes .
In die meeste van die Metazoans, aan die ander kant, waarin die liggaamsgrootte relatief groot is in vergelyking met die oppervlak van die laag (wat boonop dikwels so saamgestel is dat dit nie die verspreiding van gasse moontlik maak nie), en in omdat die metaboliese prosesse baie aktiewer is, is eenvoudige diffusie nie genoeg om die voorsiening van voldoende suurstof te verseker nie en ook nie die vinnige eliminasie van koolstofdioksied nie. Hierdie organismes het ook nie suurstofneerslae soos die neerslae van glisiede en lipiede nie: dink byvoorbeeld dat daar in die organiese vloeistowwe van 'n man ongeveer 1000 cm3 suurstof is, terwyl die verbruik hiervan, wat by rus is ongeveer 300-400 cm 3 per minuut, bereik maklik 3400 cm 3 tydens spierwerk. Mense (en verskeie ander Metazoans) moet dus voortdurend gebruik maak van die - feitlik onbeperkte - suurstofreserwe wat bestaan ​​uit die atmosfeer of (in die geval van waterdiere) die suurstof in die oplossing in die water. In hierdie gevalle vind die gaswisseling plaas in die verskillende gedifferensieerde asemhalingstelsels by die verskillende diere, wat basies bestaan ​​uit 'n uitgestrekte oppervlak wat ooreenstem met die interne omgewing wat in kontak is met die omgewing waaruit die suurstof onttrek word: water vir die water diere, atmosferiese lug vir landdiere.
Met spesifieke meganismes (beweging van die keelholte en kieue in Vis, inspirerende en asemhalingsbewegings by die mens en in ander aardse gewervelde diere, ens.) Word die deurlopende vernuwing van die lug (of water) in kontak met die asemhalingsoppervlak verseker, terwyl die geabsorbeer word suurstof word vinnig deur die bloed na alle weefsels vervoer, wat terselfdertyd die vervoer van koolstofdioksied vanaf die weefsels na die asemhalingstelsel verseker.
3.1 Fisiologie Die r. uitwendig by mense, bevat in wese meganiese verskynsels wat die vernuwing van die lug binne-in die longe verseker, en die asemhalingsuitwisseling wat plaasvind op die vlak van die long-alveoli (➔ asemhalingstelsel). By mans kom die verlenging van die vertikale deursnee van die ribbekas (r. Diafragmaties) voor, by vroue, in gewone toestande, is die verlenging van die twee horisontale diameters (r. Costal) die oorhand. Die frekwensie van asemhaling - dit is die ritmiese en eenvormige afwisseling van asemhalingsbewegings (eupnee) - in rustoestande, by die volwasse man is 15-20 asemhalings per minuut ongeveer 45 by die pasgeborene, 35 by die baba, 25 by kinders gedurende vroeë kinderjare. Die opskorting van asemhalings word apnee genoem, die versnelling van poliepnee, die verlangsaming van bradypnea om generies 'n r aan te dui. abnormaal gebruik ons ​​die term dispnee. In sommige soorte hiervan is die ritme van die r. dit het bepaalde sikliese evolusies (Cheyne-Stokes periodieke asem, Kussmaul asem, Biot asem).
Asemhalingsuitwisseling trek voordeel uit die buitengewoon groot totale oppervlakte van die wande van die longalveoli, wat gelyk is aan 30 keer, of volgens die berekeninge, 45 keer die oppervlak van die long, wat onderskeidelik op 60 of 90 geskat is. m 2. Die muur van die alveoli word bedek deur 'n dun vloeibare sluier waarin die atmosferiese gasse dan oplos, en die alveolêre muur en die endotheel van die haarvate oorwin, versprei hulle na die bloed en bind vinnig en omkeerbaar aan die hemoglobien van die eritrosiete: die deur die vasstelling van hierdie binding, kan die bloed 'n hoeveelheid suurstof in die weefsels vervoer wat gelyk is aan 19% van sy volume en nie net tot 0,36% nie, aangesien dit sou gebeur as dit 'n eenvoudige oplossing was, en die vinnigheid waarmee die fiksasie plaasvind, laat suurstof toe bind aan die hemoblogien in die kort tydjie (0,7 s) wat dit deur die rooi selle neem om deur die alveolêre kapillêre te beweeg. Die omkeerbaarheid van die binding laat suurstof los van die hemoglobien, wanneer die spanning in die plasma afneem as gevolg van die vrystelling by die vlak van die materiaal. Hierdie reaksie word vergemaklik deur die voorkoms in baie weefsels van stowwe soortgelyk aan hemoglobien, maar met 'n groter affiniteit vir suurstof as hierdie, soos spiermyoglobien en fetale hemoglobien.
Parallel aan suurstofversadiging, is daar 'n toename in die koolstofdioksied wat gedurende die r in die bloed geproduseer word. intern. Die bloed kan 'n aansienlike hoeveelheid koolstofdioksied dra, aangesien slegs 'n klein deel van hierdie gas in oplossing oorbly (in die vorm van koolsuur), terwyl die res met eenwaardige basisse (natrium en kalium) saamgevoeg word om die onderskeie bikarbonate te vorm. Op die vlak van die long van alveoli van die long, vind die omgekeerde proses plaas, aangesien koolsuur (wat in koolstofdioksied transformeer) in die alveolêre lug versprei, terwyl koolsuur uit die bikarbonate hervorm word. Die verband tussen die hoeveelheid koolsuur en bikarbonate wat in die oplossing in die plasma voorkom, word op 'n beslissende manier beïnvloed deur die r., En is van fundamentele belang, aangesien dit een van die belangrikste bufferstelsels van die bloed is.
3.2 Chemiese beheer van asemhaling Talle stimuli (fisiologies en patologies) is in staat om ventilasie te verander om dit aan te pas by die behoeftes van die organisme in die mees uiteenlopende toestande. Twee sensoriese stelsels is betrokke by die ventilasie-reaksie op die veranderde biochemie van die interne omgewing (hipoksie, hiperkapnia, asidose): perifere chemoseptore (veral halssiekte) wat vinnig kan reageer op veranderinge (veral) in die gedeeltelike druk van suurstof, PaO2 (maar ook van PaCO2 en [H +] a, dit wil sê waterstofioonkonsentrasie van arteriële bloed), en die sentrale chemoseptore (geleë op die ventro-laterale oppervlak van die bol), wat stadiger reageer op veranderinge in PaCO2 en die [H +] van die drank.
3.3 Aanpassing van r. tydens slaap Kennis van die invloed wat die verskillende slaapfases (stadige nie-REM- en REM-slaap) op die regulering van r het. dit is belangrik in normale en patologiese toestande. Slaap onderdruk ventilasie, waaksaamheid stimuleer dit. Die vernaamste kliniese en funksionele gevolge word voorgestel deur: a) alveolêre hipoventilasie, met gevolglike ontwikkeling (by geneiggestelde proefpersone: chroniese pneumopatiese pasiënte) van hipoksemie en hiperkapnia b) respiratoriese disritmie (periodieke asemhaling) geïnduseer deur chemoreceptor 'instabiliteit' c) obstruktiewe apnee soos as gevolg van die verlies aan spiertonus (en gevolglike obstruksie) van die boonste lugweë, tipies van sterk snorkers.
3.4 Regulering van asemhalingsritme La r. dit word onderwerp aan 'n dubbele beheerstelsel, neurochemies en vrywillig. Die eerste, wat outomaties en onwillekeurig is, het as hoofdoelstellings: die homeostase van respiratoriese gasse, dit wil sê die moontlikheid om die ossillasies van gasse in die arteriële bloed te minimaliseer, selfs in die teenwoordigheid van aansienlike variasies in aktiwiteit, hoogte, swaartekrag. homeostase van suur-basis balans, deur die effekte van ventilasie op PaCO2 die regulering van asemhalingstempo en getyvolume, sodat die inspanning en energie wat nodig is om asem te haal, tot die minimum beperk word. Vrywillige (gedrags) beheer, geïmplementeer deur senuwee-komponente wat in supramidullêre en kortikale strukture geleë is, dien basies ander funksies as gaswisseling, byvoorbeeld fonasie.
Vir die beheer van die r. daar is drie elemente: a) sentrale beheereenheid (asemhalingsentrums in die breinstam, bol en brug), wat inligting uit die periferie integreer en die motorweë aktiveer deur respiratoriese bewegings te reguleer b) 'n stelsel van sensors wat bestaan ​​uit: 1) perifere chemoreseptore (halsslagpasta, veral sensitief vir die variasie van PaO2) en sentrale tipe (chemosensitiewe areas van die ventro-laterale oppervlak van die bol), veral sensitief vir veranderinge in die [H +] konsentrasie van die drank wat veroorsaak word deur veranderinge in PaCO2 2) meganoreseptore, bestaande uit gemiëlineerde vagale vesels (reseptore wat stadig aanpas, geleë tussen die gladde spiervesels van die lugweë, en vinnig aanpasbaar, geleë tussen die epiteelselle van die lugweë, beide sensitief vir longuitbreiding en, laasgenoemde, ook vir endogene en eksogene irriterende stimuli) 3) ongemyeliniseerde vagale vesels (beëindigings van C-vesels of J-reseptore, geleë naby die vate, in die pulmonale interstitium) 4) neuro-spierspindels van die respiratoriese spiere die enigste skeletspier wat geen rus ken nie, van geboorte tot dood), waarvan die aktiwiteit ventilasie lewer.
Die stelsel kan ook voorgestel word as saamgestel uit twee afdelings: een onderhewig aan beheer (liggaamgasafsettings - bloedsomloopstelsel - meganiese blaasbalk) en een om te beheer (chemoreseptore - meganoreseptore - respiratoriese sentrums). Dit werk as 'n negatiewe terugvoerbeheerstelsel: dit verhoog enersyds die buigsaamheid en akkuraatheid van die regulering, maar stel ook 'n moontlike konflik van inligting (en gevolglike onstabiliteit) in vanweë die kompleksiteit van die betrokke meganismes. die regulasie self. Voorbeelde is enkele soorte patologiese asemhaling. Die probleem van respiratoriese ritmogenese bly onopgelos: of dit gegenereer word deur groepe neurone met 'n pasaangeëraktiwiteit (hul eie ritmiese aktiwiteit) of deur 'n netwerkaktiwiteit (interaksie van 'n netwerk neurone op sigself sonder ritmiese aktiwiteit).
3.5 R. en fonasie-apparaat Een van die nodige voorwaardes vir die mens om te praat, is die moontlikheid om die toestand van die ewewig van atmosferiese druk binne die fonasie-apparaat (longe, tragea en epiglottale holtes) te verander. Die grootste deel van die lug wat aan drukveranderings blootgestel word, is pulmonale, dit wil sê respiratoriese (of selfs pneumoniese) lug. 3.6 Fonasie Die meeste tale gebruik slegs longlug vir die artikulasies van hul foneme. Daar is baie min tipes apneumoniese gewrigte waarin respiratoriese lug nie tussen die belangrikste ingryp nie: avulsiewe gewrigte, of klik, waarin die gemodifiseerde lug slegs die is wat in 'n min of meer groot gedeelte van die mondholtes rekursiewe gewrigte voorkom ( of glottalized), wat die glottis perfek moet sluit, maak gebruik van saamgeperste of seldsame lug in die orofaryngeale holte.
Aan die ander kant is die meeste ander moontlike gewrigte pneumonies (byvoorbeeld die totale Italiaanse gewrigte), waar die sametrekking of verwyding van 'n holte van die fonasie-apparaat, wanneer elke kommunikasiebaan van die binnekant van die apparaat gesluit is. spraak met die buitekant, veroorsaak onderskeidelik 'n toename of 'n afname in die druk van die lug wat in die apparaat voorkom, as daar ten minste een kommunikasiepad oop is, in die eerste geval sal 'n aggressiewe lugstroom geskep word, die tweede geval is indringend. As hierdie kommunikasieroute begin nadat 'n kompressie of skaarsheid geskep is, sal daar 'n ontploffing of inploffing wees. Die normale artikulasie van Italiaanse foneme vereis byvoorbeeld deurlopende egressiewe longlug (in klinkers, halfvolke, frikatiewe, tril, lateraal, neus) of saamgepers (in plofbare stop). Die eksperimentele ondersoek van r. klankvorming word met verskillende toestelle uitgevoer: pneumografieë, om die bewegings van die verskillende dele van die ribbekas op te neem en te meet, volumograwe, om die hoeveelheid lug wat ingeasem of ingeasem word, te meet, ens.
Die relatiewe volume van die uitgeasemde lug neem toe as die artikulasie-intensiteit toeneem, afneem as die frekwensie van laringeale vibrasies toeneem, of as die duur van die gewrig toeneem, verhoog die relatiewe volume progressief as ons van oop vokale na geslote oorgaan na frikatiewe konsonante , en na plofstof neem dit toe as ons van klank na dowe artikulasies oorgaan, van plofstof na aspirasie ens.
3.7 Kunsmatige R. Tegniek waarmee die hervatting van asemhalingsbewegings aangevra word, wat toegepas word as 'n noodintervensie om voldoende longventilasie te herstel in geval van stilstand of ernstige verswakking van die asemhalingshandelinge.
Dit bestaan ​​uit die kompleks van reaksies wat in die selle plaasvind, waardeur suurstof gebruik word vir die oksidasie van sellulêre metaboliete met gevolglike produksie van CO2 en vorming van hoë-energie verbindings.
Die r. sellulêr is 'n proses wat in drie hooffases verdeel is (sien fig.). In die eerste ondergaan die organiese molekules wat as 'vlambare' substrate gebruik moet word, dit wil sê koolhidrate, vetsure en sommige aminosure / "> aminosure, ensiematiese oksidasieprosesse wat waterstofatome veroorsaak en verbindings met twee koolstofatome, wat voorgestel word deur die groepe asetiele van asetielCoA. Die metaboliese siklusse wat in die eerste fase betrokke is, is glikolise en β-oksidasie van vette. In die tweede stap word die asetielgroepe, wat deur asetielCoA vervoer word, ensiem afgebreek om waterstof- en CO-atome op te wek2, wat die finale afvalproduk is van die oksidasie van organiese metaboliese substrate. In hierdie geval is die betrokke metaboliese siklus die sitroensuursiklus. In die derde fase van die r. sellulêr, word die waterstofatome wat in die vorige stap geproduseer is, vervoer deur die gereduseerde ensieme, beide nikotien (NADH) en flavien (FADH)2), binne die mitochondria. Hier word 'n elektronoordrag deur 'n geordende reeks ensiematiese redoksreaksies uitgevoer danksy die ingryping van 'n reeks aanvaardermolekules, waarvan die laaste deur molekulêre suurstof wat tot water gereduseer word, voorgestel word. Hierdie opeenvolging van reaksies, bekend as die respiratoriese ketting of elektronvervoerketting, word gekoppel aan energieproduksie in die proses wat as oksidatiewe fosforilering (lation mitochondrion) bekend staan.
Al die reaksies wat betrokke is in die verskillende fases van die r. sellulêre word gekataliseer deur spesifieke ensieme, waarvan sommige, deur die modulering van hul katalitiese aktiwiteit deur klein effektormolekules (➔ effektor), die spoed van die fase waarin hulle werk, reguleer. Dit beteken dat die r. aangesien dit gekoppel is aan die produksie van hoë-energie substrate in die vorm van ATP, word dit gereguleer deur die energiebehoeftes van die sel self, van die weefsel waartoe die sel behoort, of uiteindelik van die hele organisme. Hormonale stimuli, sellulêre konsentrasie van ATP, vraag na spierwerk, konsentrasie van metaboliseerbare substrate, is een van die belangrikste faktore wat verantwoordelik is vir die regulering van r. selfoon.
In die r. sellulêre suurstof werk nie direk in die oksidasie van substrate wat in die verskillende fases voorkom nie: laasgenoemde word eintlik geoksideer in daaropvolgende ensiematiese stappe, waarby ensieme van die dehidrogenase-groep dikwels betrokke is. 'N Fundamentele rol word ook gespeel deur die elektrondraende molekules van die respiratoriese ketting, waarvan die finale komponent, die sitochroomoksidase-ensiem hemoproteïen, verantwoordelik is vir die terminale reaksie van r. sel wat die vermindering van molekulêre suurstof tot water veroorsaak.
5.1 Aërobiose en anaërobiose Die respiratoriese proses vind plaas in plante met dieselfde chemiese prosesse wat vir diere beskryf word. Aangesien plantorganismes voor diere-organismes verskyn het, kan die opkoms van die respiratoriese proses beskou word as 'n aanpassing van organismes aan die beskikbaarheid van vrye suurstof wat deur plante deur fotosintese geproduseer word. Die primitiewe atmosfeer bestaan ​​in wese uit metaan, ammoniak en waterdamp en bevat nie vrye suurstof nie. Die eerste selle en die oudste organismes het vorms van anaërobiose (fermentasies) gehad, ook tipies van baie huidige organismes, wat op substrate woon waarin die afbreek van suikers, lipiede en proteïene plaasvind in 'n tekort of in die afwesigheid van suurstof. Dit kom voor in baie bakterieë en swamme; daar moet in ag geneem word dat die selle met aërobiese lewensduur van alle ander organismes, benewens die anaërobiese glikolitiese fase, ook kan gebruik maak van vorme van anaërobiose, wanneer spesifieke toestande van oorwerk die voldoende suurstofvoorraad belemmer maak dit onmoontlik: die volledige afbraak van die respiratoriese materiaal na CO2 en H2Of, en die vrystelling van al die bindende energie wat dit oorspronklik bevat.
5.2 Die respiratoriese proses Terwyl die r. aërobies as geheel (glikolise, vorming van asetielkoënsiem A, Krebs-siklus en respiratoriese ketting) kan beskou word as die omgekeerde reaksie van die globale reaksie van fotosintese, dit wil sê
(ongeveer 40% van hierdie energievariasie ΔG word herwin in 'n chemiese vorm wat nuttig is vir die sel in die vorm van ongeveer 38 molekules ATP), het die globale reaksies van die fermentasies 'n laer opbrengs, bv. vir alkoholiese fermentasie
en vir melkfermentasie
Naas die aërobiese organismes, waarin die r. volledige, verskillende plantorganismes kan asemhaal of gis, afhangende van die omgewingstoestande waarin hulle voorkom (fakultatiewe aërobiese organismes), ander is aan die ander kant verpligte anaërobe. Baie organismes, veral plante, het 'n alternatiewe anaërobiese weg vir die oksidasie van glukose, wat die pentososfaatweg (➔ pentose) genoem word. Vanuit die oogpunt van r., Het die pentosofosfaatweg ongeveer dieselfde effektiwiteit as die glikolise wat verband hou met die Krebs-siklus. Hierdie alternatiewe roete kom voor in baie plante, waar daar 'n oorvloedige vorming van glukose-6-fosfaat is, dit is ook verbind met die Calvyn-siklus, wat dien as 'n bron van pentose vir baie sellulêre aktiwiteite en vir die voortdurende vorming van ribulose. 1,5-difosfaat, nodig in fotosintese, as 'n ontvanger van CO2.
5.3 Fotorespirasie Daar is lankal vermoed dat die versnelling van r. normale (donker proses) kan deur lig beïnvloed word (fotorespirasie). Fotorespirasie is 'n ander proses as r. donker, en vanuit die energieke oogpunt blyk dit 'n dissiperende proses te wees. In baie helder lig word fotosintese beperk deur die diffusietempo van CO2 en in sommige gevalle deur die aktiwiteit van karboksilerende ensieme. In mielies, sorghum, suikerriet is die fotosintese in helder lig 2-3 keer groter as in suikerbiet, tabak en koring. Plante van die eerste groep kan die CO-vlak verlaag2 buite 'n vergoedingspunt naby aan nul, gelyk aan minder as 5 dpm (dele per miljoen), is dié van die tweede groep eerder tot ongeveer 50 dpm. Dit beteken dat die plante van die eerste groep 'n hoë diffusiesnelheid van CO kan handhaaf2 en daarom het hulle 'n baie intense fotosintese in dié van die tweede groep, wat nie 'n laagtepunt van vergoeding kan bereik nie. Daar is die fotorespirasie wat geaktiveer word deur die lig wat biochemies van die r onderskei. normaal. Queste reazioni tendono anche ad abbassare la concentrazione di ossigeno in prossimità dei cloroplasti e forse a proteggerli da processi fotossidativi. Con α -idrossisolfonato è possibile inibire la fotorespirazione, e allora la velocità della fotosintesi in alta intensità luminosa si approssima a quella delle piante del primo gruppo.