Oddychanie roślin charakteryzuje się uwalnianiem energii. Oddychanie u roślin zachodzi w komórkach narządów. W komórkach jakich narządów u roślin zachodzi oddychanie? Jak zachodzi oddychanie roślin?

Oddychanie jest uniwersalną właściwością wszystkich żywych istot na Ziemi. Główną właściwością procesu oddechowego jest wchłanianie tlenu, który oddziałuje ze związkami organicznymi żywych tkanek, tworząc wodę i dwutlenek węgla. Oddychaniu roślin towarzyszy pobieranie wody przez organizm roślinny, a rośliny wydzielają do otaczającej przestrzeni dwutlenek węgla.

Kiedy roślina oddycha, aby uwolnić energię, wykorzystuje proces odwrotny do fotosyntezy, podczas której przechowywane są składniki odżywcze. W ciągu dnia prawie wszystkie rośliny wytwarzają tlen, ale w ich komórkach proces oddychania również odbywa się równolegle, ale jest on mniej intensywny. W nocy oddychanie roślin zachodzi bardziej aktywnie, w przeciwieństwie do fotosyntezy, która bez dostępu światła ustaje.

Akt oddychania u roślin

Komórka roślinna, a co za tym idzie cała roślina, istnieje w warunkach ciągłego dopływu substancji i energii plastycznej. Z chemicznego punktu widzenia akt oddychania składa się z licznych ogniw w łańcuchu powiązanych ze sobą reakcji redoks zachodzących pomiędzy organellami komórkowymi i którym towarzyszy rozkład substancji. Energia uwolniona podczas rozszczepiania wykorzystywana jest do zasilania elektrowni.

Rośliny polegają na wymianie gazów pomiędzy samym organizmem rośliny a środowiskiem zewnętrznym poprzez aparaty szparkowe liści lub soczewicy w pniach drzew. Narządami oddechowymi bardziej zorganizowanych roślin są liście, pnie drzew, łodygi i każda z komórek glonów.

Oddychanie tkanek

Rośliny odpowiadają za specjalne struktury komórkowe – mitochondria. Organelle te znacznie różnią się od organelli zwierzęcych, co można wytłumaczyć osobliwościami procesów życiowych roślin (styl życia - przywiązany, zmiany metabolizmu spowodowane zmieniającymi się warunkami środowiskowymi).

Dlatego oddychaniu roślin towarzyszą dodatkowe drogi utleniania pierwiastków organicznych, w których powstają alternatywne enzymy. Algorytm oddychania można schematycznie przedstawić jako reakcję utleniania cukrów do wody i dwutlenku węgla w wyniku absorpcji tlenu. Towarzyszy temu wydzielanie się ciepła, które jest wyraźnie widoczne podczas kwitnienia kwiatów i kiełkowania nasion. Oddychanie roślin to nie tylko dostarczanie energii do wzrostu i dalszego rozwoju rośliny. Rola oddychania jest bardzo ważna. Na pośrednich etapach procesu oddechowego powstają substancje, które są następnie wykorzystywane w metabolizmie, na przykład pentoza i oddychanie i fotosynteza, mimo że mają przeciwny charakter, są ze sobą powiązane, ponieważ służą jako źródła nośników energii, takich jak jako NADP-H, ATP i metabolity w komórce. Woda uwalniana podczas oddychania chroni roślinę przed odwodnieniem w suchych warunkach. Co więcej, jeśli proces jest zbyt intensywny, nadmierne uwolnienie energii oddechowej w postaci ciepła może spowodować utratę suchej masy w żywej komórce.

Oddychanie roślin

reprezentuje proces odpowiadający oddychaniu zwierząt. Roślina pobiera tlen atmosferyczny, który oddziałuje na związki organiczne jej organizmu w taki sposób, że w efekcie pojawia się woda i dwutlenek węgla. Woda pozostaje wewnątrz rośliny, a do środowiska uwalniany jest dwutlenek węgla. W takim przypadku następuje zniszczenie i marnotrawstwo materii organicznej; dlatego D. jest dokładnie przeciwny procesowi asymilacji węgla. Do pewnego stopnia można to porównać do utleniania i spalania substancji. W oparciu o skrobię schematyczne równanie D. można przedstawić w następujący sposób:

C 6 H 10 O 5 (skrobia) + 6O 2 (tlen) = 6CO 2 (dwutlenek węgla) + 5H 2 O (woda)

To samo równanie, czytane od prawej do lewej, daje diagram procesu asymilacji. Podobieństwo spalania do spalania dodatkowo pogłębia fakt, że podczas spalania uwalniana jest darmowa energia, najczęściej w postaci ciepła, a czasami światła. Uwolniona energia trafia na różne potrzeby organizmu: wraz z ustaniem D. życie rośliny również zatrzymuje się [Niektóre mikroorganizmy (na przykład bakterie beztlenowe) mogą obejść się bez tlenu atmosferycznego; w takich przypadkach źródłem energii nie jest oddychanie, ale inne procesy fizjologiczne.]. O ile powstawanie wody podczas D. udowodniono jedynie na podstawie badań chemicznych, określających utratę wodoru przez roślinę (Boussingault) lub raczej skomplikowanych bezpośrednich oznaczeń (Lyaskovsky), o tyle dość łatwo jest wykryć uwalnianie węgla dwutlenek węgla przez roślinę. W tym celu nasiona grochu lub fasoli, które dopiero zaczynają kiełkować, umieszcza się w wyskalowanym eudiometrze na określonej wysokości, a następnie eudiometr zamyka się rtęcią. Jeśli po kilku dniach wprowadzimy do eudiometru roztwór żrącego potasu, zauważymy, że rtęć znacznie wzrośnie; W związku z tym eudiometr zawiera kwas węglowy, który został wchłonięty przez żrący potas. W celu dokładnego badania (szczególnie pod względem ilościowym) biologii roślin stosuje się bardziej złożone urządzenia. Ich konstrukcja jest różna w zależności od tego, czy chcą określić tylko absorpcję tlenu, czy tylko uwalnianie dwutlenku węgla, czy ostatecznie jedno i drugie razem. Urządzenie Volkova i Meyera spełnia pierwszy cel. Składa się ze szklanej rurki wygiętej w kształcie litery U, z jednym kolankiem szerszym od drugiego. W szerokie kolano wkłada się roślinę i małe naczynie z żrącym potasem; następnie zamknij szczelnie szlifowanym szklanym korkiem. Wąskie kolano, uprzednio skalibrowane i wyposażone w przegrody, zamykane jest rtęcią. Gdy tworzy się kwas węglowy, jest on wchłaniany przez wodorotlenek potasu; w rezultacie objętość gazu w rurze maleje, a rtęć w wąskim kolanku wzrasta; Wzrost zawartości rtęci determinuje ilość tlenu pochłoniętego przez roślinę. Aby określić ilość dwutlenku węgla wydzielanego przez roślinę, najlepiej zastosować rurki Pettenkofera. Strumień powietrza, uprzednio oczyszczonego z dwutlenku węgla, przechodzi najpierw przez urządzenie z roślinami, a następnie przez jedną lub dwie rurki Pettenkofera wypełnione wodą barytową [Powietrze przesycane jest za pomocą aspiratora]. Cały dwutlenek węgla uwalniany przez rośliny jest zatrzymywany w rurkach w postaci soli węglowo-barowej. Po wyznaczeniu przez miareczkowanie ilości pozostałego wolnego żrącego barytu, określamy ilość utworzonej soli węglowo-barowej, a tym samym ilość zatrzymanego dwutlenku węgla. Przyrządy do jednoczesnego oznaczania ilości pochłoniętego tlenu i uwolnionego dwutlenku węgla (Bonnier i Mangin, Godlevsky i in.), jako zbyt skomplikowane, można tu jedynie wymienić.

D. u roślin oczywiście nie jest tak energiczny jak u zwierząt stałocieplnych, ale można go porównać z D. u zwierząt zmiennocieplnych. Poniższe liczby Garro dają wyobrażenie o jego wartości bezwzględnej (intensywności): 12 pąków bzu, które po wysuszeniu w temperaturze 110° ważą 2 gramy, wydycha 70 metrów sześciennych w ciągu 24 godzin. zobaczyć dwutlenek węgla, a podczas eksperymentu ich liście zdołały zakwitnąć. Następnie kiełki maku, które następnie ważyły 0,45 grama w stanie suchym, wypuściły 55 metrów sześciennych w ciągu 24 godzin. patrz dwutlenek węgla. Energia D. zależy od różnych warunków: wewnętrznych i zewnętrznych. Tym samym Saussure (1804) udowodnił, że oddychanie kwiatów jest bardziej energiczne niż oddychanie zielonych liści tej samej rośliny – przy jednakowej masie i objętości, przy czym liście z kolei oddychają (w ciemności) intensywniej niż łodygi i owoce. Oto przykład: kwiaty białej lilii zużyły w ciągu 24 godzin objętość tlenu 5 razy większą niż ich własna objętość - podczas gdy liście były tylko 2,6 razy większe. Określenie energii D. w zielonych liściach (i ogólnie organach niosących chlorofil) w świetle wiąże się ze znacznymi trudnościami, ponieważ w świetle, zwłaszcza jasnym, D. jest maskowany przez znacznie intensywniejszy i bezpośrednio przeciwny proces węgla asymilacja (asymilacja). Eksperymenty Boussingaulta wykazały na przykład, że decymetr kwadratowy powierzchni liścia wawrzynu wiśniowego (Prunus Laurocerasus) i oleandra (Nerium Oleander) rozkłada średnio 5,28 metra sześciennego światła w ciągu 1 godziny. święty. dwutlenek węgla i wydycha w tym samym okresie średnio tylko 0,33-0,34 metra sześciennego. święty. Aby udowodnić D. liści w świetle, Garro przeprowadził tego rodzaju eksperyment: umieścił 100 gramów w naczyniu. liście wraz z kubkiem żrącego roztworu potasu, a następnie zamknij naczynie od dołu wodą. Ponieważ po pewnym czasie. Podczas gdy poziom wody w naczyniu podniósł się, wywnioskował z tego, że liście uwalniają dwutlenek węgla, a zatem mniej więcej ich D. w świetle. - Energia D. ma także ścisły związek ze zjawiskami wzrostu. Im szybciej roślina rośnie, tym bardziej pochłania tlen i uwalnia dwutlenek węgla. D. młodych roślin kiełkujących z nasion przebiega bardzo energetycznie, a jednocześnie towarzyszy mu znaczne marnotrawienie materii organicznej. Przy mniej lub bardziej przedłużonym kiełkowaniu w ciemności [W ciemności rośliny nie mogą asymilować i uzupełniać utraty węgla] D. może zniszczyć ponad połowę całej materii organicznej; poprzez takie zniszczenie i spalenie uwalnia energię niezbędną do zbudowania młodej rośliny. Warunki wewnętrzne wpływają jednak nie tylko na intensywność D., ale także na jego stronę jakościową, zmieniając sam stosunek CO 2 /O 2, tj. e. stosunek objętości uwolnionego dwutlenku węgla do pochłoniętego tlenu. Czasami CO 2 /O 2 = 1, tj. przy absorpcji tlenu uwalniana jest taka sama ilość dwutlenku węgla. Ale stosunek CO2/O2 może być mniejszy lub większy niż jeden. I tak na przykład w rosnących organach (Palladin), a zwłaszcza w kiełkujących nasionach oleistych, CO 2 /O 2 1. Zatem w pierwszym przypadku tlen jest pozyskiwany i przyswajany, w drugim jest tracony.

W przeciwieństwie do warunków wewnętrznych, warunki zewnętrzne wpływają jedynie na energię D., nie zmieniając w żaden sposób stosunku CO 2 /O 2. Wpływ temperatury w tym kierunku jest najsilniejszy i jednocześnie najbardziej poznany. Energia D. do pewnej granicy temperatury (około 40°C) wzrasta niemal wprost proporcjonalnie do wzrostu temperatury, a następnie pozostaje stała aż do śmierci rośliny. Jeśli chodzi o światło, jego bezpośredni wpływ, zgodnie z eksperymentami Bonniera i Mangina, odzwierciedla się w pewnym spowolnieniu D.; pośrednio światło może faworyzować D., przynajmniej D. roślin niosących chlorofil (Borodin), ponieważ w świetle zwiększa się ilość węglowodanów (w wyniku asymilacji), czyli tych właśnie związków, przez które zachodzi proces D.. D. nie pozostaje bez wpływu roślin, a także zwierząt i ciśnienia parcjalnego tlenu w otaczającej atmosferze. - Choć w przypadku D. zanikają i zmniejszają się jedynie bezazotowe związki organiczne - węglowodany i tłuszcze. [Według badań Winogradskiego bakterie siarkowe i mikroorganizmy nitryfikacyjne utleniają minerały, wykorzystując uwolnioną w tym procesie energię. Te pierwsze utleniają siarkowodór do siarki i kwasu siarkowego, drugie utleniają amoniak do kwasu azotawego i azotowego], ale to jeszcze nie dowodzi, że tlen atmosferyczny podczas działania D. bezpośrednio działa na te substancje, niszcząc je i spalając; bardziej prawdopodobne jest, że służą one jedynie jako materiał pośredni dla D. i że tlen początkowo działa na złożoną cząstkę białka. Zarówno u zwierząt, jak i roślin rozwija się proces ogrzewania. Ponieważ jednak rośliny łatwo oddają to ciepło do otoczenia, temperatura ich ciała nie jest wyższa od temperatury otaczającego powietrza, a często nawet niższa. Jednak w niektórych okresach życia – podczas kiełkowania nasion i podczas kwitnienia – temperatura rośliny może wzrosnąć o wiele stopni powyżej temperatury otoczenia (patrz Ciepło rośliny). W kilku przypadkach energia uwolniona podczas D. pojawia się nawet w postaci blasku lub fosforescencji. Taką luminescencję dotychczas wiarygodnie zaobserwowano jedynie u roślin niższych: u niektórych grzybów i bakterii (patrz Rośliny świetliste). Wreszcie D. wewnętrzny, czyli wewnątrzcząsteczkowy, polega na tym, że rośliny znajdujące się w środowisku beztlenowym i dlatego nie pochłaniające tlenu, nadal wydzielają dwutlenek węgla. Zjawisko to ma niewiele wspólnego ze zwykłą normalną fermentacją i zwykle zbliża się do procesów fermentacyjnych (patrz Fermentacja wewnątrzcząsteczkowa i Fermentacja alkoholowa). Specjalna literatura o D. rośliny, zob.: Palladin, „Plant Physiology” (1891); A. S. Famintsyn, „Podręcznik fizjologii roślin” (1887); Sachs, J. „Vorlesungen über Pflanzen-Physiologie” (1887); Pfeffer, W. „Pflanzenphysiologie” (1881); Van-Tieghem, Ph. „Traité de Botanique” (1891).

G. Nadsona.

Słownik encyklopedyczny F.A. Brockhausa i I.A. Efrona. - S.-Pb.: Brockhaus-Efron. 1890-1907 .

Zobacz, co oznacza „oddychanie roślin” w innych słownikach:

Wydzielanie dwutlenku węgla przez roślinę, któremu nie towarzyszy absorpcja tlenu. Doświadczenia wykazały, że rośliny (owoce, liście, korzenie) w atmosferze beztlenowej nadal przez pewien czas wydzielają dwutlenek węgla, a jednocześnie wewnątrz, w tkankach... ...

Jedna z głównych funkcji życiowych, zespół procesów zapewniających wejście O2 do organizmu, jego wykorzystanie w procesach redoks, a także usuwanie z organizmu CO2 i niektórych innych związków, które są końcowe... .. . Biologiczny słownik encyklopedyczny

ODDYCHANIE, oddychanie, zob. (książka). Akcja pod Ch. oddychać. Przerywany oddech. Sztuczne oddychanie (techniki stosowane w celu wznowienia czynności płuc podczas jej tymczasowego ustania; miód). || Proces wchłaniania tlenu przez organizm żywy.... ... Słownik wyjaśniający Uszakowa

Przeponowy (brzuszny) rodzaj oddychania u ludzi Termin ten ma inne znaczenia, patrz Oddychanie komórkowe ... Wikipedia

Zespół procesów zapewniających wejście tlenu do organizmu i uwolnienie z niego dwutlenku węgla (zewnętrzny D.) oraz wykorzystanie tlenu przez komórki i tkanki do utleniania substancji organicznych z uwolnieniem... Wielka encyklopedia radziecka

W potocznym znaczeniu oznacza to szereg ruchów klatki piersiowej występujących naprzemiennie przez całe życie, mających postać wdechu i wydechu, warunkujących z jednej strony dopływ świeżego powietrza do płuc, a z drugiej usunięcie już zepsutego od nich powietrza... ... Słownik encyklopedyczny F.A. Brockhausa i I.A. Efron

Oddychanie jest najbardziej zaawansowaną formą procesu oksydacyjnego i najskuteczniejszym sposobem pozyskiwania energii. Główną zaletą oddychania jest to, że energia utlenionej substancji podłoża, na którym rośnie mikroorganizm... ... Encyklopedia biologiczna

Zespół procesów zapewniających wnikanie tlenu do organizmu i usuwanie dwutlenku węgla (oddychanie zewnętrzne), a także wykorzystanie tlenu przez komórki i tkanki do utleniania substancji organicznych, uwalniając energię niezbędną do... ... Wielki słownik encyklopedyczny

ODDYCHANIE, proces, podczas którego powietrze wchodzi i wychodzi z płuc w celu WYMIANY GAZU. Podczas wdechu mięśnie przepony unoszą żebra, zwiększając w ten sposób objętość KLATKI PIERSIOWEJ, a powietrze dostaje się do PŁUC. Podczas wydechu żebra opadają i... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

ODDYCHANIE, ODDYCHANIE, JA; Poślubić 1. Pobieranie i wydalanie powietrza przez płuca lub (u niektórych zwierząt) inne właściwe narządy w procesie wchłaniania tlenu i uwalniania dwutlenku węgla przez organizmy żywe. Układ oddechowy. Głośno, ciężko... słownik encyklopedyczny

Oddychanie jest warunkiem życia. To właśnie w procesie oddychania uwalniana jest energia wykorzystywana przez organizmy do życia. W tym artykule krótko i wyraźnie porozmawiamy o oddychaniu roślin.

Co oddycha

Każda komórka potrzebuje energii do życia. Energię uzyskuje się z rozkładu substancji organicznych podczas oddychania. Rozkład ten zachodzi pod wpływem tlenu i nazywany jest również utlenianiem. W efekcie powstaje woda, dwutlenek węgla i darmowa energia.

Energia potrzebna roślinie zawarta jest w wiązaniach chemicznych złożonych substancji organicznych. Początkowo jest to energia słońca, zmagazynowana w złożonych cząsteczkach w procesie fotosyntezy.

Oddychanie u roślin nie różni się zasadniczo od oddychania zwierząt czy grzybów. Gaz wydzielany przez rośliny podczas oddychania jest taki sam, jak ten wytwarzany przez każdy inny organizm. To jest dwutlenek węgla.

Ryż. 1. Schemat oddychania roślin.

Wiadomo, że rośliny również wydzielają tlen w świetle, jednak dzieje się to w wyniku innego procesu – fotosyntezy.

Oddychanie odbywa się przez całą dobę, więc tworzenie się dwutlenku węgla następuje stale. Ponadto tlen musi stale napływać do komórek roślinnych, aby mogły normalnie funkcjonować.

TOP 3 artykułyktórzy czytają razem z tym

To samo dotyczy całej rośliny.

Zatem oddychanie obejmuje dwa procesy:

oddychania komórkowego;
wymianę gazową pomiędzy rośliną a środowiskiem zewnętrznym.

Oddychanie komórkowe roślin

Ośrodkami oddechowymi komórki są mitochondria. Mają je także zwierzęta.

To w tych organellach zachodzi utlenianie substancji organicznych. Zazwyczaj substancjami tymi są węglowodany, ale oddychanie może również zachodzić z powodu białek lub tłuszczów.

Utlenianie uwalnia energię. Woda pozostaje w komórce, a dwutlenek węgla opuszcza komórkę poprzez dyfuzję i może zostać natychmiast wykorzystany w procesie fotosyntezy.

Proces oddychania jest etapowy. Woda i dwutlenek węgla nie powstają natychmiast, ale są produktami końcowymi. Wcześniej w trakcie wielu reakcji powstają i ponownie rozkładają się inne substancje - kwasy organiczne.

Wymiana gazowa z otoczeniem zewnętrznym

W przeciwieństwie do zwierząt rośliny nie mają specjalnych narządów oddechowych. Wymiana gazowa zachodzi przez otwory w tkankach powłokowych:

aparaty szparkowe;
soczewica.

Szparki znajdują się na liściach. Każdy z nich posiada komórki zdolne do zmiany turgoru (napełnienia wodą) i zamknięcia szczeliny szparkowej. Szczeliny szparkowe umożliwiają wymianę gazową i parowanie wody przez liście.

Ryż. 2. Szparki pod mikroskopem.

Soczewica ma większe szczeliny na łodygach niż szparki.

Ryż. 3. Soczewica na pniu brzozy.

Powietrze może przedostawać się do tkanek roślinnych również w postaci rozpuszczonej.

Oddychanie i fotosynteza

Istnieje związek pomiędzy procesami oddychania i fotosyntezy. Procesy te są przeciwne i w roślinie następują jeden po drugim.

Fotosynteza to metoda odżywiania. Podczas tego procesu powstają substancje, które zawierają energię otrzymaną w postaci światła.

Oddychanie to sposób na uwolnienie energii zmagazynowanej w składnikach odżywczych.

Oddychanie w różnych częściach rośliny

Intensywność oddychania w różnych narządach nie jest taka sama. Najbardziej aktywnymi oddychaczami są:

kiełkujące nasiona;
kwitnące kwiaty;
rosnące narządy.

Korzenie, podobnie jak narządy naziemne, oddychają. Aby zapewnić normalne oddychanie korzeni, konieczne jest poluzowanie gleby.

Co wpływa na intensywność oddychania

Czynnikami wpływającymi na intensywność oddychania są:

temperatura;
wilgotność;
zawartość tlenu w powietrzu.

Kiedy którykolwiek z tych czynników wzrasta, oddychanie staje się intensywniejsze.

Osoba kontroluje oddychanie nasion i owoców, aby zachować zbiory i materiał siewny. Aby to zrobić, w pomieszczeniach, w których przechowywane są nasiona, utrzymywana jest niezbędna wilgotność i temperatura oraz zapewniony jest przepływ świeżego powietrza.

Czego się nauczyliśmy?

Studiując ten temat w szóstej klasie dowiedzieliśmy się, że oddychanie roślin to proces dostarczający komórkom energii. Tlen jest dla roślin tak samo niezbędny jak dwutlenek węgla. W procesach oddychania i fotosyntezy biorą udział te same substancje. W oddychaniu materiałami wyjściowymi są tlen i materia organiczna, a produktami końcowymi jest woda i dwutlenek węgla. W fotosyntezie jest odwrotnie.

Testuj w temacie

Ocena raportu

Średnia ocena: 4. Łączna liczba otrzymanych ocen: 258.

Oddychanie obejmuje układy zaopatrujące organizm w tlen. U roślin jest identyczny jak u zwierząt. Proces ten trwa całą dobę. Oddychanie u roślin zachodzi w komórkach narządów znajdujących się na całej powierzchni liści, łodyg i korzeni. Wszystkie komórki ciała w nim współdziałają. Jeśli przedstawiciel flory doświadczy zablokowania komórek, dopływ dwutlenku węgla zostanie zatrzymany. W takim przypadku roślina może umrzeć.

Odniesienie historyczne

O tym, że rośliny wydzielają tlen podczas oddychania, napisano w pracach naukowych A.L. Lavoisiera. W latach 1773-1783 prowadził doświadczenia. Efektem jego pracy było odkrycie, że podczas spalania i oddychania pochłaniana jest duża ilość tlenu. Powoduje to uwolnienie dwutlenku węgla i ciepła.

Na podstawie swoich prac naukowiec odkrył, że oddychanie to spalanie składników odżywczych w żywym organizmie. Później działalność tę kontynuował J. Ingenhaus. Udowodnił, że zarówno w ciemności, jak i w świetle słonecznym dwutlenek węgla jest pochłaniany, a wydzielany jest tlen. Oznacza to, że rośliny mogą przetwarzać zarówno CO 2, jak i O 2 podczas oddychania, w zależności od tego, czy w procesie tym bierze udział światło, czy nie.

Podobne badania przeprowadził H.F. Sheinbein i A.N. Kawaler. Teorię odkryto w 1897 r. W tym samym roku podobne prace przedstawił K. Engler. W 1955 roku O. Hayaishi i G.S. Mason potwierdził w drodze eksperymentów, że tlen jest ważnym elementem związków organicznych.

Specyfika oddychania u roślin

Oddychanie jest procesem uniwersalnym. Jest uważany za integralną część wszystkich żywych organizmów. Powszechnie przyjmuje się, że oddychanie u roślin zachodzi w komórkach narządów i tkanek, przez które zachodzi wymiana gazowa. Taki system wiąże się z życiem, a ustanie oddychania wiąże się ze śmiercią wszystkich żywych istot.

Przejaw aktywności życiowej jest nierozerwalnie związany z wydatkowaniem energii. W tym przypadku następuje rozwój, reprodukcja, wzrost i podział komórek. Substancje odżywcze, woda, różne syntezy i procesy są przenoszone i wchłaniane. rośliny stanowią złożony system wieloogniwowy. Związane z tym procesy utleniania zmieniają skład chemiczny związków organicznych.

Oddychania komórkowego

Oddychanie to jest procesem utleniającym. Obejmuje tlen i rozkład ważnych składników odżywczych. Uwalniana jest energia i powstają aktywne metabolity. Są wykorzystywane przez komórki do tworzenia niezbędnych procesów życiowych. W tym przypadku oddychanie u roślin zachodzi w komórkach narządów i oblicza się je za pomocą równania podsumowującego:

С6Н12О6 + 602 > 6С02 + 6Н20 + 2875 kJ/mol.

Otrzymana energia nie jest całkowicie uwalniana. Część energii jest akumulowana w trójfosforanie adenozyny. Po syntezie na membranie powstają różnice ładunków elektrycznych. Zjawisko to poprzedzone jest różnicą stężeń jonów wodorowych, które powstają po obu stronach membrany. Oddychanie i odżywianie roślin odbywa się przy użyciu gradientu protonów. Jest głównym materiałem energetycznym, niezbędnym do subtelnych procesów zachodzących w komórce. Takie procesy są wykorzystywane w syntezie, pobieraniu i przemieszczaniu wody i składników odżywczych. Struktura chemiczna tworzy różnicę potencjałów między środowiskiem a cytoplazmą. Energia, która nie kumuluje się w gradiencie protonów, jest rozpraszana w postaci światła.

Procesy oddychania katalitycznego

Utlenianie substratów następuje za pomocą enzymów. Nazywa się je katalizatorami białkowymi. Enzymy mają pewne cechy:

bardzo wysoka labilność;
zwiększona aktywność;
wysoka specyficzność w stosunku do substratów.

Oddychanie i odżywianie roślin zależy od orientacji przestrzennej, która zmienia się pod wpływem czynników wewnętrznych i zewnętrznych. Metabolizm jest regulowany. Niektóre metody utleniania kojarzą się z koncepcją elektronów. Rodzaje reakcji utleniania:

oddawanie elektronów;
dodatek tlenu;
usuwanie wodoru;
pojawienie się uwodnionego związku;
zabierając protony i dwa elektrony.

Utlenianie substancji wiąże się z redukcją akceptora. Enzymy takie zaliczane są do oksydoreduktaz. W tym przypadku protony i elektrony są odłączane. Są akceptowane przez akceptanta. Enzym tworzy reakcję przeniesienia. Procesy te obejmują oddychanie tlenowe i beztlenowe.

Oddychanie aerobowe

Ten układ oddechowy należy do procesu oksydacyjnego. Kiedy roślina oddycha, pochłania dwutlenek węgla i uwalnia tlen. Podłoże rozkłada się na energię z substancji nieorganicznych. Głównymi substratami oddychania roślin są węglowodany. Oprócz nich można spożywać podaż białek i tłuszczów.

Oddychanie to obejmuje dwa główne etapy:

Proces beztlenowy. Polega na powolnym, stopniowym rozkładzie substratów, uwolnieniu atomów wodoru i wiązaniu się procesu z koenzymami.
Proces tlenowy. Tutaj obserwuje się późniejszą abstrakcję atomów wodoru. Odsuwają się od podłoża oddechowego i stopniowo utleniają się. W rezultacie elektrony są przenoszone na tlen.

Oddychanie beztlenowe

To oddychanie roślin odbywa się za pomocą mikroorganizmów żyjących na powierzchni, które nie wykorzystują tlenu cząsteczkowego do utleniania substancji. Potrzebują soli azotowej, kwasu węglowego i siarkowego, które podczas długich procesów zamieniają się w związki zredukowane. Niezbędną energię uzyskuje się poprzez rozbicie złożonych cząsteczek substancji organicznych na najprostsze. Końcowymi akceptorami elektronów są węglany, siarczany i azotyny. Sól azotowa, kwas siarkowy i węglowy przekształcają się w związki redukujące.

System korzeniowy

Integralną częścią tego procesu jest oddychanie korzeni roślin. Do aktywnego wzrostu przedstawiciele flory potrzebują dostarczanego im świeżego powietrza.Takie oddychanie odbywa się za pomocą tlenu, który krąży w dużych porach.

Jeśli podczas długotrwałych opadów lub nadmiaru wilgoci w doniczce wystąpi porowatość niekapilarna, gleba staje się przesycona wilgocią. W tym okresie system korzeniowy doświadcza asfiksji. Niektóre podgatunki roślin mogą oddychać dzięki tlenowi rozpuszczonemu w wilgoci. W takim przypadku przepływ wody musi krążyć lub płynąć. Kiedy wilgoć zatrzymuje się, korzenie przedstawicieli flory nie otrzymują niezbędnego tlenu.

W akceptowalnych warunkach roślina pochłania dwutlenek węgla poprzez oddychanie. Ale w warunkach stagnacji nie może przeprowadzić pełnej wymiany gazowej. Wzrost znacznie spowalnia. W porównaniu z azotem poziom tlenu jest obniżony o 21%. Zatrzymuje się wykorzystanie zasobów mineralnych gleby. Roślina pobiera powietrze pochodzące z liści, łodygi i kory rośliny.

Znaczenie oddychania

Oddychanie u roślin zachodzi w komórkach narządów i jest głównym procesem metabolicznym. Energia uwalniana podczas oddychania jest zużywana na wzrost i aktywność flory.

Oddychanie roślin porównuje się do fotosyntezy. Proces przebiega przez kilka etapów. Na etapach pośrednich powstają związki organiczne. Wykorzystuje się je w reakcjach metabolicznych. Należą do nich pentozy i kwasy organiczne, które powstają podczas rozkładu przez drogi oddechowe. Dlatego uważa się, że oddychanie jest źródłem metabolitów.

Uważa się, że układ oddechowy jest dostawcą energetycznych odpowiedników NADP-H i ATP. Rośliny wydzielają tlen podczas oddychania. W procesie tym u przedstawicieli flory powstaje woda. Kiedy roślina jest odwodniona, chroni ją przed śmiercią.

Czasami energia oddychania może zostać uwolniona w postaci ciepła. W takim przypadku proces oddechowy doprowadzi do niepotrzebnego spożycia suchej masy. Nie we wszystkich przypadkach intensyfikacja procesu oddychania dla samej rośliny jest korzystna.

Oddychanie to jeden z najważniejszych fizjologicznych procesów metabolizmu roślin, w wyniku którego pobierany jest tlen i utleniana materia organiczna z wydzieleniem dwutlenku węgla. Wszystkie żywe narządy, komórki i tkanki rośliny oddychają. Podczas oddychania uwalniana jest energia, dzięki której zachodzi wiele procesów fizjologicznych. Część energii niewykorzystanej przez instalację jest uwalniana w postaci ciepła. W normalnych warunkach głównym materiałem oddechowym są węglowodany (cukry).

Pomysł na początkowe i końcowe produkty metabolizmu podczas oddychania daje podstawowe równanie oddychania: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 = 6CO 2 + 6H 2 O + 674 kcal (cukier + tlen = dwutlenek węgla + woda). Jak widać z tego równania, w procesie oddychania powstaje woda. Badania wykazały, że w ekstremalnych warunkach odwodnienia roślina może wykorzystać tę wodę i zapobiec obumieraniu.

Dostęp tlenu do wszystkich narządów roślin jest jednym z głównych warunków oddychania. Przy jego niedoborze roślina może przez pewien czas oddychać dzięki tlenowi pobranemu z wody i cukrom samej rośliny. Jednak takie oddychanie beztlenowe jest możliwe tylko przez krótki czas.

Przy długotrwałym braku tlenu roślina umiera. Jeśli gleba jest słabo uprawiana lub znajduje się na glebach podmokłych, korzenie roślin nie mają wystarczającej ilości powietrza, a co za tym idzie, tlenu. Głód tlenu w systemie korzeniowym spowalnia wchłanianie wody z gleby i jej ruch w roślinie. Dlatego też, gdy woda zatrzymuje się w niektórych obszarach pola, większość roślin umiera. Wiele dzikich roślin bagiennych i wodnych ma specjalne przystosowania do dostarczania korzeniom tlenu. Jest to system jam międzykomórkowych wypełnionych powietrzem lub specjalna tkanka przenosząca powietrze (aerenchyma) znajdująca się w korze, np. w trzcinie. Niektóre tropikalne rośliny bagienne mają specjalne korzenie powietrzne.

Intensywność procesu oddychania ocenia się na podstawie ilości uwolnionego dwutlenku węgla lub pochłoniętego tlenu. U młodej rośliny oddychanie jest intensywniejsze, z wiekiem jego intensywność maleje. Liście oddychają intensywniej niż łodygi i korzenie. Podczas kwitnienia oddychanie kwiatów wzrasta i maleje w innych narządach rośliny. Zwiększa się gwałtownie w czasie dojrzewania owoców.

Rośliny tolerujące cień oddychają mniej niż rośliny światłolubne. Rośliny wysokogórskie charakteryzują się zwiększoną szybkością oddychania. Oddychanie grzybów pleśniowych i bakterii jest bardzo aktywne.

Na intensywność oddychania duży wpływ ma temperatura powietrza: wzrasta ona wraz ze wzrostem temperatury od 5 do 40°C, a następnie gwałtownie spada. Oddychanie maleje wraz ze spadkiem temperatury, ale u roślin zimujących można je wykryć już w temperaturze -20°C. Kiedy temperatura spada do 3–5°C, oddychanie spowalnia, co pozwala zaoszczędzić tysiące ton materii organicznej wydatkowanej na oddychanie podczas przechowywania plonów. Mechaniczne uszkodzenie rośliny zwiększa oddychanie.

Oddychanie zmniejsza się wraz ze wzrostem poziomu dwutlenku węgla w powietrzu. Wykorzystuje się go podczas przechowywania owoców i winogron, a także przy układaniu kiszonki i sianokiszonki, pompując dwutlenek węgla do magazynu. Będąc cięższym od powietrza, dwutlenek węgla wypiera go z masy kiszonkowej i sianokiszonkowej, tłumi oddychanie, zapobiega nagrzewaniu się zakonserwowanej masy i dobrze ją konserwuje.