28. Сутнасць і фізіялагічная роля дыхання. Субстраты дыхання і іх выкарыстанне. Дыхальны каэфіцыент.

Дыхание является диссимиляционным процессом, при котором происходит расщепление органических веществ, причем заключенная в них энергия аккумулируется в макроэргах АТФ. С6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6 H2O + 2870 кДж

В освобождении энергии, заключенной в органических веществах, состоит главное значение дыхания. По существу, при дыхании освобождается солнечная энергия, которую растение использовало в процессе фотосинтеза на образование органических веществ и таким путем запасло ее. В процессе дыхания окисление сложных органических веществ до углекислого газа и воды происходит постепенно и энергия освобождается небольшими порциями. Если бы энергия освобождалась вся сразу, тогда клетка сгорела бы.

Основным субстратом дыхания являются углеводы, обычно глюкоза и ее производные. Глюкоза образуется в клетках растений при гидролизе крахмала и сахарозы - продуктов фотосинтеза. В некоторых случаях дыхание могут поддерживать белки(например при развитии проростков) и жиры (при прорастании семян масличных растений). Использование жиров в качестве субстрата дыхания связано с функционированием глиоксилатного цикла. Дыхательный коэффициент (ДК) — это объемное или молярное отно­шение С0₂, выделившегося в процессе дыхания, к поглощенному за этот же про­межуток времени 0₂.

При окислении углеводов ДК = 1, жиров <1, орг. кислот >1

28. Акісленне субстрату ў працэсе дыхання: сутнасць і лакалізацыя ў клетцы гліколізу і цыкла Крэбса. Роля ў метабалізме клеткі.

Основным продуктом окисления в растительном организме является глюкоза. Окисление происходит через ряд стадий - гликолиз (анаэробные реакции), цикл Кребса и работа ЭТЦ дыхания. Существуют и другие пути окисления субстратов в растении, например, окислительный пентозофосфатный цикл, в котором используется однократно фосфорилированная глюкоза. Окисление субстратов в процессе дыхания происходит с участием окислительных ферментов.

Первый этап окисления осуществляется дегидрогеназами - ферментами, отнимающими от субстрата водород; терминальный этап - оксидазами, передающими восстановительный эквивалент на кислород. Кроме того, в дыхании участвуют ферменты - промежуточные переносчики электронов в ЭТЦ митохондрий.

Ци́кл трикарбо́новых кисло́т (цикл Кре́бса) — аэробный процесс, в ходе которого происходит превращение двух- и трёхуглеродных соединений, образующихся как промежуточные продукты в живых организмах при распаде углеводов, жиров и белков, до CO₂. При этом освобождённый водород направляется в цепь тканевого дыхания, где в дальнейшем окисляется до воды, принимая непосредственное участие в синтезе универсального источника энергии — АТФ.

Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме.

28. Дыхальны ланцуг і акісляльнае фасфарыляванне. Каэфіцыент карыснага дзеяння дыхання.

Суммарное уравнение для дыхательной цепи имеет вид:

12Н₂ + 60₂---------> 12Н₂0 + 34АТФ

Митохондриям принадлежит ведущая роль в образовании энергии. В результате окисления углеводов, жиров и белков образуются восстановительные эквиваленты (электроны и атомы водорода), которые переносятся по дыхательной цепи. Высвобождающаяся при этом энергия переходит в энергию электрохимического градиента для протонов на внутренней мембране митохондрий, а та, в свою очередь, используется для синтеза АТФ . Этот процесс называется окислительным фосфорилированием. Образовавшиеся в результате гликолиза триозы, и в первую очередь пировиноградная кислота , вовлекаются в дальнейшее окисление, происходящеее в митохондриях.

При этом используется энергия расщепления всех химических связей, что приводит к выделению CO2 , потреблению кислорода и синтезу большого количества АТФ. Эти процессы связаны с окислительным циклом трикарбоновых кислот и дыхательной цепью переноса электронов, где происходят фосфорилирование АДФ и синтез клеточного "топлива" - молекул АТФ.

На образование 38 молекул АТФ затрачено 38-30,6 кДж = 1162,8 кДж. Всего при сжигании 1 моль глюкозы выделяется 8824 кДж: С6Н1206 + 602 -> 6С02 + 6Н20 + 2824 кДж. Таким образом, КПД процесса дыхания при самых благоприятных условиях составляет около 40%.