Fermentarea - un proces redox intern în care acceptor de electroni este o moleculă organică, iar gradul total de produși de oxidare format este diferit de gradul de oxidare a substanțelor fermentabile. Respirația - această descompunere oxidativă a substanțelor organice cu participarea oxigen pentru a forma compuși de bioxid de carbon și bogat în apă, care sunt utilizate de către celule.
SP Kostychev a prezentat poziția relației genetice a proceselor de fermentare și a respirației. În același timp, el sa bazat pe următoarele fapte:
1. La plantele superioare, a constatat întregul set de enzime care catalizează etapele individuale ale procesului de fermentație.
2. Atunci când lovit temporar în condiții anaerobe de plante superioare, există anumite momente datorită energiei eliberate în procesul de fermentare. Cu toate acestea, deoarece procesul de fermentație este semnificativ mai eficientă a energiei de creștere a plantelor anaerob suspendată. În plus, produsele de fermentație, cum ar fi alcoolul, otrăvitoare, și acumularea lor duce la moartea plantei.
3. Când adăugat celulelor facultativi anaerobi (drojdie) de zaharuri polusbrozhennyh respirație crește rata brusc ei, prin urmare, produsele polusbrozhennye sunt mai bine respirație substrat în comparație cu zaharuri nemodificate.
Este general acceptat faptul că primii pași (glicoliză) procedează la aceleași procese ca respirația și fermentarea. Momentul de cotitură este formarea acidului piruvic. În condiții aerobe, acidul piruvic se descompune la CO2 și apă în decarboxilarea și ciclul Krebs (respirație), în timp ce în anaerob este transformat în diferiți compuși organici (fermentație). Corpul are capacitatea de a comuta procesele condițiilor de schimbare, stoparea fermentării și consolidarea respirației și vice-versa.
prima dată Pasteur în experimente sa demonstrat că, în prezența oxigenului, procesul de fermentare, drojdia este inhibată și înlocuită cu procesul respirator. În același timp, prăbușirea glucozei redus dramatic. Faptul că fermentația are nevoie de NADH, care este oxidat în condiții aerobe. Acest fenomen a aparut caracteristic tuturor organismelor anaerobe facultative, inclusiv plante superioare, și a devenit cunoscut sub numele de efectul Pasteur.
Reducerea consumului de glucoză în prezența oxigenului, este recomandabil, deoarece producția de energie dezintegrare respiratorie este mult mai mare și, prin urmare, glucoza este folosit mai rar. Cu toate acestea, punerea în aplicare parsat efect necesită aranjamente speciale. În funcție de produsul obținut să se facă distincția între diferitele tipuri de fermentație. Când alcoolic acid piruvic fermentație format în timpul glicolizei, decarboxilat pentru a forma acetaldehidă prin decarboxilaza enzimei piruvat și apoi redus la etanol prin enzima alcool dehidrogenază. Ambele aceste reacții nu sunt însoțite de formarea de ATP. În acest sens, randamentul ATP al fermentației alcoolice este aceeași ca în glicolizei (prima fază de fermentare și respirație) și două molecule de dezintegrarea 1 mol de glucoză. Recuperat coenzime nicotinamidă NADH + H + format în timpul glicolizei, nu intră în lanțul respirator (organisme anaerobe, și nu este prezent), și sunt utilizate pentru recuperarea alcoolului la acetaldehidă. Prin urmare, randamentul energetic al procesului de fermentație este extrem de scăzut. Diferite microorganisme se realizează și diferite tipuri de fermentație. Astfel, bacteriile producătoare de acid lactic se acumulează acid lactic. În care acidul piruvic este redus la acid lactic.
Pentru unele anaerobi, cum ar fi obligatorii ai bacteriile fixatoare de azot Clostridiumpasteurianum, caracterizată prin formarea acidului butiric în timpul fermentației, CO2 și N2. Procesul de fermentație este o sursă de energie pentru obligatorii (obligatoriu) sau organisme anaerobe facultative.
Indicatori cantitativi ai respirației: rata respirației, rata respiratorie și dependența sa de natura substratului oxidat.
Respirația este un proces fiziologic, cu excepția unui parametru F / G, poate fi caracterizată prin intensitatea respirației și valoarea coeficientului respirator. Având în vedere cantitatea de oxigen absorbit timp de 1 oră per gram de greutate uscată (sau umedă) a materialului vegetal, obținem intensitatea (viteza) a respirației. Acesta poate fi măsurat și cantitatea de CO2. care iese în evidență timp de 1 oră cu un gram masei vegetale.
In studiul respirației, se poate lua în considerare simultan numărul de eliberare a CO2 absorbit și O2; în acest caz, vom obține o rată de respirație (DC).
Astfel, coeficientul respirator - este raportul dintre CO2 la cantitatea selectată de oxigen absorbit.
Să identifice și în special pentru a măsura rata respirației părților verzi ale plantei la lumină dificilă, deoarece în același timp merge și fotosintezei, care sunt implicate în schimbul de gaze aceleași gaze. Prin schimbarea mediului gazos în care există frunze, care pot fi detectate de două procese care au loc în prezent cu cea mai mare intensitate. În după-amiaza, de regulă, cantitatea de CO2 absorbită pentru fotosinteza mai mult este eliberat în timpul respirației. Respiratia în lumina constă din fotorespirației și respirație mitocondrială. În cazul în care rata de fotosinteza este redusă, poate veni un moment în care fotosinteza va compensa simultan respirația, și nu putem identifica schimbul de gaze. Cu o reducere suplimentară a respirației fotosinteza începe să domine, iar evoluția de CO2 are loc numai în întuneric. care se formează în timpul respirației.
viteza de respirație variază într-o gamă foarte largă, 0.02-715 mg CO2 / g de substanță uscată pe oră. Cu intensitate variabilă respira reprezentanți ai diferitelor grupuri taxonomice. toleranța la umbră respira mai puțin intensă decât lumina iubitoare. viteza de respirație depinde și de caracteristicile organelor și starea lor fiziologică. Rădăcinile respira mai puține frunze și intensitatea culorii a respirației, dimpotrivă, este de 3-4 ori mai mare decât frunzele.
Dacă intensitatea - o măsură cantitativă a respirației, coeficientul respirator - este, de asemenea, un indicator al calității, în primul rând, ea depinde de natura chimică a substanței care urmează să fie oxidat. Daca carbohidratii sunt substrat respirator, apoi DC = 1, așa cum se poate observa din ecuația generală:
Rata respiratorie va fi mai mare decât 1, atunci când respirație datorită compușilor organici în care raportul dintre oxigen la carbon este mai mare decât cea a carbohidraților. Deci, în oxidarea stiuca:
Când în timpul respirației sunt substanțe care sunt mai bogate în hidrogen decât carbohidrați, cum ar fi grăsimile, proteinele utilizate, atunci coeficientul respirator este mai mică de 1, deoarece oxidarea „excesul“ de hidrogen au nevoie de mai mult oxigen. De exemplu, oxidarea acidului stearic:
Aceste calcule teoretice. Cu toate acestea, în realitate, o astfel de dependență strictă de natura suportului respirator câtul respirator au existat diverși factori afectează cantitatea de curent continuu.
Dacă oxidarea substratului nu este complet, dar acizii organici sunt rezervate, atunci valoarea DC scade. Orice factor care dăunează membrana care rezultă într-o creștere DC.
raportul concentrației diferitelor nucleotide adenină în celulă:
numita taxa de energie.
În ultimii ani, respirația a început să se împartă pe respirație, care asigură creșterea și respirația, care susține funcțiile vitale.