3. Дихання за рахунок жирів і білків

Хоча основним субстратом для більшості організмів служать вуглеводи, але як джерело енергії використовуються і жирні кислоти. Окислення жирних кислот – вельми важливий процес для рослин, організм яких може запасати і зберігати значні кількості нейтральних жирів. Нейтральний жир характеризується високою калорійністю – 37,8кДж/г. Для порівняння – калорійність крохмалю – 16,8 кДж/г. Першим етапом використання жирів як дихального матеріалу є гідроліз молекули жирів на складові його компоненти:

гліцерин-гліцеролфосфат-фосфотрози

Ж ири цикл Кребса

жирні кислоти-АцетилКоА

Жирні кислоти в результаті ферментативних реакцій активуються, а це приводить до утворення Ацетілкоа. Молекули Ацетілкоа окислення жирних кислот, що утворюються як продукт, залучаються потім до циклу Кребса, в якому піддаються окисленню СО₂ і Н₂О.

Дихання за рахунок білків: білки під дією протеолітичних ферментів розпадаються на амінокислоти. Амінокислоти, що утворилися, піддаються дезамінуванню (відняття NH₂). Продукти дезамінування (органічні кислоти) включаються в цикл Кребса п'ятьма різними способами:

1. через Ацетілкоа

2. через Х-кетоглутарову кислоту

3. через янтарну

4. через фумарову

5. через щавелево-оцтову кислоту

Шляхи катаболізму всіх 20 амінокислот можна розділити на декілька типів залежно від того, через які канали, дані амінокислоти вступають в цикл. Схеми таких шляхів називають кетаболітичними кортами.

4. Дихання і біосинтетичні процеси

Незалежно від того, як саме йде окислення вуглеводів – шляхом гліколіза або по пентозофосфатному циклу значна частина проміжних продуктів цього окислення з різним числом вуглецевих одиниць використовується ще до повного окислення субстрата, тобто до його перетворення в СО₂ і Н₂О.

Що утворюються в циклі Кребса органічні кислоти можуть приєднувати аміак (******) і перетворюватися на *, а *******.

З амінокислот виходять також феноли ******* і інші з'єднання, шлях яких починається з дезамінування амінокислоти фенілаланін. Різні алкалоїди і рослинний гормон ауксин синтезуються з амінокислоти триптофан. Ацетіл С.А. утворюється з ПВК, служить важливим початковим продуктом для синтезу: жирних кислот, гибберелліна ********.

Таким чином, головною функцією дихання є не тільки вивільнення енергії, використовуваної в процесі метаболізму, але і утворення будівельних блоків з яких в клітині синтезуються багато інших з'єднань.

ТЕМА: Кінетика дихання і його роль в продукційному процесі

1. Методи визначення дихання і його показники

2. Залежність дихання від чинників зовнішнього і внутрішнього середовища

3. Роль дихання в продукційному процесі

4. Регулювання дихання с-х культур, що зберігаються, і продуктів

1. Методи визначення дихання і його показники

Визначення дихання засноване на обліку або поглиненого кисню, або виділеного вуглекислого газу. Газообмін рослин вимірюють або в замкнутій судині, або в струмі повітря.

Дихання кількісно оцінюють двома показниками: інтенсивністю дихання і дихальним коефіцієнтом. Інтенсивність дихання це кількість СО₂ виділена одиницею рослинної маси за одиницю часу. Розмірність: у вагових одиницях і об'ємних мгСО₂/гчас, мклСО₂/гчас, мклО₂/гчас, 30-60мгСО₂/часдм2, 10мклСО₂/часдм2. Абсолютне значення У дых. у рослин від 0,3 до 3мгСО₂/гчас. ДК це відношення СО₂, що виділився, до об'єму поглиненого кисню Дк=vсо₂/vо₂

Дихальний коефіцієнт є важливим показником хімічної природи субстрата використовуваного для дихання. З сумарного рівняння дихання С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ → 6СО₂ + 6Н₂О слідує, що при повному окисленні молекули (глюкози) гексози: поглинається 6 частинок О₂ і виділяється 6 частинок СО₂.

У випадках коли дихальним матеріалом служить гексоза ДК рівний одиниці Дк=660/60=1. Дихальний коефіцієнт збільшується коли дихальним субстратом служать органічні кислоти. Так при окисленні щавлевої кислоти 2С₂Н₂О₄+О₂=7СО₂+2Н₂О Дк=4СО₂/О₂=4 це загалом дихання за рахунок білків.

Якщо дихальною речовиною служать з'єднання бідні киснем, наприклад жири і для окислення їх потрібно більше кисню, чим для вуглеводів, то ДК буде менше одиниці. При окисленні стеаринової кислоти, відношення СО₂ : О₂ рівне 18:26=0,69

С₁₈Н₃₆О₂+26О₂→18СО₂+18Н₂О ДК=18СО₂/26О₂=0,69

Складніша картина спостерігається при проростанні насіння багатих жирами соняшника, рицина. На самих початкових фазах проростання ДК складає біля одиниці, оскільки в цей період використовуються вуглеводи, що містяться в невеликих кількостях. Незабаром через 1-2 дні ДК падає до 0,3-0,4. Причина такого різкого зниження ДК полягає в тому, що значна частина кисню, що поглинається насінням, використовується в цей період на перетворення запасних жирів на вуглеводи. Після завершення цього процесу ДК знов підвищується і може досягати 0,7-0,8 і навіть наблизитися до одиниці. При дозріванні ж олійного насіння спостерігається зворотна картина, тобто ДК підвищується до 2-3, а іноді і вище. Чому? Тому що транспортна форма вуглеводів перетворюється на запасні жири, тобто з'єднання більш відновлені.