Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
марпое уравнение будет иметь вид: 2Н00СС00Н + 02 = 4С02 + + 2Н20;
v 4 СО., а 1 О.,’
т. е. больше единицы.
При выращивании плесневых грибов на смеси питательных веществ, содержащих сахара, органические кислоты и другие соединения, дыхательный коэффициент сначала равен единице, пока весь сахар не будет израсходован, потом он изменяется в зависимости от субстрата. Очень часто, кроме конечных продуктов окисления — СОг и воды, образуются менее окисленные соединения и органические кислоты (щавелевая, винная и др.), которые содержат больше кислорода, чем углеводы. В этом случае часть поглощенного кислорода остается в растении и отношение vCOi: vOi будет меньше единицы,
У массивных органов или погруженных в воду семян процесс аэробного дыхания может сопровождаться анаэробным дыханием, при котором также выделяется СОг, по без поглощения кислорода из воздуха. При этом дыхательный коэффициент будет больше единицы, У прорастающих семян с малопроницаемой оболочкой из-за плохого доступа кислорода .воздуха анаэробное дыхание может продолжаться до момента разрушения оболочки корешком зародыша.
На преимущественное значение сахаров при дыхании указывает и тот факт, что, если масличные семена во время их прорастания искусственно питать сахаром, дыхательный коэффициент можно повысить до единицы. На жирах плесневые грибы развиваются значительно медленнее, чем на сахарах. Таким образом, дыхательный коэффициент показывает, за счет каких продуктов осуществляется дыхание.
При дыхании выделяется значительное количество тепла, однако повышение температуры в таких тонких пластинчатых органах растения, как листья, незначительное и в условиях атмосферы не всегда улавливается. Его можно определить с помощью термопары по разнице между температурой растения и окружающей атмосферы.
Как показали опыты с листьями, закрытыми в специальном сосуде, ограничивающем теплоотдачу (сосуд Дьюара), в резуль-1'ате освобождения тепла при дыхании температура воздуха в нем может значительно возрастать. Прорастающие семена, помещенные в сосуд Дьюара, повышают температуру до 40— 50 °С.
Быстрорастущие части растений, клетки которых почти полностью заполнены протопластом, дышат интенсивнее, чем животные. Интенсивность дыхания семян, прорастающих при 37°С,
равна интенсивности дыхания человека, выделяющего в течение суток углекислый газ й количестве, равном 1,2% массы его тела. Очень энергично дышат цветки, особенно распускающиеся (интенсивность их дыхания равна интенсивности дыхания прорастающих семян). Поэтому не рекомендуется оставлять на ночь срезанные цветы в спальных комнатах, поскольку они поглощают большое количество кислорода и 'выделяют углекислый газ. В цветках особенно интенсивно дышат пестики, тычинки с пыльниками. С возрастом растения интенсивность дыхания его органов резко снижается. Например, листья 22-дневного подсолнечника выделяют 3 мг С02 на 1 г сухой массы, 36-дневного — 0,81 мг и 136-дневного — 0,08 мг. Молодые растущие органы растения дышат наиболее интенсивно.
Методы определения интенсивности дыхания основываются на количественном учете поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа. Подробное описание приборов, методики и техники определения интенсивности дыхания у растений приводится в практических руководствах по физиологии растений и специальных работах.
Интенсивность дыхания у разных растений и даже в разных частях одного и того же растения может довольно сильно различаться. Наиболее интенсивно дышат молодые, быстрорастущие части растений с большим количеством эмбриональных тканей— верхушка стебля, кончики корешков, распускающиеся почки, прорастающие семена. Интенсивное дыхание молодых частей растения приводит к потере около 1% их массы в сутки, потеря массы старых частей растения обычно в 10—20 раз меньше, Очень энергичное дыхание наблюдается у быстрорастущих плесневых грибов.
ХИМИЗМ ДЫХАНИЯ
¦Суммарное уравнение дыхания ие дает даже отдаленного представления о сложной цепи и промежуточных реакциях, из которых состоит этот процесс. Окисление органических веществ в процессе дыхания осуществляется ступенчато, постепенно. Живые клетки приспособлены к использованию небольших количеств энергии. Энергия дыхания, которая не расходуется полностью растительным организмом в химических реакциях, превращается в тепловую и рассеивается.
Современные представления о химизме дыхания являются по существу развитием идей, выдвинутых выдающимися русскими учепыми-биохимиками А. Н. Бахом, В, И. Палладиным и С, П. Костычевым, Известно, что сахара вне организма недоступны непосредственному действию кислорода, в организме же. они быстро распадаются в процессе дыхания.
Проблема биологического окисления органического вещества была разработана в классических работах А, Н. Баха, который .создал перекнснуго теорию активации молекулярного кислорода. По этой теории, ненасыщенные органические соединения, вступая во взаимодействие с кислородом воздуха, способствуют разрыву одной связи в его молекуле:
