Анаэробное дыхание растений

Растения живут благодаря процессу дыхания, но в отсутст­вие кислорода некоторое время они могут жить за счет анаэроб­ного дыхания. Анаэробное дыхание растений включается, когда необходимый растению кислород потребляется из органических соединений, главным образом из са­хара, который обычно и является исходным материалом при нормальном дыхании.

Дыхание растений
Дыхание растений

Распределение сахара при анаэробном дыхании

При анаэробном дыхании сахар распадается по схеме:

С6Н12О6 → 2С2Н5ОН+2СО2 + 48ккал

Как видно, углерод сахара лишь частично окисляется до углекислого    газа,    а    остальной    углерод    восстанавливается до этилового спирта, так как кислород извне не поступает, а пре­вращение сахара происходит только за счет перераспределения кислорода, находящегося в его молекуле.

Энергии в случае ана­эробного дыхания выделяется всего 48 ккал, тогда как при пол­ном окислении — 686 ккал, (подробнее: Процесс дыхания растений). Такая разница объясняется тем, что в спирте остается большое количество потенциальной энергии, поскольку окисление идет не до конца.

Анаэробные усло­вия

Однако растения не могут жить долго в анаэробных усло­виях. Для того чтобы получить такое же количество энергии, которое оно имеет при дыхании, при анаэробном ды­хании растение должно затратить очень большое количество запасного вещества. Поэтому в анаэробных условиях растения быстро погибают от истощения и, кроме того, от отравления спиртом, накапливающимся в тканях. Поэтому процесс анаэроб­ного дыхания для высших растений — только временная замена кислородного дыхания.

Анаэробное дыхание наблюдается у растений, длитель­ное время находящихся при избытке влаги в почве, при образо­вании корки на поверхности почвы и хранении зерна в больших кучах.

Анаэробное дыхание для микроорганизмов

Для многих низших растений (микроорганизмов) анаэробное дыхание служит основным процессом добывания необходимой для жизни энергии и может поддерживать их жизнь неограни­ченное время. В этом случае анаэробное дыхание называется брожением.

Микроорганизмы используют для брожения не собственные запасы питательных веществ, как это имеет место у высших растений, а питательные вещества из окружающей их среды.

Анаэробное дыхание у растений сходно со спиртовым бро­жением. В анаэробных условиях под воздействием ряда фермен­тов образуются промежуточные продукты те же, что и при бро­жении, в частности пировиноградная кислота. В аэробных усло­виях пировиноградная кислота полностью окисляется до углекислоты и воды, а в анаэробных условиях при спиртовом брожении она распадается до С02 и спирта.

На схеме показано взаимоотношение между нормальным ды­ханием — аэробным и анаэробным — спиртовым брожением.

Аэробное и анаэробное дыхание
Аэробное и анаэробное дыхание

Как видно из схемы, процессы дыхания и брожения одина­ковы до образования пировиноградной кислоты. При дыхании для образования пировиноградной кислоты не требуется уча­стия кислорода, т.е. эта фаза дыхания является анаэробной.

При доступе кислорода и наличии системы окислительных фер­ментов пировиноградная кислота окисляется до конца. При спиртовом брожении с участием фермента карбоксилазы кар­боксил пировиноградной кислоты разрушается, выделяется углекислота и образуется уксусный альдегид, которому при участии фермента дегидрогеназы передаются 2 атома водорода и он вос­станавливается в этиловый спирт.

Таким образом, конечными продуктами спиртового брожения являются спирт и углекислота.

 

 

 

Получать интересное на почту

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *