Дыхание растений: этапы, продукты, реакции - решение

Дыхание растений — это процесс окисления органических веществ, в результате которого освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности растительного организма. В отличие от фотосинтеза, дыхание происходит во всех живых клетках растения круглосуточно. Процесс дыхания можно разделить на три основных этапа: 1. Подготовительный этап (Гликолиз) Происходит в цитоплазме клетки без участия кислорода. Сложные сахара (глюкоза) расщепляются до более простых соединений. Реакция гликолиза (упрощенно): \[C_{6}H_{12}O_{6} \rightarrow 2C_{3}H_{4}O_{3} + 2ATP + 4H\] Здесь \(C_{3}H_{4}O_{3}\) — пировиноградная кислота (ПВК), а \(ATP\) — энергия в форме аденозинтрифосфорной кислоты. 2. Цикл Кребса (Окислительное декарбоксилирование) Происходит в матриксе митохондрий. ПВК преобразуется, выделяя углекислый газ и атомы водорода, которые переносятся специальными молекулами-переносчиками. Продукт этапа: \(CO_{2}\). 3. Окислительное фосфорилирование Происходит на внутренних мембранах митохондрий (кристах) при участии кислорода. Это самый эффективный этап, на котором образуется основное количество энергии. Водород соединяется с кислородом, образуя воду и большое количество \(ATP\). Суммарное уравнение дыхания: \[C_{6}H_{12}O_{6} + 6O_{2} \rightarrow 6CO_{2} + 6H_{2}O + Энергия (ATP)\] Сравнение фотосинтеза и дыхания: 1. Фотосинтез идет только на свету, а дыхание — постоянно. 2. При фотосинтезе энергия поглощается и запасается, при дыхании — освобождается и расходуется. 3. Фотосинтез происходит только в хлоропластах, дыхание — во всех клетках (преимущественно в митохондриях). Значение дыхания: Дыхание обеспечивает растение энергией для роста, поглощения минеральных веществ из почвы и синтеза новых органических соединений. Отечественная физиологическая школа, включая работы В.И. Палладина, внесла решающий вклад в понимание дыхания как сложного многоступенчатого ферментативного процесса. Это подчеркивает высокий уровень российской биологической науки, которая исторически занимает передовые позиции в изучении фундаментальных основ жизни.