63. Дыхание и фотосинтез как основные энергетические процессы растительного организма. Черты сходства и различия.

дыхание - кислород используется(расходуется) 

фотосинтез - кислород создается 

При дыхании:  1)Выделяется СО2 и поглощается О2.  2)Происходит во всех живых клетках.  3)Протекает на свету и в темноте.  4)Органические вещества разрушаются и выделяется энергия. 

5)Вода и углек.газ освобождаются

При питании (фотосинтезе):  1)Выделяется О2 и поглощается СО2.  2)Происходит в клетках с зелеными хлоропластами.  3)Протекает только на свету.  4)Органические вещества образуются, энергия расходуется.

5)Вода и углекислый газ поглощаются

64. Дыхание как процесс противоположный фотосинтезу.

Процесс дыхания — это процесс, «обратный» фотосинтезу, т. е. процесс непрекращающейся потери вещества.

Он идет днем и ночью. Кривая зависимости дыхания от температуры в принципе тоже имеет «оптимальную форму », но для нее характерна очень острая вершина, и она резко падает в области высоких температур.

Например, у картофеля острый перегиб кривой наступает примерно при 50°, и чуть более высокие температуры резко снижают дыхание; листья выдерживают сверхоптимальный перегрев. Кроме того, действие температуры на дыхание тесно связано с фактором времени. При длительном воздействии повышенных температур скорость дыхания постоянно падает. Таким образом, положение температурной точки оптимума дыхания во многом зависит от длительности нагрева, т. е. она весьма подвижна, и мы не можем говорить о каких-то константных кардинальных точках, всегда надо учитывать многие факторы. Иногда к дыханию применяют химическое правило Вант-Гоффа: скорость реакции увеличивается экспоненциально с повышением температуры. Было показано, что, действительно, дыхание, особенно у тропических растений, ускоряется в среднем в три раза при температуре ниже 10°, но выше 25-30° или при продолжительном нагреве коэффициент дыхания (Qio) неуклонно падает (последействие температур).

65. Пентозофосфатный путь дыхательного обмена. Химизм и значение.

Функция пентозофосфатного цикла заключается в том, что он поставляет пентозофосфаты для синтеза нуклеиновых кислот и многих коферментов. При ряде патологических состояний удельный вес пенто-зофосфатного пути окисления глюкозы возрастает.

Пентозофосфатный цикл – совокупность обратимых ферментативных реакций, в результате которых глюкоза окисляется до СО2 с образованием НАДФ Н и Н, а так же синтез фосфорилирование сахаров, содержащих от 3 до 7 атомов С.

Стадии: Окислительная и Регенерации.

1)6глюкозо-6-фосфат +6НАДФ  6 6-фосфоглюконолактон + 6НАДФН +6Н, фермент глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, дегидрируется

2) 6 6-фосфоглюконолактон  6 6-фосфоглюконат, изомеризуется ферментом лактолаза

3) 6 6-фосфоглюконат+ 6 НАДФ  6-рибулозо-5-фосфат + 6 НАДФН +6Н + 6СО2, фермент 6-фосфоглюконатдегидрогеназа

Фаза регенерации

4) 2 рибулозо-5-фосфат  2 рибулозо-5-фосфат, фермент – пентозоизомраза

5) 4 рибулозо-5-фосфат  4 2-ксилулозо-5-фосфат, фермент – пентозоизомераза

6) 2-ксилулозо-5-фосфат + 2 рибозо-5-фосфат  2 седогептулозо-7-фосфат + 2 глиперальдегид-3-фосфат, фермент – транскетолаза

7) 2 седогептулозо-7-фосфат + 2 глиперальдегид-3-фосфат  2 эритрозо-4-фосфат + 2фруктозо-6-фосфат, фермент – трансальдолаза

8) 2-ксилулозо-5-фосфат + 2 эритрозо-4-фосфат  2 глицеральдегид-3-фофат + 2 фруктозо-6-фосфат, фермент – транскетолаза

9) глицеральдегид-3-фофат  дигидроксиацетонфосфат

10) дигидроксиацетонфосфат + глицеральдегид-3-фосфат  фруктозо-1,6-дифосфат, фермент – альдолаза

11) Фруктозо-1,6-дифосфат  фруктозо-6-фосфат + Н3РО4

12) 5 фруктозо-6-фосфат  5 глюкозо-6-фосфат, фермент – гексозофосфатизомераза

Суммарный процесс:

6 глюкозо-6-фосфат + 12НАД  5 глюкозо-6-фосфат + 6СО2 + 12НАДФН + 12Н + Н3РО4

Особенность цикла – гибкость.

Если потребность в рибозо-5-фосфате значительно превышает потребность в НАДФН то большая часть глюкозо-6-фосфата превращатся в глицеральдегид-3-фофат, одна молекула которого вступая в реакцию с двумя молекулами фруктозо-6-фосфата превращаются в три молекулы рибозо-5-фосфата (р-ции 6-8)

Если потребность в НАДФН и рибозо-5-фосфате сбалансирована, преобладаюют реакции окислительной стадии и реакция 4: глюкозо-6-фосфат + 2 НАДФ + Н2О  рибозо-6-фосфат + 2 НАДФН + СО2 + 2Н

Если потребность в НАДФН выше чем в глюкозо-6-фосфате, происходит полное окисление глюкозо-6-фосфата до СО2 (р-ции 1-4, 6, 10-12). Суммарное уравнение: глюкозо-6-фосфат + 12 НАДФ + 7Н2О  6 СО2 + 12 НАДФН + 12Н + Н3РО4

66. Дыхательная электронтранспортная цепь (ЭТЦ)— система структурно и функционально связанных трансмембранных белков и переносчиков электронов. ЭТЦ позволяет запасти энергию, выделяющуюся в ходе окисления НАД∙Н и ФАДН₂ молекулярным кислородом (в случае аэробного дыхания) или иными веществами (в случае анаэробного) в форме трансмембранного протонного потенциала за счёт последовательного переноса электрона по цепи, сопряжённого с перекачкой протонов через мембрану.

Дыхательная электронтранспортная цепь состоит из переносчиков электронов, которые передают электроны от субстратов на кислород. Расположение переносчиков определяется величиной их окислительно-восстановительного потенциала.

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). В результате прохождения двух электронов по цепи образуется 3 молекулы АТФ.

Компоненты ЭТЦ: НАД(Ф) – зависимые дегидрогеназы, растворимые ферменты; Белки – содержащие железоероцентры, изменение валентности; Хиноны – жирорастворимые соединения, имеющие длинный терпеноидный хвост, связанный с хиноидным ядром, наиболее распространен убихинон; цитохромы – переносят только электроны за счет изменения валентности железа из +2 в +3; колплекс цитохромов – цитохромоксидаза, присутствие Си вместо железа.

Дыхательная цепь митохондрий содержит 4 основных комплекса и два небольших по молекулярной массе компонента – убихинон и цитохром. Комплекс 1 осуществляет перенос электронов от НАДН к убихинону. Комплекс 2 катализирует окисление сукцината убихиноном. Комплекс 3 переносит электроны от восстановленного убихинона к цитохрому. В комплексе 4 электроны переносятся от цитохрома к кислороды.