Тема 2. Динамічна біохімія

Дихання як аеробне, так і анаеробне є не тільки джерелом енергії, необхідної для здійснення різноманітних синтетичних реакцій, для росту й руху, але й джерелом утворення великої кількості проміжних продуктів, які служать матеріалом для здійснення синтезу.

Хімічні перетворення, що відбуваються при аеробному диханні, схематично можна виразити у вигляді наступного рівняння:

C₆H₁₂O₆ + 6О₂ → 6Н₂О + 6СО₂.

При повному окислюванні грам-молекули гексози виділяється 2821,88 кДж (674 ккал.) тепла.

Наведене схематичне рівняння аеробного (або кисневого) дихання не дає уяви про численні ферментативні реакції, що протікають при диханні.

При бродінні (залежно від його типу) кінцевими продуктами є етиловий спирт і вуглекислота або молочна або масляна кислота, а також інші продукти, характерні для того або іншого виду рослинного організму.

Процес дихання і його тип у рослин характеризується дихальним коефіцієнтом, що являє собою відношення об'єму виділеного за певний час вуглекислого газу до об'єму поглиненого за цей же проміжок часу кисню.

VСО₂ і позначається символом RQ, або ДК.

VО₂

Якщо процес аеробного дихання йде в строгій відповідності з рівнянням окислювання гексози, то дихальний коефіцієнт буде дорівнює одиниці. При окисленні жирних кислот, досить бідних киснем і багатих воднем, дихальний коефіцієнт буде значно менше одиниці, він дорівнює приблизно 0,7. При окисленні жирів у процесі дихання об'єм виділеної вуглекислоти буде менше об'єму поглинутого кисню; тому що частина його витрачається на окислювання водню. Це видно, наприклад, з рівняння окислювання триолеїну:

СН₂ООС(СН₂)₇СН = СН(СН₂)₇СН₃

СНООС(СН₂)₇ СН = СН (СН₂)₇СН₃ + 80 О₂ → 57С0₂ + 52Н₂О

У цьому випадку RQ=, тобто RQ = 0,71.

При окисленні білків у процесі дихання RQ0,80.

Білки по кількості кисню займають проміжне положення між вуглеводами й жирами.

Високий дихальний коефіцієнт спостерігається у рослинних організмів (наприклад, у дріжджів), у яких поряд з аеробним диханням протікає анаеробне дихання (спиртове бродіння). У цьому випадку виділяється значна кількість вуглекислоти й мало поглинається кисню. Анаеробне дихання (спиртове бродіння) спостерігається на ранніх етапах проростання зерна, коли щільна оболонка малодоступна для кисню повітря. Але як тільки зародок порушив (пробив) оболонку, так процес анаеробного дихання припиняється.

Дихальний коефіцієнт підвищується в тих випадках, коли окисляються сполуки більш багаті киснем, ніж цукор, наприклад, такі як щавлева, винна й інші подібні їм органічні кислоти.

Процес дихання супроводжується зменшенням маси рослинного організму (зерна, бульби, коренеплоду та ін.). Змінюється склад навколишнього повітря, у ньому збільшується кількість вуглекислого газу й зменшується кількість кисню. Збільшується кількість вологи й виділяється тепло (підвищується температура). А це у свою чергу призводить до підвищення інтенсивності дихання, і як наслідок до самозігрівання зерна.

Питання для самоконтролю:

1. Для чого відбувається розпад органічних речовин при диханні?

2. Як впливає якість світла на формування якості зерна?

3. Що негативного в намоканні зерна при зберіганні?

4. Яким чином впливає посуха на якість зерна пшениці?

5. Як географічна широта місцевості впливає на якість зерна ячменю?

Література: 1, 2, 4, 5, 6, 9.