Mit jelent az aerob légzés? Aerob légzés

Az aerob légzés során a glikolízis során keletkező PVC végső soron oxigén hatására teljesen oxidálódik CO 2 -vé és vízzé. Az első fázisban a piroszőlősav felhasad, és szén-dioxid és hidrogén keletkezik. Ez a folyamat a mitokondriális mátrixban játszódik le, és a Krebs-ciklusnak nevezett reakciósorozatot foglalja magában. A második fázisban a levált hidrogént egy sor redox reakció során - az úgynevezett légzési láncban - molekuláris oxigén végül vízzé oxidálja. Ez az úgynevezett cristae-kon (a belső mitokondriális membrán fésűszerű redői) fordul elő. Az aerob légzés kezdeti szakaszai az ábrán láthatók.

Átmeneti szakasz a glikolízis és a Krebs-ciklus között. Minden PVK-molekula belép a mitokondriális mátrixba, és itt - acetilcsoport (CH 3 COO-) formájában - egyesül a koenzim A nevű anyaggal, melynek eredményeként acetil-koenzim A képződik. Az acetilcsoport két szénatomot tartalmaz (2C). ), ezért ahhoz, hogy kialakuljon, a PVC-nek (3S) szénatomot kell veszítenie. A szénatom CO 2 formájában történő eltávolítását dekarboxilezési reakciónak nevezzük. Ez oxidatív dekarboxilezés, mivel dehidrogénezéssel oxidációval jár együtt, ami redukált NAD képződését eredményezi.

A Krebs-ciklus a mitokondriális mátrixban megy végbe. Az acetilcsoportok (2C) részt vesznek a ciklusban, csatlakoznak a PCA-hoz, ami citromsav (6C) képződését eredményezi. Ezt egy reakcióciklus követi, amelyben a ciklusba belépő acetilcsoportok dekarboxilezve két CO 2 molekulát képeznek, és dehidrogénezve négy pár hidrogénatomot szabadítanak fel, amelyek a hordozókhoz kapcsolódnak, ami három redukált NAD molekula képződéséhez vezet. és egy molekula redukált FAD. A ciklus minden fordulata egy ATP-molekulát is termel. (Emlékezzünk vissza, hogy egy glükózmolekulából két acetilcsoport képződik, ami azt jelenti, hogy minden glükózmolekula oxidálásához két ciklusfordulat szükséges.) A ciklus végén a PIKE regenerálódik, és most új acetilcsoportot tud magához kötni.

A glükózmolekulából származó összes hidrogén a hordozókban (NAD és FAD) köt ki. Az összes szén CO2 formájában elvész. A vízre oxigénforrásként van szükség a dekarboxilezési reakciókban - pontosan ebből származik a CO 2 oxigén egy része.

68. A légzés anaerob fázisa (glikolízis). Szubsztrát foszforiláció

A glikolízis az élőlények minden élő sejtjében megtörténik. A glikolízis folyamata során egy hexóz molekula két PVK molekulává alakul: C6H1206 -> 2C3H402 + 2H2. Ez az oxidációs folyamat anaerob körülmények között (oxigén hiányában) végbemehet, és számos szakaszon megy keresztül. Mindenekelőtt a glükózt aktiválni kell ahhoz, hogy a légzés leromlása megtörténjen. A glükóz aktiválása a hatodik szénatom foszforilációjával történik az ATP-vel való kölcsönhatás révén:

glükóz + ATP -> glükóz-6-foszfát + ADP

A reakció magnéziumionok és a hexokináz enzim jelenlétében megy végbe.

A glükóz-6-foszfátot ezután fruktóz-6-foszfáttá izomerizálják. A folyamatot a foszfoglükoizomeráz enzim katalizálja: glükóz-6-foszfát -> fruktóz-6-foszfát

Ezután egy másik foszforiláció történik az ATP részvételével. A foszforsav a fruktózmolekula első szénatomjához kapcsolódik, ezt a folyamatot a foszfofruktokináz enzim katalizálja: fruktóz 6-foszfát + ATP -> fruktóz 1,6-biszfoszfát + ADP

A glikolízis folyamatát alkotó további reakciók a következők: a fruktóz-1,6-bifoszfát lebomlik két triózra - glicerinaldehid-trifoszfátra és dioxiaceton-trifoszfátra, a reakciót az aldoláz enzim katalizálja.

A dihidroxi-aceton-trifoszfát molekula a trioszfoszfát-izomeráz enzim részvételével szintén 3-foszfogliceraldehiddé (PGA) alakul. A PHA további átalakuláson megy keresztül, és 1,3-difoszfoglicerinsavvá (DPGA) oxidálódik. Ez a glikolízis legfontosabb szakasza. A folyamat a szervetlen foszfát (H3P04) és a gliceraldehid-3-foszfát-dehidrogenáz enzim részvételével megy végbe. A folyamat lényege, hogy a PHA aldehidcsoportját a DPHA karboxilcsoportjává oxidálják.

A következő szakaszban az 1,3-difoszfoglicerinsavban ATP képződik. A folyamatot a foszfoglicerát kináz enzim katalizálja.

A 3-PHA ezután 2-PHA-vá alakul. Ezután az FHA kiszáradása következik be. A reakció az enoláz enzim részvételével megy végbe Mg2+ vagy Mn2+ ionok jelenlétében. Foszfenolpiruvinsav (PEP) képződik. A piruvát-kináz enzim ezután az energiában gazdag foszfátcsoportot az ADP-be viszi át, hogy ATP-t és piroszőlősavat képezzen. A reakció létrejöttéhez Mg2+ vagy Mn2+ ionok jelenléte szükséges. Mivel egy glükózmolekula lebontása két PHA-molekulát eredményez, minden reakció kétszer megismétlődik.

A glikolízis folyamat eredményeként négy ATP molekula képződik, de ebből kettő fedezi a szubsztrát kezdeti aktiválásának költségeit. Következésképpen két ATP-molekula halmozódik fel.

A glikolízis reakcióját szubsztrát foszforilációnak nevezik, mivel az oxidált szubsztrát molekuláján nagy energiájú kötések jönnek létre.

Lehelet- a szerves energiát hordozó anyagok biológiai oxidációjának reakcióinak összessége a test életéhez szükséges energia felszabadításával. A légzés az a folyamat, amelynek során a hidrogénatomok (elektronok) szerves anyagokból molekuláris oxigénbe kerülnek. A légzésnek két fő típusa van: anaerob és aerob.

Aerob légzés - olyan folyamatok összessége, amelyek a szerves anyagok oxidációját végzik, és oxigén részvételével energiát állítanak elő. A szerves anyagok lebomlása teljes, és a H2O és CO2 végső oxidációs termékeinek képződésével következik be. Az aerob légzés az élőlények túlnyomó többségére jellemző, és a sejt mitokondriumaiban zajlik. Az aerob élőlények a légzés során különféle szerves vegyületeket oxidálhatnak: szénhidrátokat, zsírokat, fehérjéket stb. Az aerob szervezetekben az oxidáció során oxigént használnak elektron akceptorként (vevőként) szén-dioxid és víz felé. Az aerob légzés az energiatermelés legfontosabb módja. A teljes lebontáson alapul, amely az energiaanyagcsere oxigénmentes és oxigén szakaszának reakcióinak részvételével történik. Az aerob légzés nagy szerepet játszik a sejtek energiaellátásában és az anyagok végső oxidációs termékekké - vízzé és szén-dioxiddá - lebontásában.

Mag- Ez egy olyan erőd, ahol az élet önreprodukciójának fő megoldása rejtőzik.

A légzés történhet aerob, azaz oxigén jelenlétében és anaerob, oxigénmentes körülmények között is.[...]

Aerob légzés – a glükóz lebontásának reakciói oxigén jelenlétében.[...]

A legtöbb heterotróf organizmus a szerves anyagok biológiai oxidációja – légzés – eredményeként jut energiához. Az oxidált anyagból (lásd 24. §) a hidrogén a légzőláncba kerül. Ha csak az oxigén játssza a végső hidrogén akceptor szerepét, akkor ezt a folyamatot aerob légzésnek nevezik, a mikroorganizmusok szigorú (kötelező) aerobok, amelyek teljes transzferenzim-lánccal rendelkeznek (lásd 14. ábra), és csak elegendő mennyiséggel képesek életben maradni. oxigén mennyisége. Az aerob mikroorganizmusok sokféle baktériumot, baktériumot, algát és a legtöbb protozoot tartalmaznak. Az aerob szaprofiták nagy szerepet játszanak a biokémiai szennyvíztisztítás és a tározó öntisztulási folyamataiban.[...]

Az aerob légzés (1. típus) a „normál” fotoszintézis fordított folyamata: ebben a folyamatban a szintetizált szerves anyag (CH2O) ismét lebomlik, CO2 és H9O keletkezik, és energia szabadul fel. Minden magasabb rendű növény és állat, valamint a Mopega és Protista legtöbb képviselője (2.4. ábra) energiát nyer az élet fenntartásához és a sejtek építéséhez ezen a folyamaton keresztül. A teljes légzés eredményeként CO2, I2O és sejtanyagok képződnek, de előfordulhat, hogy a folyamat nem megy végbe, és az ilyen tökéletlen légzés következtében olyan szerves vegyületek keletkeznek, amelyek még tartalmaznak bizonyos mennyiségű energiát, amelyek később más szervezetek is felhasználhatják (2. típusú folyamatok p 3 ).[...]

Az aerob szervezeteknek molekuláris oxigénre van szükségük a légzéshez, amelyet a levegőből vonnak ki. Ebben a folyamatban számos enzim vesz részt - hidroxilázok és oxigenázok.[...]

A háztartási hulladékot feldolgozó aerob mikroflóra állandó oxigénellátást és a gáznemű légzési termékek eltávolítását igényli. A CO magas koncentrációja mérgező hatással lehet a mikroflórára, ami a biológiai folyamatok intenzitásának csökkenéséhez vezet. Ebben a tekintetben nagy jelentősége van a fermentorokban a levegő szabályozásának.[...]

Az aerob légzés lehetővé tette összetett többsejtű szervezetek kialakulását. Feltételezések szerint az első magos sejtek azután jelentek meg, hogy a légkör oxigéntartalma elérte a jelenlegi szintjének 3-4%-át (vagyis az atmoszféra összetételének körülbelül 0,6%-át). Ez körülbelül 1 milliárd éve történt (lásd 7.26. ábra). A többsejtű szervezetek valószínűleg 700 millió évvel ezelőtt jelentek meg, amikor a légkör oxigénkoncentrációja elérte a mai szint 8%-át.[...]

Ezért a mitokondriumokban az oxidáció „üzemanyaga” a piruvát és a zsírsavak. Az acetil-CoA nagy potenciállal rendelkezik az acetilcsoportok átvitelére. Következésképpen az üzemanyag-molekulák acetil-CoA formájában lépnek be a Krebs-ciklusba. Az oxidatív folyamatok „üzemanyaggal” való ellátásának folytonosságát az állati sejtek lipidek, amelyek a zsírsavak fő forrása, valamint a glükóz forrásának számító glikogén tárolása biztosítja.[...]

Az aerob légzés lényegesen több energiát szabadít fel, mint az anaerob légzés. Tehát, ha egy glükózmolekula teljes oxidációja során 38 ATP-molekula keletkezik, akkor az erjedés során csak 2. Ezért az anaeroboknak lényegesen nagyobb mennyiségű szerves anyagot kell feldolgozniuk, mint az aeroboknak, hogy ugyanannyi energiát kapjanak.[... ]

Tehát a légzés heterotróf folyamat, amely megközelítőleg kiegyensúlyozza a szerves anyagok autotróf felhalmozódását. Létezik aerob, anaerob légzés és fermentáció.[...]

A légzés módja szerint a mikrobákat aerob és anaerob csoportokra osztják. Az aerob mikrobák, például[...]

Az anaerob légzés elsősorban baktériumok, élesztőgombák, penészgombák stb. élettevékenységének alapja, bár az anyagcsere részeként a magasabb rendű állatok egyes szöveteiben is előfordulhat. Az anaerob légzés legtipikusabb példái: metánbaktériumok metán képződése szerves vegyület bomlása vagy szén vagy karbonátok redukciója következtében, hidrogén-szulfid képződése szulfátredukáló baktériumok által (különösen a Fekete-tengeren), borerjesztés. Az anaerob légzés kevesebb energiát szabadít fel, mint az aerob légzés. Úgy tartják, hogy az élőlények elsődleges világának anaerob formái voltak, amelyeken később kialakult az aerob világ.[...]

Ha a légzés során a szénhidrátoknál viszonylag magasabb oxigéntartalmú szerves anyagok oxidálódnak, például szerves savak - oxálsav, borkősav és ezek sói, akkor a légzési együttható lényegesen nagyobb lesz 1-nél. 1-nél is nagyobb lesz abban az esetben ha az oxigén része, a mikrobiális légzéshez szénhidrátokból származik; vagy azon élesztőgombák légzése során, amelyekben az alkoholos erjedés az aerob légzéssel egyidejűleg megy végbe. Ha az aerob légzés mellett más folyamatok is zajlanak, amelyekben további oxigént használnak fel, akkor a légzési együttható 1-nél kisebb lesz. Ugyancsak kisebb lesz 1-nél, ha viszonylag alacsony oxigéntartalmú anyagok, például fehérjék, szénhidrogének stb. ., oxidálódnak a légzési folyamat során, ebből következően a légzési együttható értékének ismeretében meg lehet határozni, hogy mely anyagok oxidálódnak a légzés során.[...]

Így az aerob típusú légzésben az anaerob légzéshez képest az energiakibocsátás 25-ször nagyobb. Mindeközben egy baktériumsejt energiaigénye azonos, függetlenül attól, hogy aerob vagy anaerob. Következésképpen az anaerob baktériumoknak 25-ször több anyagot kell feldolgozniuk ahhoz, hogy az életükhöz szükséges energiát megszerezzék.[...]

Az aerob légzés során az élőlények energiához jutnak az élet fenntartásához és a sejtépítéshez. Az oxigénmentes légzés a szaprofágok (baktériumok, élesztőgombák, penészgombák, protozoonok) élettevékenységének alapja. Az aerob légzés sebességében jelentősen meghaladja az anaerob légzést.[...]

Mint fentebb említettük, a légzés és a táplálkozás az élő szervezet fő anyagcsere-folyamatai. A mikroorganizmusok létfontosságú tevékenysége, azaz fejlődésük, szaporodásuk és növekedésük, valamint a sejtet alkotó különféle szerves vegyületek szintézise sok energiát igényel. A mikroorganizmusok energiaszükségletüket légzési folyamatokkal elégítik ki. A légzés vagy aerob légzés az összetett szerves vegyületek kevésbé összetett vagy egyszerű ásványi anyagokká - H20 és CO2 (disszimilációs folyamat) oxidációjának folyamata, egyidejű szabad energia felszabadulásával. A légzés következtében felszabaduló szén-dioxid az oxigénfelvétellel és a tápanyagok teljes oxidációjával jár.[...]

Tehát az aerob légzés legegyszerűbb folyamatát a következő formában ábrázoljuk. A légzés során elfogyasztott molekuláris oxigén főként a szubsztrát oxidációja során keletkező hidrogén megkötésére szolgál. A szubsztrátból a hidrogént az oxigénbe adják át közbenső reakciók sorozatán keresztül, amelyek egymás után következnek be enzimek és hordozók részvételével. Az úgynevezett légzési együttható bizonyos képet ad a légzési folyamat természetéről. Ez a felszabaduló szén-dioxid térfogatának és a légzés során elnyelt oxigén térfogatának arányát jelenti (C02:02).[...]

A disszimiláció jellege alapján aerob és anaerob organizmusokat különböztetnek meg. Az aerob (a görög aeg - levegő szóból) élőlények szabad oxigént használnak a légzéshez (oxidációhoz). Az élő szervezetek többsége aerob. Éppen ellenkezőleg, az anaerobok oxigén hiányában oxidálják a szubsztrátokat, például a cukrokat, ezért számukra a légzés fermentációt jelent. Számos mikroorganizmus és helmint anaerob. Például a dinitrifikáló anaerob baktériumok nitrittel oxidálják a szerves vegyületeket, amely szervetlen oxidálószer.[...]

A páratartalom meghatározza az aerob mikroorganizmusok táplálkozási és légzési folyamatait, és óriási hatással van a gombák fejlődésére. A fatermékek felületén a levegő páratartalma és a szabad nedvesség elsősorban a spórák csírázását, a fa nedvessége pedig a hifák növekedését és későbbi fejlődését befolyásolja. A gombák teljes felületükön ozmózissal táplálkoznak. Ezért a fa táplálkozáshoz szükséges szerves vegyületeinek vizes oldatokban kell lenniük, amelyek biztosítják diffúziójukat a micéliumsejtek növényi membránján keresztül. Nagy molekulatömegű vegyületek, például cellulóz diffúziója az élő gombasejtbe kizárt. A fafestő- és penészgombák nem bontják le a cellulózt, hanem a keményítőből, glükózból, zsírokból és egyéb tápanyagokból élnek, amelyeket a fa kis mennyiségben tartalmaz [1].[...]

A fakultatív anaerob légzéssel rendelkező mikroorganizmusok sejtjeiben a dehidrázok mellett oxidázokat és oxigént aktiváló enzimeket is tartalmaznak, vagyis az aerob mikrobákra jellemző enzimeket. Az élesztő a fakultatív anaerob mikroorganizmusok csoportjába tartozik, azaz mind anaerob, mind aerob légzés jellemzi őket, de ez utóbbi kevésbé hangsúlyos. Az anaerob légzés során az élesztő lényegesen több energiaanyagot (cukrot) költ a légzésre, mint az aerob légzés során.[...]

Mint már jeleztük, számos baktériumcsoport képes aerob és anaerob légzésre (azaz fakultatív anaerobok), de fontos megjegyezni, hogy e két reakció végtermékei eltérőek, és az anaerob körülmények között felszabaduló energia mennyisége sokkal kevesebb. Oxigén jelenlétében a glükóz szinte teljes mennyisége bakteriális protoplazmává és CO2-vé alakult, oxigén hiányában azonban a bomlás nem volt teljes, a glükóz jóval kisebb része alakult át sejtanyaggá, és számos szerves vegyület keletkezett. a környezetbe kerül, amelynek oxidációjához további „szakemberek” - baktériumok - szükségesek. Általánosságban elmondható, hogy a teljes aerob légzés sokszor gyorsabb, mint az anaerob légzés tökéletlen folyamata, ha az egységnyi felhasznált szubsztrátumra jutó energiakibocsátást értékeljük.

Az ipari légköri szennyezés körülményei között az aerob légzés fokozódását és a terminális oxidázok aktivitásának növekedését tapasztalták. Az ipari területen termő növényeket a peroxidáz és a polifenoloxidáz maximális aktivitása jellemzi. Az enzimek aktivitási szintje és érzékenysége a faj biológiai jellemzőitől és károsodási fokától függ. A peroxidáz és polifenoloxidáz maximális aktivitása és érzékenysége a gázok hatására a szemölcsös nyírban volt, átlagos a balzsamnyárban és a legalacsonyabb a kőris juharban.[...]

Szén-dioxid tartalom. A CO2 az erjedés és az aerob légzés végterméke. Meglehetősen magas CO2-koncentráció esetén, amely lényegesen magasabb, mint a növényi szervezetet általában körülvevő (40% feletti), a légzési folyamat gátolt. A gátlást több ok is okozza: 1. A magas CO koncentráció általános érzéstelenítő hatást fejthet ki a növényi szervezetre. 2. A CO2 számos légzőszervi enzim működését gátolja. 3. A CO2 tartalom növekedése a sztómák záródását okozza (69. o.), ami akadályozza az oxigén hozzáférését és közvetve gátolja a légzési folyamatot [...].

Ma már általánosan elfogadott, hogy az első szakaszok (glikolízis) a légzési és az erjedési folyamatok során ugyanúgy zajlanak. A fordulópont az iirovipográd sav képződése. Aerob körülmények között a niruvinsav CCL-vé és vízzé bomlik (légzés), míg anaerob körülmények között különféle szerves vegyületekké alakul (erjedés). A szervezet képes a folyamatokat váltani, ha a körülmények megváltoznak, leállítja az erjedést, fokozza a légzést és fordítva. Pasteur kísérletei először mutatták ki, hogy oxigén jelenlétében az élesztőben az erjedési folyamat gátolt, és helyébe a légzés folyamata lép. Ugyanakkor a glükóz lebontása élesen csökken. Ez a jelenség minden fakultatív anaerob organizmusra jellemzőnek bizonyult, beleértve a magasabb rendű növényeket is, és Pasteur-effektusnak nevezték el. Célszerű oxigén jelenlétében csökkenteni a glükózfogyasztást, mivel a légzési leállás során az energiakibocsátás sokkal nagyobb, így a glükóz gazdaságosabb felhasználása. A vizsgált hatás megvalósítása azonban speciális mechanizmusokat igényel, amelyekről a továbbiakban még lesz szó.[...]

Nagy jelentősége van annak is, hogy az algák a fotoszintézis folyamata során szabad oxigént szabadítanak fel, amely a vízi élőlények, állatok és növények légzéséhez szükséges. Jelenleg úgy gondolják, hogy a Föld összes szabad oxigénje a zöld klorofillt hordozó növények tevékenységének terméke. És az oxigéntartalmú vízben a szerves anyagok mineralizációs folyamatai gyorsabban befejeződnek. Megállapították például, hogy a Fekete-, Kaszpi- és Azovi-tengerben nyáron, aerob körülmények fennállása esetén a planktonszervezetek (növények és állatok) teljes bakteriális lebomlása körülbelül 20 nap alatt véget ér, míg az északi tengerekben ez 3-4-szer lassabban történik. Így megy végbe az anyagok körforgása a vízben, és az algák részvétele nélkül ez elképzelhetetlen lenne.[...]

Ez a fejezet a spóraképző anaerob baktériumokról beszél, és csak az obligát baktériumokról, vagyis azokról az élőlényekről, amelyek nem képesek aerob körülmények között fejlődni, ellentétben azokkal a fakultatív szervezetekkel, amelyek képesek mind légzéssel, molekuláris oxigén felhasználásával, mind „ nitrát légzés" vagy különféle szerves anyagok fermentációja anaerob körülmények között. Meg kell jegyezni, hogy az anaerob spórákat hordozó baktériumokat kevésbé tanulmányozzák, mint az aerob baktériumokat, mivel jelentős nehézségekbe ütköznek a kutatók az anaerobok izolálása és tenyésztése során.[...]

A tó vizének egyik legfontosabb paramétere az oxigéntartalma, mivel az oxigén igen jelentős szerepet játszik a vízi aerob élőlények anyagcseréjében. A légkör vízoldható oxigénellátása és fotoszintézis útján történő képződése egyensúlyban van az aerob élőlények légzéséhez szükséges felhasználásával. Az ebből adódó oxigéneloszlás és dinamika kiemelkedően fontos a tápanyag-elérhetőség és ezáltal a tavak szerves termelékenysége szempontjából. A biológiai és kémiai folyamatok szorosan összefüggenek.[...]

Egyes anaerob mikroorganizmusok akceptorként kötött oxigént használnak, amely olyan vegyületekben található, mint a szulfátok vagy nitrátok. Oxigén jelenlétében aerob légzéssel rendelkeznek, oxigénmentes környezetben nitrát oxigént használnak akceptorként, nitrogénné vagy annak alacsonyabb oxidjaivá redukálva. A szulfátokat hidrogén-szulfiddá redukáló baktériumok légzés közben kötelező anaerobok, például a VevyNouSh-gyu (keiIipsapz.[...]

Kuirevich a kritikus koncentrációt 10%-ra állította be, de Tom Kine úgy véli, hogy 5% alatt kell lennie (¡63. ábra). Ebből azt a következtetést kell levonni, hogy az aerob légzés és az erjedés egyidejű végbemenetelét a gyümölcs fajta- és fajtajellemzői határozzák meg, és nagymértékben változik a tenyészidőszaki viszonyoktól és a mezőgazdasági technológiától függően. Talán ez magyarázza a gyümölcsfajták és -fajták eltérő viselkedését a kamrákban, szabályozott gázkörnyezetű tárolás során.

Tehát annak ellenére, hogy az anaerob szaprofágok, mind kötelező, mind fakultatívak, a közösség alkotóelemeinek kisebbségét alkotják, mégis fontos szerepet töltenek be az ökoszisztémában, hiszen csak ők képesek lélegezni az oxigénhiányos alsóbb rétegekben. rendszer. Azáltal, hogy elfoglalják ezeket a barátságtalan élőhelyeket, energiát és anyagokat "takarítanak meg", így a legtöbb aerob számára elérhetővé válnak. Így a „nem hatékony” légzési mód az ökoszisztéma egészének „hatékony” energia- és anyagi erőforrás-felhasználásának szerves részét képezi. Például az anaerob és aerob szaprofágok tevékenységének összhangjától függ a szennyvíztisztítás hatékonysága, amelyet az ember által irányított heterotróf ökoszisztéma biztosít.[...]

Mivel a növekedés különböző eidergoic, azaz energiaigényes folyamatokkal, például fehérjeszintézissel jár, nem meglepő, hogy a gyorsan megnyúló gyökérszövetekre jellemző a magas légzési sebesség az azonos térfogatú nem osztódó szövet légzési sebességéhez képest. , bár 1 sejtre konvertálva a légzés intenzitása az érett sejtekben lényegesen magasabb lehet, mint az etikai merisztémákban, mivel az utóbbiak kisebb méretűek és kevesebb citoplazmát tartalmaznak. Emellett a növekedéshez aerob körülmények és megfelelő szénhidrát-ellátás szükséges, amely energiaforrásként és építőanyagként szolgál.[...]

A szénhidrátok a fotoszintézis fő termékei, ezek alapján fehérjék, zsírok, nukleinsavak és egyéb vegyületek képződnek a növényi szervezetben az anyagcsere folyamatában. A szénhidrátok a sejtek aerob és anaerob légzésének fő forrásai; energiaforrás a vegetáció újrakezdéséhez. A növény jellemzően sokféle szénhidrátot tartalmaz. A vegetációs időszakban az oldható és az oldhatatlan formák aránya megváltozik. Fiatal növényekben az érés során a mono- és diszacharidok dominálnak, a keményítő- és cellulóztartalom megnő, i.e. oldhatatlan formák.[...]

A gombák növekedése és szén-dioxid-kibocsátásuk a légkör oxigénnyomásától és a hőmérséklettől függ. 1,5 atm-nél alacsonyabb oxigénnyomás és 17,5 ° C hőmérsékleten a gomba növekedése leáll, és anyagcseréje anaerob lesz. Az aerob légzés alsó határa a hőmérséklettől függ: 29,5 ° C-on az anyagcsere már 1,5 atm oxigénnyomásnál megváltozik. Anaerob légzés körülményei között a szén-dioxid felszabadulása egyenesen arányos az oxigénnyomással. Ilyen körülmények között a gomba teljes anyagcseréje, enzimjeinek teljes készlete megváltozik.[...]

A fényáramnak ez a része képezi a fotoszintézis energetikai alapját - egy folyamat, amelyben egyrészt szervetlen komponensekből szerves anyag keletkezik, másrészt lehetőséget ad a felszabaduló oxigén felhasználására. maguknak a növényeknek és a heterotróf aerob szervezeteknek a légzése. Ez felismeri az anyagok biológiai körforgásának jelenlétét a Földön.[...]

Az eleveniszap állapot harmadik fázisában, amikor az áramellátás teljesen leáll, a mikroorganizmusok fokozatos elpusztulása és az eleveniszap mineralizációja következik be, amelyet a felesleges eleveniszap kezelésére használnak. A felesleges iszap kezelését aerob stabilizálási módszernek nevezik, mivel ennek eredményeként az iszap elveszti rothadási képességét, azaz stabil tulajdonságokat kap. Az iszapkezelés a mikroorganizmusok légzéséhez és a szerves anyagok mineralizációjához szükséges levegő bejuttatásával történik.[...]

A Krebs-ciklusban képződő borostyánkősav adja az alapot a klorofill porfirin magjának kialakulásához. Mivel számos reakció és folyamat létezik, amelyeken keresztül az egyes komponenseket eltávolítják a Krebs-ciklusból, ezért fordított folyamatoknak is kell lenniük, amelyek ellátják őket a ciklussal. Ha ez nem így lenne, akkor az átalakulás sebessége a légzés aerob fázisában észrevehetően csökkenne. Ilyen reakciók az aminosavak oxidatív dezaminációja, ami szerves savak képződéséhez vezet.[...]

Az ökoszféra fő széntárolói a hidroszférában, a bioszférában és a légkörben találhatók. Aktív csere folyik közöttük, évente több tízmilliárd tonna szén intenzitással. Ebben a cserében az óceán a szén fő elnyelője, amely mind a szárazföldről érkezik, ahol a szerves anyagok pusztulása következtében lefolyik a folyók, és a légkörből, ahonnan a szén az egész komplexum légzése következtében jön. élőlények (biota). A bioszférában a legfontosabb folyamatok a szerves anyagok képződése szervetlenből a napenergia részvételével (fotoszintézis), a szerves anyag felhasználása a biota aerob és anaerob élettevékenységének folyamataiban és a szerves anyagok elpusztítása.[. ..]

A rovarok azon képessége, hogy terápiás segítség nélkül visszatérjen normál állapotába olyan dózisú rovarirtó kezelés után, amely halált okozna, azzal magyarázható, hogy a rovarokban a szövetek és az anyagcsere-folyamatok közötti kapcsolatot összehasonlítjuk az emberben tapasztalható hasonló függőséggel; bár a rovarok kisebb szabadságot élvezhetnek, mint az emberek, de a környező világgal szemben belső reakcióik (folyamatai) kevésbé érzékenyek a mérgek és rovarölő szerek hatására. Ennek alapja a rovarok közvetlen légcsőlégzése, amelyben nincs vér A rovarok képesek ellenállni az ionok és a metabolitok fluktuációjának, ami lehetővé teszi a metabolitok megfelelő keringését (újraaktiválását) ellentétes körülmények között ebből a szempontból a gerincesek sokkal érzékenyebbek: az agyi aktivitás szorosan összefügg a vérben lévő cukor, ionok és oxigén mennyiségével. ...]

A mitokondriumok biológiai funkcióit csak azután állapították meg, hogy differenciális ultracentrifugálással el tudták választani a többi sejtkomponenstől. Ezek az így izolált organellumok dialízissel megtisztíthatók a sóktól, száríthatók és kémiai elemzésnek vethetők alá. Ebből világossá válik, hogy minden aerob légzéssel rendelkező sejtben kötelező a mitokondrium, valamint az is, hogy amikor a sejtmagot eltávolítják a sejtből, annak egyes komponensei tovább „lélegeznek”. Ugyanakkor megfigyelték, hogy a sejt aerob életmódról anaerob életmódra való átmenete során, azaz amikor a trikarbonsavak oxidatív ciklusa megszűnik, a mitokondriumok eltűnnek, és helyettük egy erőteljesen fejlett membránrendszer. megjelenik az endoplazmatikus retikulum. Hasonló megfigyeléseket végeztek az Abutilón élesztősejtek és nitrogénatmoszférába helyezett csészelevelek vizsgálatakor. A légzés intenzitása a sejtekben található mitokondriumok számától függ.[...]

Ugyanezt bizonyítja a zöld szín hosszabb megőrzése a gyümölcsökben, mivel RGS körülmények között a klorofill lebomlása elnyomódik. Az oxidatív enzimek - polifenol-oxidáz és aszkorbinát-oxidáz - aktivitásának csökkenése a gázkörnyezetben a 02-koncentráció csökkenése miatt hozzájárul a gyümölcs P- és C-vitamin-aktivitásának jobb megőrzéséhez, ugyanakkor megakadályozza a az utóbbi barnulása. A gyümölcsök és zöldségek fajtájához és fajtájához ajánlott 02 és CO2 koncentrációk mellett az RGS-ben kevesebb acetaldehid és alkohol (a cukrok anaerob lebomlásának termékei) halmozódik fel a szöveteikben, ami a gyümölcsök cserzés általi kisebb károsodásával korrelál. A létező elmélet a következőképpen magyarázza ezt a jelenséget. A növényi szövetekben mind normál oxigéntartalom mellett, mind oxigénhiány esetén aerob és anaerob típusú légzés megy végbe. Olyan körülmények között, amikor az aerob légzés folyamata elnyomott (a légkörben a 02-koncentráció csökkenésével), az anaerob légzés is gátolt. Ami az acetaldehidet illeti, képződése a dekarboxilezési reakciótól is függ, és mint már említettük, RGS körülmények között elnyomódik.[...]

Mint ismeretes, a hódok nem használnak fel jelentős mennyiségű fa- és cserjenövényzetet, amit megrágnak és tárolnak, ami rothadáskor szerves és ásványi anyagokkal gazdagítja a vizet. Naiman és munkatársai (1986) kutatásai kimutatták, hogy a hód közvetlen rágcsáló tevékenysége révén a vízbe kerülő fűzfa 56%-a (átmérője 1-10 cm), a nyárfa 52%-a, a nyírfa 17%-a. , 13% éger és kevesebb 1% tűlevelű. Ráadásul a hidrológiai viszonyok változása miatt a fa akár 50-60%-át a szél megtöri és a vízbe esik. A szerves anyag (szén) eróziós hozama a hódtavakból kifolyó vízben a legnagyobb. Egy tó területegységenként lényegesen több szenet tartalmaz, mint a mederterületek. A mederterületbe jutó allochton szerves anyagoknak csak 42%-a jutott területegységenként. De mivel a tó területe hétszer nagyobb volt, mint a mederszakasz, háromszor több allochton szerves anyagot kapott egységnyi patakhosszonként. Egy tó elsődleges termelése területegységenként lényegesen kisebb, mint egy mederé. A tó teljes aerob légzése területegységenként kétszerese, a patak egységnyi hosszára pedig 15,8-szor nagyobb, mint a csatorna. Egy szénmolekula forgási ideje a tónál 161 év, a mederszakaszon 24 év volt. A folyami anyagcsere index azt mutatta, hogy a tó több szerves inputot halmoz fel és/vagy dolgoz fel, mint amennyit a folyásirányba szállít. Ennek megfelelően a szénforgalom hossza (a szénatom mozgásának távolsága a folyóban konzervált vagy redukált formában) a tó esetében 1,2 km, a mederszakaszon pedig 8,0 km volt. Következésképpen a hódtó hatékonyabb volt.

Légzés - Ez a szénhidrátok lebontásának lépcsőzetes, enzimatikus redox folyamata, amelyek oxidálószere a szabad vagy kötött oxigén. Ha a levegő molekuláris oxigénje oxidálószerként működik, a légzést aerobnak nevezzük.

Kiosztani a Erob légzés: s teljes oxidáció nem teljes oxidációval

Szerves aljzatok Szerves szubsztrátok

Az aerob légzés folyamata a következő séma szerint megy végbe:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATF

Az aerob légzés jellemzői a szerves szubsztrátok teljes oxidációjával:

1.Légzési szubsztrátok – szerves anyagok (szénhidrátok, savak, zsírok);

2. Légzéstermékek – ásványi anyagok (H2O, CO2);

3.Biológiai jelentés – energiaszerzés;

4. Feltételek – aerob (molekuláris) oxigén jelenléte

5.Az aerob légzés mechanizmusa. A légzésnek három fő szakasza van:

én ) Univerzális (glikolízis):

C6H12O6 → 2CH3COCOOH + 2NADH2 + 2ATP

II) Krebs-ciklus. Ebben a szakaszban három szénatom szekvenciális eltávolítása következik be a piroszőlősavból. Az enzimatikus dekarboxilezés eredményeként három CO2 molekula képződik, és öt dehidrogenáz redukálódik (minden trióz esetében). Amikor egy glükózmolekula lebomlik a glikolízis során, 2 PVC molekula keletkezik, ezért az egyenlet összes együtthatója megszorozódik kettővel. A Krebs-ciklus általános egyenlete így néz ki:

2 x (CH3COCOOH + 3H2O → 3CO2 + 4NAD H2 + 1FAD H2 + 1ATP)

III ) Saját aerob fázis– áthalad az ETC-n (elektronszállítási lánc) a következő séma szerint:

10 NAD H2 + 2FAD H2 + O2® 10 NAD + 2FAD + 12H2O+ E

A légzés harmadik fázisának lényege a hidrogén-dehidrogenázok (NAD és FAD) oxigénbe (O2) történő átvitele a légzési (elektromos transzport) láncon keresztül - ETC. Az ETC komponensek a membránokban az oxidációs potenciál növekedésének sorrendjében helyezkednek el (16. ábra).

Ebben a láncban három helyen annyi energia szabadul fel, hogy lehetővé válik a nagy energiájú ATP kötés szintézise. Amikor a NAD H2 teljesen oxidálódik, 3 ATP molekula képződik. A FAD H2 - 2 ATP molekulák teljes oxidációjával.

Mire a légzés második fázisa befejeződik, van 10 molekula NAD H2 (8 a Krebs-ciklus szakaszában, 2 a glikolízis során keletkezett), 2 molekula FAD H2 (a Krebs-ciklusban alakult ki). Végezzünk egy egyszerű számítást a légzés aerob fázisának energiateljesítményéről:

1 mol NAD H2 ekvivalens 3 mol ATP-vel, tehát teljes oxidáció mellett 10 NAD H2 x 3 ATP 30 ATP-t termel;

1 mol FAD H2 teljes oxidációjával 2 mol ATP képződik, ami: 2 FAD H2 x 2 ATP = 4 ATP. Az ETC-ben összesen 34 mol ATP termelődik. Ezekhez hozzá kell adni 2 molekula ATP-t a Krebs-ciklusból és 2 molekulát a glikolízisből. Összesen - 38 ATP - egy glükózmolekula teljes oxidációjának eredménye.

Az anaerob légzés típusai (nitrát, szulfát)

A légzési folyamatok oxigént igényelnek oxidálószerként. Ha molekuláris oxigén van jelen, légzést hívnak Aerobic. Ha az oxidálószer kötött oxigén, légzést hívunk Anaerob. A hidrogén és az elektronok végső akceptorja lehet nitrát vagy szulfát oxigén (NO 3 vagy úgy 4 ). A baktériumok szénhidrátokat, alkoholokat, szerves savakat stb. használhatnak fel energiahordozóként. Az anaerob légzésnek két fő típusa van:

1) Nitrát lehelet(az oxidálószer a nitrát oxigén) – a következő séma szerint jár el:

С6Н12О6 + 4NEM3 - → 6СО3 + 6Н2О +2N2 + E

A folyamatot denitrifikációnak nevezik. A kórokozók fakultatív anaerob baktériumok, mint pl Pseudomonas aeruginosae , Paracoc VAL VEL Minket Denitrifikus A Ns .

2) Szulfát légzés(az oxidálószer a szulfátok oxigénje) - a séma szerint megy:

C6H12O6 + 3H2SO4→6CO2 + 6H2O + 3H2S + E

A folyamatot deszulfifikációnak nevezik. A kórokozók a faj kötelező anaerobjai Desulfovibrio Kénmentesítők .

Sok nő és férfi túlsúlyos, amelyet rövid időn belül és saját egészségének minimális károsodásával kell elveszíteni. Létezik egy speciális technika, amely fizikai gyakorlatokat foglal magában a hatékony fogyás érdekében.

A fizikai edzés során általában két fő légzési módszert alkalmaznak. Az első típus az anaerob légzés, a második az aerob légzés.

Meg kell jegyezni, hogy az aerob légzést a bemelegítési szakaszban kell elkezdeni, hogy felkészítsük a szervezetet a jövőbeli stresszre. Általában a folyamat az órák első fél órája után kezdődik. Azok számára, akik rendszeresen sportolnak, a zsíralap az első 10 perc edzés után kezd „olvadni”.

Kezdetben tartson órákat körülbelül heti 2-3 alkalommal. Ez elég lesz ahhoz, hogy a szervezet fokozatosan hozzászokjon és elkerülje az esetleges túlterhelést. Fokozatosan növelje az edzések számát 4-5 alkalommal. Természetesen a mozgás gyakoriságát közvetlenül befolyásolja az életmód és a munkarend. De még egy fárasztó munkanap után is szánhatsz fél órát az otthoni alapgyakorlatok elvégzésére.

Az órák megkezdése előtt válasszon kényelmes ruhát, amely meghatározza a végeredményt. Természetesen ne legyen mozgást korlátozó ruha, ne legyenek nyomóelemek (pántok, szoros gumiszalagok, varratok) vagy lelógó élek. A ruházatnak elő kell segítenie az emberi test tevékenységét. Célszerű energikus zenét választani, amelyhez a különféle gyakorlatok végrehajtása szórakoztatóbb és vidámabb lesz. Az aerobik elemek kombinációja élénkebbé és emlékezetesebbé teszi az órákat.
A túlsúly és a zsírlerakódások elleni küzdelemben az első változások már az első órák után észrevehetők. Egy további masszázskúra, kiegyensúlyozott étrend, vizes eljárások, speciális termékek alkalmazása a bőr simává és rugalmassá tételéhez stb. szintén fokozza a fizikai aktivitás hatását.