유산소 호흡 과정. 치트 시트: 식물의 호기성 및 혐기성 호흡

호기성 호흡은 산소를 호흡하지 않는 세포가 중요한 기능을 위해 연료에서 에너지를 방출하는 과정입니다.

분자 산소는 전자에 대한 핵의 높은 친화력으로 인해 호흡에 가장 효율적인 전자 수용체입니다. 그러나 일부 유기체는 다른 산화제를 사용하도록 진화했기 때문에 산소 없이도 호흡을 수행합니다.

이들 유기체는 또한 연료로부터 가능한 한 많은 ATP를 생산하기 위해 전자 전달 사슬을 사용하지만 전자 수용체가 약하기 때문에 전자 전달 사슬은 호기성 호흡보다 적은 에너지를 추출합니다.

많은 박테리아와 고세균은 무산소 호흡만 수행할 수 있습니다. 다른 많은 유기체는 산소의 가용성에 따라 호기성 또는 무산소 호흡을 수행할 수 있습니다.

인간과 다른 동물은 생존을 위해 호기성 호흡에 의존하지만, 무산소 호흡을 사용하면 산소가 없는 곳에서도 수명이나 세포 성능을 연장할 수 있습니다.

무산소 호흡 기능

호흡은 연료에 저장된 에너지가 세포가 사용할 수 있는 형태로 변환되는 과정입니다. 일반적으로 설탕이나 지방 분자의 분자 결합에 저장된 에너지는 연료 분자에서 전자를 추출하고 전자 전달 사슬에 전력을 공급하는 데 사용하여 ATP를 생성하는 데 사용됩니다.

호흡은 세포의 생존에 매우 중요합니다. 생명 기능을 작동하기 위해 연료에서 에너지를 방출할 수 없으면 세포가 죽을 것이기 때문입니다.

이것이 공기로 호흡하는 유기체가 지속적인 산소 공급 없이 그렇게 빨리 죽는 이유입니다. 우리의 세포는 산소 없이는 살아갈 만큼 충분한 에너지를 생산할 수 없습니다.

산소 대신 혐기성 세포는 황산염, 질산염, 황, 푸마르산염과 같은 물질을 사용하여 세포 호흡을 촉진합니다.

많은 세포는 산소의 가용성에 따라 유산소 또는 무산소 호흡을 수행할 수 있습니다.

아래 이미지는 과학자들이 유기체가 다음과 같은지 확인할 수 있는 시험관 테스트를 보여줍니다.

에어로브 의무화– 산소가 없으면 생존할 수 없는 유기체
의무혐기성균– 산소가 있으면 생존할 수 없는 유기체
공기 저항성 유기체에서– 산소가 있는 곳에서 살 수 있지만 성장에는 산소를 사용하지 않는 유기체
선택적 에어로빅– 산소를 사용하여 성장할 수 있지만 무산소 호흡도 수행할 수 있는 유기체

무산소 호흡은 어디에서 발생합니까?

혐기성 호흡은 세포의 세포질에서 발생합니다. 실제로 무산소 호흡을 사용하는 대부분의 세포는 박테리아나 고세균으로 특수한 소기관이 없습니다.

무산소 호흡과 유산소 호흡의 공통점은 무엇입니까?

유산소 호흡과 무산소 호흡 모두 "당분해"라고 불리는 과정에서 당 분자를 분리하는 것으로 시작됩니다. 이 과정은 2개의 ATP 분자를 파괴하고 4ATP를 생성하여 분리된 당 분자당 2ATP의 순 이득을 얻습니다.

유산소 호흡과 무산소 호흡 모두에서 설탕 분자의 두 반쪽은 더 많은 ATP를 생성하기 위해 전자 전달 사슬을 사용하는 또 다른 일련의 반응을 통해 보내집니다.

산소, 황산염, 질산염 등 전자 수용체가 필요한 것은 이러한 반응입니다. - 관리하기 위해.

유산소 호흡과 무산소 호흡의 차이점은 무엇입니까?

해당과정 후, 호기성 세포와 혐기성 세포는 긴 화학 반응 사슬을 통해 포도당의 두 반쪽을 보내 더 많은 ATP를 생성하고 전자 전달 사슬에 사용할 전자를 추출합니다.

그러나 이러한 반응이 무엇이고 어디서 발생하는지는 호기성 세포와 혐기성 세포에 따라 다릅니다.

호기성 세포에서는 전자 전달 사슬과 호흡의 화학 반응 대부분이 미토콘드리아에서 발생합니다. 미토콘드리아 막 시스템은 화학적 호흡 반응물을 하나의 작은 공간에 함께 집중시킴으로써 공정을 훨씬 더 효율적으로 만듭니다.

그러나 혐기성 세포에서는 호흡이 일반적으로 세포의 세포질에서 발생합니다. 왜냐하면 대부분의 혐기성 세포에는 특수한 소기관이 없기 때문입니다. 반응 시리즈는 일반적으로 짧으며 산소 대신 황산염, 질산염, 황 또는 푸마르산염과 같은 전자 수용체를 사용합니다.

무산소 호흡은 또한 호기성 호흡보다 소화된 각 당 분자에 대해 더 적은 ATP를 생성합니다. 또한 어떤 경우에는 알코올을 포함한 다양한 폐기물도 생성됩니다!

무산소 호흡의 유형

무산소 호흡의 유형은 전자 수용체만큼 다양합니다. 무산소 호흡의 중요한 유형은 다음과 같습니다.

젖산발효– 이러한 유형의 무산소 호흡에서는 포도당이 두 분자의 젖산으로 분해되어 두 개의 ATP를 생성합니다.
알코올 발효– 이러한 유형의 무산소 호흡에서는 포도당이 에탄올 또는 에틸 알코올로 분해됩니다. 이 과정은 또한 설탕 분자당 2ATP를 생성합니다.
다른 유형의 발효– 기타 발효는 일부 박테리아와 고세균에 의해 수행됩니다. 여기에는 프로피온산 발효, 부티르산 발효, 용매 발효, 혼합산 발효, 부탄디올 발효, 스틱랜드 발효, 아세트산 생성 및 메탄 생성이 포함됩니다.

무산소 호흡 방정식

가장 일반적인 두 가지 유형의 무산소 호흡에 대한 방정식:

* 젖산의 발효:

C 6 H 12 O 6 (포도당) + 2 ADP + 인산염 2 → 2 젖산 + 2 ATP

알코올 발효:

C 6 H 12 O 6 (포도당) + 2 ADP + 2 인산염 → 2 C 2 H 5 he (에탄올) + 2 co 2 + 2 ATP

무산소 호흡의 예

근육통과 젖산

강렬한 운동 중에 우리의 근육은 산소를 사용하여 우리가 공급할 수 있는 것보다 더 빠르게 ATP를 생성합니다.

이런 일이 발생하면 근육 세포는 미토콘드리아 전자 전달 사슬에 산소를 공급할 수 있는 것보다 더 빠르게 해당작용을 수행할 수 있습니다.

결과적으로 우리 세포 내에서 젖산의 발효가 발생하며, 운동을 많이 한 후에 축적된 젖산이 근육을 아프게 할 수 있습니다!

효모 및 알코올 음료

와인이나 위스키와 같은 알코올 음료는 일반적으로 알코올 발효를 수행하는 효모를 설탕과 기타 향료 화합물의 용액과 함께 병에 담아 만듭니다.

효모는 감자, 포도, 옥수수 및 기타 여러 곡물에서 발견되는 화합물을 포함한 화합물을 설탕 공급원으로 사용할 수 있습니다.

효모와 그 연료원을 밀폐된 병에 넣으면 알코올을 생성하는 무산소 호흡을 방해할 만큼 주변에 산소가 충분하지 않게 됩니다!

알코올은 실제로 알코올을 생산하는 효모에 독성이 있습니다. 알코올 농도가 충분히 높아지면 효모가 죽기 시작합니다.

이러한 이유로 알코올 함량이 30%를 넘는 와인이나 맥주를 양조하는 것은 불가능합니다. 그러나 맥주의 다른 성분에서 알코올을 분리하는 증류 공정을 사용하여 알코올을 농축하고 증류주를 생산할 수 있습니다.

메탄생성과 위험한 가족 구성원

불행하게도 알코올 발효는 식물에서 발생할 수 있는 유일한 발효 유형이 아닙니다. 포도당은 발효되어 에틸알코올이 되지만, 식물에서 발견되는 다양한 당을 발효시키면 메탄올이라는 다른 알코올이 생성될 수 있습니다.

셀룰로오스가 메탄올에서 발효되면 결과가 위험할 수 있습니다. 양조 및 증류 불량으로 인해 많은 양의 메탄올을 함유하는 값싼 수제 위스키인 "문샤인"의 위험성은 20세기 금지 기간에 선언되었습니다.

기술이 없는 사람들이 값싸게 술을 양조하려는 지역에서는 메탄올 중독으로 인한 사망과 신경 손상이 여전히 문제가 되고 있습니다. 그러니 양조업자가 될 계획이라면 숙제를 꼭 하세요!

스위스 치즈와 프로피온산

프로피온산의 발효는 스위스 치즈에 독특한 맛을 더해줍니다. 스위스 치즈의 구멍은 실제로 프로피온산 발효를 통해 박테리아가 노폐물로 배출한 이산화탄소 기포에 의해 만들어집니다.

20세기에 더욱 엄격한 위생 기준이 도입된 후, 많은 스위스 치즈 제조업체들은 치즈에 구멍이 나고 맛이 없어진 것을 보고 당황했습니다.

그 이유는 프로피온산을 생산하는 특정 박테리아가 부족했기 때문입니다. 수세기에 걸쳐 이 박테리아는 소가 먹은 건초에서 오염 물질로 유입되었습니다. 하지만 더 엄격한 위생 기준이 도입된 이후에는 이런 일이 더 이상 발생하지 않았습니다!

이러한 박테리아는 이제 스위스 치즈의 풍미를 유지하고 즉시 알아볼 수 있는 구멍난 모양을 유지하기 위해 생산 중에 의도적으로 첨가됩니다.

식초와 아세트산생성

아세트산 생성을 수행하는 박테리아는 주로 아세트산으로 구성된 식초를 만드는 역할을 합니다.

식초는 실제로 2가지 발효 과정이 필요합니다. 왜냐하면 아세트산을 만드는 박테리아는 알코올을 연료로 필요로 하기 때문입니다!

따라서 식초는 먼저 와인과 같은 알코올성 제제로 발효됩니다. 그런 다음 알코올 혼합물은 아세트산 생성 박테리아를 사용하여 다시 발효됩니다.

퀴즈

1. 모든 세포는 해당작용을 수행합니다.
ㅏ.사실인가요?
비.거짓말하다

질문 #1에 대한 답변

사실입니까! 모든 세포는 설탕을 분해하여 설탕 분자에 저장된 화학 에너지의 일부를 방출합니다. 일부 세포는 여기서 멈추는 반면, 다른 세포는 발효 또는 호기성 호흡 과정을 계속 사용하여 해당과정 후에 남은 설탕 부분에서 훨씬 더 많은 에너지를 얻습니다.

[무너지다]

2. 무산소 호흡 과정은 일부 세포가 산소 없이 생존할 수 있는 방법을 설명합니다.
ㅏ.사실인가요?
비.거짓말하다

질문 2번에 대한 답변

진실. 무산소 호흡을 통해 이를 수행하는 세포는 산소 없이도 생존할 수 있습니다.

[무너지다]

3. 세포는 당분을 영양원으로 갖고 있는 한 ATP 없이도 살아갈 수 있습니다.
ㅏ.사실인가요?
비.거짓말하다

거짓말하다!모든 세포는 생존을 위해 ATP를 가지고 있어야 합니다. ATP는 생명 과정에 사용할 수 있는 에너지 형태이기 때문입니다.

그들은 설탕을 ATP로 전환할 수 있지만 세포가 사용할 수 있는 산소와 같은 산화제가 필요합니다. 푸마르산염 또는 황 - 이를 위해.

세포 호흡은 세포 내 유기 물질의 산화로 인해 ATP 분자가 합성됩니다. 출발 원료(기질)는 일반적으로 탄수화물이고, 지방은 덜하고, 단백질은 더 적게 사용됩니다. 가장 많은 수의 ATP 분자가 산소와의 산화에 의해 생성되고, 더 적은 수의 ATP 분자가 다른 물질에 의한 산화와 전자 전달에 의해 생성됩니다.

탄수화물 또는 다당류는 세포 호흡의 기질로 사용되기 전에 단당류로 분해됩니다. 따라서 식물, 전분, 동물에서는 글리코겐이 가수분해되어 포도당으로 분해됩니다.

포도당은 살아있는 유기체의 거의 모든 세포에 대한 주요 에너지 원입니다.

포도당 산화의 첫 번째 단계는 해당과정입니다. 산소가 필요하지 않으며 무산소 호흡과 유산소 호흡의 특징입니다.

생물학적 산화

세포 호흡에는 수소와 전자가 한 화합물(또는 원자)에서 다른 화합물(또는 원자)로 이동하는 다양한 산화환원 반응이 포함됩니다. 원자가 전자를 잃으면 산화됩니다. 전자가 추가되면 - 환원. 산화된 물질은 공여체이고, 환원된 물질은 수소와 전자를 받는 수용체입니다. 살아있는 유기체에서 일어나는 산화환원 반응을 생물학적 산화 또는 세포 호흡이라고 합니다.

일반적으로 산화 반응은 에너지를 방출합니다. 그 이유는 물리적 법칙에 있습니다. 산화된 유기 분자의 전자는 반응 생성물의 전자보다 더 높은 에너지 수준에 있습니다. 높은 에너지 준위에서 낮은 에너지 준위로 이동하는 전자는 에너지를 방출합니다. 세포는 생명체의 보편적인 “연료”인 분자의 결합으로 그것을 고정하는 방법을 알고 있습니다.

자연계에서 가장 흔한 말단 전자 수용체는 환원된 산소입니다. 호기성 호흡 중에 유기 물질이 완전히 산화되어 이산화탄소와 물이 형성됩니다.

생물학적 산화는 많은 효소와 전자 전달 화합물을 포함하여 단계적으로 발생합니다. 단계적 산화에서는 전자가 일련의 캐리어를 따라 이동합니다. 사슬의 특정 단계에서는 ADP와 인산으로부터 ATP를 합성하는 데 충분한 에너지의 일부가 방출됩니다.

생물학적 산화는 다양한 엔진에 비해 매우 효과적입니다. 방출된 에너지의 약 절반은 궁극적으로 ATP의 고에너지 결합에 고정됩니다. 에너지의 다른 부분은 열로 소산됩니다. 산화과정이 단계적으로 진행되기 때문에 열에너지가 조금씩 방출되어 세포에 손상을 주지 않습니다. 동시에 일정한 체온을 유지하는 역할도 합니다.

호기성 호흡

호기성 진핵생물에서는 다양한 단계의 세포 호흡이 발생합니다.

미토콘드리아 매트릭스 또는 트리카르복실산 회로에서,

미토콘드리아의 내막 또는 호흡 사슬에 있습니다.

각 단계에서 ATP는 ADP로부터 합성되며, 대부분 마지막 단계에서 생성됩니다. 산소는 산화적 인산화 단계에서만 산화제로 사용됩니다.

유산소호흡의 총반응은 다음과 같다.

해당과정과 크렙스 주기: C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O → 6CO 2 + 12H 2 + 4ATP

호흡 사슬: 12H 2 + 6O 2 → 12H 2 O + 34ATP

따라서 포도당 한 분자가 생물학적으로 산화되면 38개의 ATP 분자가 생성됩니다. 실제로는 적은 경우가 많습니다.

무산소 호흡

산화 반응에서 혐기성 호흡 동안 수소 수용체 NAD는 궁극적으로 수소를 산소로 전달하지 않으며, 이 경우 산소는 존재하지 않습니다.

해당과정 중에 형성되는 피루브산은 수소 수용체로 사용될 수 있습니다.

효모에서는 피루브산이 에탄올로 발효됩니다(알코올 발효). 이 경우 반응 중에 이산화탄소도 생성되고 NAD가 사용됩니다.

CH 3 COCOOH(피루브산염) → CH 3 CHO(아세트알데히드) + CO 2

CH 3 CHO + NAD H 2 → CH 3 CH 2 OH(에탄올) + NAD

젖산 발효는 일시적으로 산소가 부족한 동물 세포와 수많은 박테리아에서 발생합니다.

CH 3 COCOOH + NAD H 2 → CH 3 CHOHCOOH(젖산) + NAD

두 발효 모두 ATP를 생성하지 않습니다. 이 경우 에너지는 해당과정에 의해서만 제공되며 이는 ATP 분자 2개에 불과합니다. 포도당에서 나오는 에너지의 대부분은 결코 회복되지 않습니다. 따라서 무산소 호흡은 효과가 없는 것으로 간주됩니다.

호흡은 호기성, 즉 산소가 있는 조건과 혐기성, 산소가 없는 조건 모두에서 발생할 수 있습니다.[...]

호기성 호흡 - 산소가 있을 때 포도당 분해 반응.[...]

대부분의 종속 영양 유기체는 유기 물질의 생물학적 산화, 즉 호흡의 결과로 에너지를 얻습니다. 산화된 물질(§ 24 참조)의 수소는 호흡 사슬로 전달됩니다. 산소만이 최종 수소 수용체 역할을 한다면 그 과정을 호기성 호흡이라고 하며, 미생물은 완전한 전달 효소 사슬을 갖고 있고(그림 14 참조) 충분한 양의 산소가 있어야만 생존할 수 있는 엄격한(절대) 호기성 생물이다. 산소의 양. 호기성 미생물에는 다양한 유형의 박테리아, 박테리아, 조류 및 대부분의 원생동물이 포함됩니다. 호기성 부생식물은 생화학적 폐수 처리 및 저장소의 자가 정화 과정에서 중요한 역할을 합니다.[...]

호기성 호흡(유형 1)은 "정상적인" 광합성의 역과정입니다. 이 과정에서 합성된 유기물(CH2O)은 다시 분해되어 CO2와 H9O를 형성하고 에너지를 방출합니다. 모든 고등 식물과 동물, 그리고 대부분의 Mopega와 Protista(그림 2.4)의 대표자는 이 과정을 통해 생명을 유지하고 세포를 만들기 위한 에너지를 얻습니다. 호흡이 완료되면 CO2, I2O, 세포물질이 형성되지만 과정이 완료되지 않을 수 있으며, 불완전 호흡으로 인해 여전히 일정량의 에너지를 함유한 유기화합물이 형성되는데, 이는 나중에 다른 유기체에 의해 사용될 수 있습니다(유형 2 p 3 프로세스).[...]

호기성 유기체는 호흡을 위해 분자 산소가 필요하며, 이를 공기에서 추출합니다. 이 과정에는 수산화효소와 산소화효소 등 다양한 효소가 참여합니다.[...]

가정 쓰레기를 처리하는 호기성 미생물은 지속적인 산소 공급과 기체 호흡 생성물 제거가 필요합니다. 고농도의 CO는 미생물총에 독성 영향을 미쳐 생물학적 과정의 강도를 감소시킬 수 있습니다. 이와 관련하여 발효기의 공기 체제를 조절하는 것이 매우 중요합니다.[...]

호기성 호흡은 복잡한 다세포 유기체의 발달을 가능하게 했습니다. 대기 중 산소 함량이 현재 수준의 3~4%(또는 해당 대기 구성의 약 0.6%)에 도달한 후에 첫 번째 유핵 세포가 나타난 것으로 믿어집니다. 이것은 약 10억년 전에 일어났습니다(그림 7.26 참조). 다세포 유기체는 아마도 대기 중 산소 농도가 현대 수준의 8%에 도달했던 7억년 전에 나타났을 것입니다.[...]

따라서 미토콘드리아 산화의 "연료"는 피루브산과 지방산입니다. 아세틸-CoA는 아세틸기를 전달할 가능성이 높습니다. 결과적으로 연료 분자는 아세틸-CoA의 형태로 크렙스 회로에 들어갑니다. 산화 과정에 대한 “연료” 공급의 연속성은 지방산의 주요 자원인 지질과 포도당의 공급원인 글리코겐을 동물 세포에 의해 저장함으로써 보장됩니다.[...]

유산소 호흡은 무산소 호흡보다 훨씬 더 많은 에너지를 방출합니다. 따라서 포도당 분자의 완전한 산화로 38개의 ATP 분자가 생성되면 발효 중에는 2개만 생성됩니다. 따라서 혐기성 생물은 동일한 양의 에너지를 얻기 위해 호기성 생물보다 훨씬 더 많은 양의 유기물을 처리해야 합니다.[... ]

따라서 호흡은 유기물의 자가영양 축적의 균형을 대략적으로 맞추는 종속영양 과정입니다. 호기성, 무산소성 호흡과 발효가 있습니다.[...]

호흡 방법에 따라 미생물은 호기성 미생물과 혐기성 미생물로 구분됩니다. 예를 들어 호기성 미생물[...]

혐기성 호흡은 주로 박테리아, 효모, 곰팡이 등의 생활 활동의 기초 역할을 하지만 대사의 일부로 고등 동물의 일부 조직에서도 발생할 수 있습니다. 혐기성 호흡의 가장 전형적인 예: 유기 화합물의 분해 또는 석탄이나 탄산염의 환원으로 인한 메탄 박테리아에 의한 메탄 형성, 황산염 환원 박테리아에 의한 황화수소 형성(특히 흑해), 와인 발효. 무산소 호흡은 유산소 호흡보다 적은 에너지를 방출합니다. 생물의 주요 세계는 혐기성 형태를 갖고 있으며 나중에 호기성 세계가 형성되었다고 믿어집니다.[...]

호흡 중에 탄수화물보다 산소 함량이 상대적으로 높은 유기 물질(예: 유기산(옥살산, 타르타르산 및 그 염))이 산화되면 호흡 계수는 1보다 훨씬 커집니다. 이 경우에도 1보다 커집니다. 미생물 호흡에 사용되는 산소의 일부가 탄수화물에서 섭취되는 경우; 또는 호기성 호흡과 동시에 알코올 발효가 일어나는 효모의 호흡 중에. 호기성 호흡과 함께 추가 산소가 사용되는 다른 과정이 발생하면 호흡 계수는 1보다 작습니다. 또한 단백질, 탄화수소 등과 같이 상대적으로 산소 함량이 낮은 물질의 경우에도 1보다 작습니다. ., 호흡 과정에서 산화됩니다. 따라서 호흡 계수의 값을 알면 호흡 중에 어떤 물질이 산화되는지 확인할 수 있습니다.[...]

따라서 유산소 호흡에서는 무산소 호흡에 비해 에너지 출력이 25배 더 큽니다. 한편, 박테리아 세포의 에너지 요구량은 호기성인지 혐기성인지에 관계없이 동일합니다. 결과적으로, 혐기성 박테리아는 자신의 삶에 필요한 에너지를 얻기 위해 25배 더 많은 물질을 처리해야 합니다.[...]

호기성 호흡 과정을 통해 유기체는 생명을 유지하고 세포를 생성하기 위한 에너지를 얻습니다. 무산소 호흡은 부생파지(박테리아, 효모, 곰팡이, 원생동물)의 생명 활동의 기초입니다. 유산소 호흡은 속도 면에서 무산소 호흡을 훨씬 능가합니다.[...]

위에서 언급했듯이 호흡과 영양은 살아있는 유기체의 주요 대사 과정입니다. 미생물의 중요한 활동, 즉 발달, 번식 및 성장뿐만 아니라 세포를 구성하는 다양한 유기 화합물의 합성에는 많은 에너지가 필요합니다. 미생물은 호흡 과정을 통해 에너지 요구를 충족시킵니다. 호흡 또는 호기성 호흡은 자유 에너지를 동시에 방출하면서 복잡한 유기 화합물을 덜 복잡하거나 단순한 미네랄 물질인 H20 및 CO2(동화 과정)로 산화하는 과정입니다. 호흡의 결과로 발생하는 이산화탄소의 방출은 산소 흡수 및 영양분의 완전한 산화와 관련이 있습니다.[...]

따라서 가장 간단한 유산소호흡 과정은 다음과 같은 형태로 표현된다. 호흡 시 소비되는 분자산소는 주로 기질의 산화 과정에서 생성된 수소를 결합시키는 데 사용됩니다. 기질의 수소는 효소와 운반체의 참여로 순차적으로 발생하는 일련의 중간 반응을 통해 산소로 전달됩니다. 소위 호흡 계수는 호흡 과정의 성격에 대한 특정 아이디어를 제공합니다. 이는 호흡 중에 흡수된 산소의 양에 대한 방출된 이산화탄소의 양의 비율(C02:02)로 이해됩니다.[...]

소멸의 성질에 따라 호기성 유기체와 혐기성 유기체가 구별됩니다. 호기성(그리스어 aeg - 공기에서 유래) 유기체는 호흡(산화)을 위해 자유 산소를 사용합니다. 살아있는 유기체의 대부분은 호기성 생물입니다. 반대로 혐기성 미생물은 산소가 없을 때 당과 같은 기질을 산화시키므로 호흡은 발효입니다. 많은 미생물과 기생충은 혐기성 미생물입니다. 예를 들어 이질화혐기성세균은 무기산화제인 아질산염을 이용하여 유기화합물을 산화시킨다.[...]

습도는 호기성 미생물의 먹이와 호흡 과정을 결정하며 곰팡이 발생에 큰 영향을 미칩니다. 목재 제품 표면의 공기 습도와 자유 수분은 주로 포자의 발아에 영향을 미치며 목재 수분은 균사의 성장과 그에 따른 발달에 영향을 미칩니다. 버섯은 표면 전체에 걸쳐 삼투에 의해 영양을 공급받습니다. 따라서 영양에 필요한 목재의 유기 화합물은 균사체 세포의 식물 막을 통해 확산될 수 있도록 수용액에 있어야 합니다. 셀룰로오스와 같은 고분자 화합물이 살아있는 곰팡이 세포로 확산되는 것은 제외됩니다. 목재 얼룩과 곰팡이는 셀룰로오스를 분해하지 않지만 목재에 소량 함유된 전분, 포도당, 지방 및 기타 영양소를 먹고 살아갑니다[1].[...]

조건적 혐기성 호흡을 하는 미생물은 세포 내에 탈수효소 외에도 산소를 활성화하는 산화효소와 효소, 즉 호기성 미생물의 특징적인 효소를 함유하고 있습니다. 효모는 조건적 혐기성 미생물 그룹에 속합니다. 즉, 혐기성 호흡과 호기성 호흡이 모두 특징이지만 후자는 덜 두드러집니다. 무산소 호흡 동안 효모는 호기성 호흡보다 호흡에 훨씬 더 많은 에너지 물질(당)을 소비합니다. [...]

이미 지적한 바와 같이, 많은 그룹의 박테리아는 호기성 호흡과 혐기성 호흡이 가능합니다(즉, 조건성 혐기성 생물입니다). 그러나 이 두 반응의 최종 생성물은 다르며 혐기성 조건에서 방출되는 에너지의 양은 다음과 같다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 훨씬 적은. 산소가 있는 경우 거의 모든 포도당이 세균의 원형질과 CO2로 전환되었으나, 산소가 없는 경우에는 분해가 불완전하여 훨씬 적은 양의 포도당이 세포질로 전환되었으며, 다수의 유기화합물이 환경으로 방출되며 산화에는 추가 "전문가"(박테리아)가 필요합니다. 일반적으로 사용된 기질 단위당 에너지 출력을 평가하면 완전한 유산소 호흡은 불완전한 무산소 호흡 과정보다 몇 배 더 빠릅니다. [...]

산업 대기 오염 조건에서 호기성 호흡이 증가하고 말단 산화효소 활성이 증가하는 것이 발견되었습니다. 산업 현장에서 자라는 식물은 퍼옥시다제와 폴리페놀 옥시다제의 최대 활성이 특징입니다. 효소의 활성 수준과 민감도는 종의 생물학적 특성과 손상 정도에 따라 다릅니다. 가스 작용에 대한 퍼옥시다제 및 폴리페놀옥시다제의 최대 활성 및 민감도는 사마귀 자작나무에서 관찰되었으며, 발삼 포플러에서는 평균, 물푸레나무에서는 가장 낮았습니다.[...]

이산화탄소 함량. CO2는 발효와 호기성 호흡의 최종 산물입니다. 일반적으로 식물 유기체를 둘러싸고 있는 농도(40% 이상)보다 상당히 높은 상당히 높은 농도의 CO2에서는 호흡 과정이 억제됩니다. 억제는 여러 가지 이유로 발생합니다. 1. 고농도의 CO는 식물 유기체에 전신 마취 효과를 줄 수 있습니다. 2. CO2는 다양한 호흡 효소의 활동을 억제합니다. 3. CO2 함량이 증가하면 기공이 닫히게 되어(p. 69) 산소의 접근을 방해하고 간접적으로 호흡 과정을 방해합니다. [...]

이제 호흡과 발효 과정에서 첫 번째 단계(당분해)가 동일한 방식으로 발생한다는 것이 일반적으로 받아들여지고 있습니다. 전환점은 iirovipograde 산의 형성입니다. 호기성 조건에서는 니루브산이 CCL과 물로 분해되고(호흡), 혐기성 조건에서는 다양한 유기 화합물로 전환됩니다(발효). 신체는 조건이 변할 때 과정을 전환하여 발효를 중단하고 호흡을 증가시키는 능력을 가지고 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 처음으로 파스퇴르의 실험은 산소가 존재하면 효모의 발효 과정이 억제되고 호흡 과정으로 대체된다는 사실을 보여주었습니다. 동시에 포도당 분해가 급격히 감소합니다. 이 현상은 고등 식물을 포함한 모든 조건적 혐기성 유기체의 특징으로 밝혀졌으며 이를 파스퇴르 효과라고 불렀습니다. 산소가 있는 상태에서 포도당 소비를 줄이는 것이 좋습니다. 호흡 부전 동안 에너지 출력이 훨씬 높아서 포도당이 더 경제적으로 사용되기 때문입니다. 그러나 고려 중인 효과를 구현하려면 특별한 메커니즘이 필요하며 이에 대해서는 나중에 자세히 설명합니다.[...]

또한 매우 중요한 것은 조류가 광합성 과정에서 동물과 식물 모두 수생 유기체의 호흡에 필요한 유리 산소를 방출한다는 사실입니다. 현재 지구상의 모든 유리 산소는 녹색 엽록소를 함유한 식물의 활동의 산물이라고 믿어지고 있습니다. 그리고 산소를 함유한 물에서는 유기 물질의 광물화 과정이 더 빨리 완료됩니다. 예를 들어 여름의 흑해, 카스피해 및 아조프 해에서는 호기성 조건이 있는 경우 플랑크톤 유기체(식물 및 동물)의 완전한 박테리아 분해가 약 20일 안에 끝나는 반면 북해에서는 끝나는 것으로 나타났습니다. 이는 3-4배 느리게 발생합니다. 이것이 물 속의 물질 순환이 일어나는 방식이며, 조류의 참여 없이는 상상할 수 없을 것입니다.[...]

이 장에서는 포자 형성 혐기성 박테리아에 대해 설명하고 절대 박테리아, 즉 호기성 조건에서 발달할 수 없는 유기체에 대해서만 설명합니다. 반면 호흡, 분자 산소 사용 및 " 질산염 호흡' 또는 혐기성 조건에서 다양한 유기 물질의 발효. 혐기성 포자 보유 박테리아는 연구자들이 혐기성 미생물을 분리하고 배양하는 데 직면하는 상당한 어려움으로 인해 호기성 박테리아에 비해 덜 잘 연구되어 있다는 점에 유의해야 합니다.[...]

호수 물의 가장 중요한 매개변수 중 하나는 산소 함량입니다. 산소는 수생 호기성 유기체의 대사에 매우 중요한 역할을 하기 때문입니다. 대기로부터의 수용성 산소 공급과 광합성을 통한 형성은 호기성 유기체의 호흡을 위한 소비와 균형을 이룹니다. 결과적인 산소 분포와 역학은 영양분 가용성과 그에 따른 호수의 유기 생산성에 가장 중요합니다. 생물학적 과정과 화학적 과정은 밀접하게 상호 연결되어 있습니다.[...]

일부 혐기성 미생물은 황산염이나 질산염과 같은 화합물의 일부인 결합 산소를 수용체로 사용합니다. 산소가 있으면 호기성 호흡을 하고, 무산소 환경에서는 질산염 산소를 수용체로 사용하여 질소나 그 저급 산화물로 환원합니다. 호흡 중에 황산염을 황화수소로 환원시키는 박테리아는 절대혐기성 박테리아입니다. 예를 들어 VevyNouSh-gyu(keiIipsapz. [...]

Kuirevich는 임계 농도를 10%로 설정했지만 Tom Kine은 이 농도가 5% 미만이어야 한다고 생각합니다(¡그림 63). 이로써 호기호흡과 발효가 동시에 일어나는 범위는 과실의 품종 및 품종특성에 따라 결정되며, 생육조건과 농업기술에 따라 크게 달라진다는 결론을 내릴 수 있다. 아마도 이것은 제어된 가스 환경이 있는 챔버에 보관된 과일의 종류와 종류가 개별적으로 다르게 나타나는 이유를 설명할 수 있습니다. [...]

따라서 의무적이든 선택적이든 혐기성 부생파는 군집 구성 요소의 소수를 구성한다는 사실에도 불구하고 생태계에서 중요한 역할을 합니다. 왜냐하면 산소가 부족한 하층부에서만 호흡이 가능하기 때문입니다. 체계. 이러한 열악한 서식지를 차지함으로써 그들은 에너지와 물질을 "절약"하여 대부분의 비행체에 사용할 수 있게 합니다. 따라서 "비효율적인" 호흡 방식으로 보이는 것이 생태계 전체에 의한 에너지 및 물질 자원의 "효율적인" 사용에 필수적인 부분임이 밝혀졌습니다. 예를 들어, 인간이 관리하는 종속 영양 생태계에 의해 보장되는 폐수 처리의 효율성은 혐기성 부생물과 호기성 부생물의 활동 간의 일관성에 따라 달라집니다.[...]

성장은 다양한 eidergoic, 즉 단백질 합성과 같은 에너지 요구 과정과 관련되어 있기 때문에 빠르게 늘어나는 뿌리 조직이 동일한 부피의 비분열 조직의 호흡률에 비해 높은 호흡률을 특징으로 한다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. , 1개의 세포로 변환하면 성숙한 세포의 호흡 강도는 윤리적 분열 조직보다 훨씬 높을 수 있습니다. 왜냐하면 후자는 크기가 더 작고 세포질이 적기 때문입니다. 또한, 성장에는 호기성 조건과 에너지원 및 건축 자재 역할을 하는 탄수화물의 적절한 공급이 필요합니다.[...]

탄수화물은 광합성의 주요 산물이며, 기본적으로 식물체의 대사 과정에서 단백질, 지방, 핵산 및 기타 화합물이 형성됩니다. 탄수화물은 세포의 호기성 및 혐기성 호흡의 주요 공급원입니다. 식물의 회복을 위한 에너지원. 일반적으로 식물에는 다양한 탄수화물이 포함되어 있습니다. 성장기에는 수용성 형태와 불용성 형태의 비율이 변합니다. 어린 식물에서는 단당류와 이당류가 우세하며, 숙성 중에 전분과 셀룰로오스의 함량이 증가합니다. 불용성 형태.[...]

곰팡이의 성장과 이산화탄소 방출은 대기의 산소 압력과 온도에 따라 달라집니다. 1.5 atm보다 낮은 산소압과 17.5 ° C의 온도에서는 곰팡이가 자라지 않고 신진 대사가 혐기성 상태가됩니다. 호기성 호흡의 하한은 온도에 따라 다릅니다. 29.5 ° C에서 신진 대사는 이미 1.5 atm의 산소압에서 변경됩니다. 무산소 호흡 조건에서 이산화탄소 방출은 산소 압력에 정비례합니다. 그러한 조건에서 곰팡이의 전체 대사, 전체 효소 세트가 변경됩니다.[...]

광합성의 에너지 기반을 형성하는 것은 광속의 이 부분입니다. 이는 한편으로는 무기 성분으로부터 유기물이 생성되고 다른 한편으로는 방출된 산소를 다음과 같은 용도로 사용할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 식물 자체와 종속 영양 호기성 유기체의 호흡. 이는 지구상에 물질의 생물학적 순환이 존재한다는 사실을 깨닫게 해줍니다.[...]

활성슬러지 상태 3단계에서는 전력공급이 완전히 차단되면 미생물의 점진적인 사멸과 활성슬러지의 광물화가 일어나 과잉 활성슬러지를 처리하는데 사용된다. 이러한 과잉 슬러지 처리를 호기성 안정화 방법이라고 합니다. 그 이유는 결과적으로 슬러지가 부패하는 능력을 잃기 때문입니다. 즉 안정된 특성을 얻습니다. 미생물의 호흡과 유기물의 광물화에 필요한 공기를 공급하여 슬러지 처리를 진행합니다.[...]

크렙스 회로에서 형성된 숙신산은 엽록소의 포르피린 핵 형성의 기초를 제공합니다. 크렙스 회로에서 개별 구성요소가 제거되는 수많은 반응과 과정이 있기 때문에 이를 회로에 공급하는 역과정도 있어야 합니다. 그렇지 않은 경우 호흡의 호기성 단계의 변환 속도가 눈에 띄게 감소합니다. 이러한 반응은 아미노산의 산화적 탈아미노화로, 유기산이 형성됩니다.[...]

주요 생태권 탄소 저장소는 수권, 생물권 및 대기에 있습니다. 연간 수백억 톤의 탄소 강도로 그들 사이에는 활발한 교환이 있습니다. 이 교환에서 바다는 탄소의 주요 흡수원이며, 유기물 파괴로 인해 강물이 흘러내리는 육지와 전체 단지의 호흡으로 인해 탄소가 나오는 대기에서 나옵니다. 생물체(biota). 생물권에서 가장 중요한 과정은 태양 에너지 (광합성)의 참여로 무기물에서 유기물을 형성하고, 생물군의 호기성 및 혐기성 필수 활동 과정에서 유기물을 소비하고 유기물을 파괴하는 것입니다.[. ..]

죽음을 초래할 수 있는 살충제를 투여한 후 치료적 도움 없이 곤충이 정상 상태로 돌아갈 수 있는 능력은 인간의 유사한 의존성과 비교하여 곤충의 조직과 대사 과정 사이의 관계를 평가함으로써 설명할 수 있습니다. 곤충은 인간보다 자유도가 낮을 수 있지만 외부 세계와 관련하여 내부 반응(과정)은 독극물과 살충제의 작용에 덜 민감할 수 있습니다. 산소를 운반하는 데 필요한 곤충은 혈액 내 이온과 대사물의 변동에 저항하는 능력이 있으며, 개별 조직은 호기성 및 혐기성 메커니즘을 통해 대사할 수 있어 반대 조건에서 대사물의 적절한 순환(재활성화)이 가능합니다. 척추동물은 훨씬 더 민감합니다. 뇌 활동은 혈액 내 설탕, 이온 및 산소의 양과 밀접하게 관련되어 있습니다. 호흡 변화 및 유기인 중독과 같은 간섭은 사망에 이를 수 있는 광범위한 결과를 초래합니다. ..]

미토콘드리아의 생물학적 기능은 차등 초원심분리에 의해 다른 세포 구성요소로부터 분리될 수 있었던 후에만 확립되었습니다. 이러한 방식으로 분리된 세포 소기관은 투석을 통해 염을 제거하고 건조시킨 후 화학적 분석을 수행할 수 있습니다. 이것으로부터 미토콘드리아는 호기성 호흡을하는 모든 세포에서 의무적이며 핵이 세포에서 제거되면 개별 구성 요소가 계속 "호흡"한다는 사실이 분명해집니다. 동시에, 세포가 유산소 생활 방식에서 혐기성 생활 방식으로 전환하는 동안, 즉 트리카르복실산의 산화 순환이 기능을 멈 추면 미토콘드리아가 사라지고 그 자리에 강력하게 발달된 막 시스템이 있다는 것이 주목되었습니다. 소포체(endoplasmic reticulum)가 나타난다. 질소 대기에 놓인 Abutilón의 효모 세포와 꽃받침에 대한 연구에서도 유사한 관찰이 이루어졌습니다. 호흡의 강도는 세포 내 미토콘드리아의 수에 따라 달라집니다.[...]

RGS 조건에서는 엽록소 분해가 억제되기 때문에 과일의 녹색이 더 오래 보존되는 것도 마찬가지입니다. 가스 환경에서 O2 농도의 감소로 인해 산화 효소인 폴리페놀 산화효소 및 아스코르빈산 산화효소의 활성 감소는 과일의 P- 및 C-비타민 활성을 더 잘 보존하는 동시에 후자의 갈변. 과일과 채소의 종류와 종류에 권장되는 O2와 CO2 농도에서는 조직 내 아세트알데히드와 알코올(당의 혐기성 분해 산물) 축적이 RGS에서 관찰되는데, 이는 태닝으로 인한 과일 손상이 적다는 것과 관련이 있습니다. 기존 이론에서는 이러한 현상을 다음과 같이 설명하고 있다. 식물 조직에서는 정상적인 산소 함량과 산소 결핍 상태 모두에서 호기성 및 혐기성 호흡이 발생합니다. 호기성 호흡 과정이 억제되는 조건(대기 중 O2 농도 감소)에서는 무산소 호흡도 억제됩니다. 아세트알데히드의 경우에도 그 형성은 탈카르복실화 반응에 따라 달라지며 이미 언급한 바와 같이 RGS 조건에서는 억제됩니다.[...]

알려진 바와 같이, 비버는 씹고 저장하는 상당량의 나무와 관목 식물을 사용하지 않으며, 썩을 때 유기 및 미네랄 물질로 물을 풍부하게 만듭니다. Naiman et al.(1986)의 연구에 따르면 비버는 직접 갉아먹는 활동을 통해 침수된 버드나무(직경 1~10cm)의 56%, 사시나무의 52%, 자작나무의 17%가 물에 들어가는 데 기여하는 것으로 나타났습니다. , 오리나무 13%, 침엽수 1% 미만. 또한, 수문학적 조건의 변화로 인해 나무의 최대 50~60%가 바람에 의해 부러져 물에 빠지게 됩니다. 유기물(탄소)의 침식 생산량은 비버 연못에서 흐르는 물에서 가장 높습니다. 연못에는 강바닥 지역보다 단위 면적당 훨씬 더 많은 탄소가 포함되어 있습니다. 단위 면적당 강바닥으로 유입되는 동종 유기물은 42%에 불과합니다. 그러나 연못의 면적은 수로 부분보다 7배 더 크기 때문에 단위 하천 길이당 3배 더 많은 유기물을 흡수하게 됩니다. 단위 면적당 연못의 일차 생산량은 강바닥의 생산량보다 훨씬 적습니다. 연못의 총 호기성 호흡은 단위 면적당 2배이고, 하천의 단위 길이당은 수로보다 15.8배 더 큽니다. 연못의 탄소 분자 전환 시간은 161년이었고 강바닥 부분의 경우 24년이었습니다. 하천 대사 지수는 연못이 하류로 수송하는 것보다 더 많은 유기 투입물을 축적 및/또는 처리한다는 것을 보여주었습니다. 따라서 연못의 탄소 회전율(보존되거나 축소된 형태로 하천 흐름에서 탄소 원자의 이동 거리)의 길이는 1.2km, 하상 구간의 경우 8.0km였습니다. 결과적으로 비버 연못이 더 효율적이었습니다.

소개

1. 유산소 호흡

1.1 산화적 인산화

2. 무산소 호흡

2.1 무산소호흡의 종류

4.참고자료

소개

호흡은 모든 생명체에 내재되어 있습니다. 이는 광합성 중에 합성된 유기 물질의 산화 분해로, 산소 소비와 이산화탄소 방출로 발생합니다. 처럼. Famintsyn은 광합성과 호흡을 식물 영양의 두 가지 연속 단계로 간주했습니다. 광합성은 탄수화물을 준비하고, 호흡은 탄수화물을 식물의 구조적 바이오매스로 처리하고, 단계적 산화 과정에서 반응 물질을 형성하고, 탄수화물의 변형과 일반적인 필수 과정에 필요한 에너지를 방출합니다. . 전체 호흡 방정식의 형식은 다음과 같습니다.

CHO + 6O → 6CO + 6H2O + 2875kJ.

이 방정식을 통해 호흡 강도를 추정하기 위해 가스 교환 속도를 사용하는 이유가 분명해집니다. 호흡은 무산소와 유산소의 두 단계로 구성된다고 믿었던 V.I. Palladin이 1912년에 제안했습니다. 산소가 없을 때 발생하는 혐기성 호흡 단계에서 포도당은 수소 제거(탈수소화)로 인해 산화되며, 과학자에 따르면 수소는 호흡 효소로 전달됩니다. 후자가 복원됩니다. 호기성 단계에서는 호흡 효소가 산화 형태로 재생됩니다. V.I. Palladin은 산소가 호흡 기질의 탄소와 만나지 않고 탈수소화와 관련되어 있기 때문에 대기 산소에 의한 직접적인 산화로 인해 설탕의 산화가 발생한다는 것을 처음으로 보여주었습니다.

산화 과정의 본질과 호흡 과정의 화학 연구에 대한 중요한 공헌은 국내 (I.P. Borodin, A.N. Bakh, S.P. Kostychev, V.I. Palladin) 및 외국 (A.L. Lavoisier, G. Wieland, G. Krebs)에 의해 이루어졌습니다. 연구원.

모든 유기체의 생명은 호흡 중에 생성되는 자유 에너지의 지속적인 사용과 불가분의 관계가 있습니다. 식물 생명에서 호흡의 역할에 대한 연구가 최근 식물 생리학의 중심 위치를 차지하게 된 것은 놀라운 일이 아닙니다.

1. 유산소 호흡

호기성 호흡 – 이것은 산소를 소모하는 산화 과정이다.호흡 중에 기질은 에너지 수율이 높고 에너지가 부족한 무기 물질로 완전히 분해됩니다. 호흡에 가장 중요한 기질은 탄수화물입니다. 또한 호흡 중에 지방과 단백질이 소모될 수 있습니다.

유산소 호흡에는 두 가지 주요 단계가 포함됩니다.

- 무산소,수소 원자가 방출되고 조효소(NAD 및 FAD와 같은 수송체)에 결합되면서 기질이 점차적으로 분해되는 과정;

- 산소,그 동안 호흡 기질의 유도체로부터 수소 원자의 추가 추출이 발생하고 전자가 산소로 전달되어 수소 원자가 점진적으로 산화됩니다.

첫 번째 단계에서는 효소의 작용에 따라 첫 번째 고분자 유기 물질(다당류, 지질, 단백질, 핵산 등)이 더 간단한 화합물(포도당, 고급 카르복실산, 글리세롤, 아미노산, 뉴클레오티드 등)로 분해됩니다. .) 이 과정은 세포의 세포질에서 발생하며 열의 형태로 소산되는 소량의 에너지 방출을 동반합니다. 다음으로 단순 유기 화합물의 효소 분해가 발생합니다.

그러한 과정의 한 예는 포도당의 다단계 무산소 분해인 해당과정입니다. 해당작용 반응에서는 탄소 6개로 구성된 포도당(C) 분자 1개가 탄소 3개로 구성된 피루브산(C) 분자 2개로 분해됩니다. 이 경우 두 개의 ATP 분자가 형성되고 수소 원자가 방출됩니다. 후자는 NAD 수송체(니코틴아미드 아데닌 딘클레오타이드)에 부착되어 환원형 NAD ∙ H + H로 전환됩니다. NAD는 NADP와 구조가 유사한 조효소입니다. 둘 다 비타민 B 중 하나인 니코틴산의 파생물입니다. 두 조효소의 분자는 전기양성적이며(전자 1개 부족) 전자와 수소 원자 모두의 운반체 역할을 할 수 있습니다. 한 쌍의 수소 원자가 받아들여지면 원자 중 하나가 양성자와 전자로 해리됩니다.

N → N + 전자,

두 번째는 NAD 또는 NADP에 완전히 합류합니다.

NAD + H + [H + e] → NAD ∙ H + N.

자유 양성자는 나중에 조효소를 역산화하는 데 사용됩니다. 전체적으로 해당 분해 반응의 형태는 다음과 같습니다.

C H O +2ADP + 2H PO + 2 NAD →

2C H O + 2ATP + 2 NAD ∙ H + H + 2 H2O

해당과정의 산물인 피루브산(C2H2O)은 에너지의 상당 부분을 함유하고 있으며 추가 방출은 미토콘드리아에서 수행됩니다. 여기서 피루브산이 CO와 H2O로 완전히 산화되며 이 과정은 세 가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다.

1) 피루브산의 산화적 탈카르복실화;

2) 트리카르복실산 회로(크렙스 회로);

3) 산화의 마지막 단계는 전자 전달 사슬입니다.

첫 번째 단계에서는 피루브산이 조효소 A라는 물질과 반응하여 고에너지 결합을 갖는 아세틸 조효소 A가 형성됩니다. 이 경우 CO 분자(첫 번째)와 수소 원자가 피루브산 분자에서 분리되어 NAD ∙ H + H의 형태로 저장됩니다.

두 번째 단계는 크렙스 주기입니다(그림 1).

이전 단계에서 형성된 아세틸-CoA는 크렙스 회로에 들어갑니다. 아세틸-CoA는 옥살로아세트산과 반응하여 6탄소 구연산을 생성합니다. 이 반응에는 에너지가 필요합니다. 그것은 고에너지 아세틸-CoA 결합에 의해 공급됩니다. 주기가 끝나면 옥살산-구연산이 원래 형태로 재생됩니다. 이제 새로운 아세틸-CoA 분자와 반응할 수 있으며, 이 주기가 반복됩니다. 사이클의 전체 반응은 다음 방정식으로 표현될 수 있습니다.

아세틸-CoA + 3H2O + 3NAD + FAD + ADP + H3PO →

CoA + 2CO + 3NAD ∙ H + H + FAD ∙ H + ATP.

따라서 호기성 단계(PVA의 탈카르복실화 및 크렙스 주기)에서 피루브산 한 분자가 분해된 결과 3CO, 4 NAD ∙ H + H, FAD ∙ H가 방출됩니다. 해당과정, 산화적 탈카르복실화 및 크렙스 회로의 전체 반응은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

CHO + 6HO + 10 NAD + 2FAD →

6CO + 4ATP + 10 NAD ∙ H + H + 2FAD ∙ H.

세 번째 단계는 전기 운송 체인입니다.

해당과정과 크렙스 주기에서 탈수소화 반응의 중간 생성물에서 분리된 수소 원자 쌍은 궁극적으로 ADP가 ATP로 인산화되는 동시에 분자 산소에 의해 H2O로 산화됩니다. 이는 NAD ∙ H 및 FAD ∙ H에서 분리된 수소가 미토콘드리아 내막에 내장된 운반체 사슬을 따라 전달될 때 발생합니다. 수소 원자 쌍 2H는 2H + 2e로 간주될 수 있습니다. 호흡 사슬에서 수소 원자를 운반하는 원동력은 전위차입니다.

운반체의 도움으로 수소 이온 H는 막 내부에서 외부로, 즉 미토콘드리아 기질에서 막간 공간으로 전달됩니다(그림 2).

한 쌍의 전자가 nad에서 산소로 전달될 때 막을 세 번 통과하며, 이 과정에서 6개의 양성자가 막 바깥쪽으로 방출됩니다. 마지막 단계에서 양성자는 막 안쪽으로 전달되어 산소에 의해 받아들여집니다.

½ O + 2e → O.

H 이온이 미토콘드리아 막의 바깥쪽으로 이동한 결과, 그 농도는 연골주위 공간에 생성됩니다. 양성자의 전기화학적 구배가 발생한다.

양성자 구배가 특정 값에 도달하면 H 저장소의 수소 이온이 막의 특수 채널을 통해 이동하고 에너지 보유량은 ATP 합성에 사용됩니다. 매트릭스에서 이들은 하전된 O 입자와 결합하여 물이 형성됩니다: 2H + O²ˉ → H2O.

1.1 산화적 인산화

미토콘드리아 막을 통해 H 이온이 전달되어 ATP가 형성되는 과정을 다음과 같이 부릅니다. 산화적 인산화.이는 ATP 합성효소의 참여로 수행됩니다. ATP 합성효소 분자는 미토콘드리아 내막 안쪽에 구형 과립 형태로 위치합니다.

두 분자의 피루브산이 분리되고 특수 채널을 통해 막을 통해 수소 이온이 전달된 결과 총 36개의 ATP 분자가 합성됩니다(크렙스 주기에서 2분자, 전달의 결과로 34분자). 막을 가로지르는 H 이온).

유산소 호흡에 대한 전체 방정식은 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

C2H2O + O + 6H2O + 38ADP + 38HPO→

6CO + 12HO + 38ATP

산소가 없으면 산소 호흡이 중단된다는 것은 명백합니다. 왜냐하면 수소의 최종 수용체 역할을 하는 것은 산소이기 때문입니다. 세포에 충분한 산소가 공급되지 않으면 모든 수소 운반체가 곧 완전히 포화되어 더 이상 산소를 전달할 수 없게 됩니다. 결과적으로 ATP 형성을 위한 주요 에너지원이 차단됩니다.

호기성 호흡 산화 광합성

2. 무산소 호흡

무산소 호흡.일부 미생물은 유기 또는 무기 물질의 산화를 위해 분자 산소가 아닌 다른 산화 화합물(예: 질산, 황산 및 탄산의 염)을 사용하여 더 환원된 화합물로 전환할 수 있습니다. 공정은 혐기성 조건에서 발생하며 이를 혐기성 조건이라고 합니다. 무산소 호흡:

2HNO + 12H → N + 6H2O + 2H

H2SO + 8H → H2S + 4H2O

이러한 호흡을 수행하는 미생물에서 최종 전자 수용체는 산소가 아니라 무기 화합물(아질산염, 황산염 및 탄산염)입니다. 따라서 유산소 호흡과 무산소 호흡의 차이는 최종 전자 수용체의 특성에 있습니다.

2.1 무산소호흡의 종류

혐기성 호흡의 주요 유형은 표 1에 나와 있습니다. 또한 박테리아가 전자 수용체로 Mn, 크롬산염, 퀴논 등을 사용하는 것에 대한 데이터도 있습니다.

표 1 원핵생물의 무산소 호흡 유형(M.V. Gusev, L.A. Mineeva 1992, 개정됨)

에너지 프로세스	최종 전자 수용체	복구 제품
질산염 호흡과 질산화
황산염 및 유황 호흡
철의 숨결
탄산염 호흡		CH, 아세테이트
푸마르산염 호흡		숙신산염

질산염, 황산염 및 탄산염으로 전자를 전달하는 유기체의 능력은 분자 산소를 사용하지 않고도 유기 또는 무기 물질의 충분히 완전한 산화를 보장하고 발효 중보다 많은 양의 에너지를 얻을 수 있게 합니다. 무산소 호흡을 사용하면 에너지 생산량이 10%만 낮아집니다. 에어로빅보다. 혐기성 호흡을 특징으로 하는 유기체는 일련의 전자 전달 사슬 효소를 가지고 있습니다. 그러나 그 안에 있는 사이토크로메실라제는 질산염 환원효소(질산염을 전자 수용체로 사용하는 경우) 또는 아데닐 황산염 환원효소(황산염을 사용하는 경우) 또는 기타 효소로 대체됩니다.

질산염을 사용하여 혐기성 호흡을 수행할 수 있는 유기체는 조건성 혐기성 생물입니다. 혐기성 호흡에서 황산염을 사용하는 유기체는 혐기성 생물로 분류됩니다.

결론

녹색 식물은 빛 속에서만 비유기물과 유기 물질을 형성합니다. 이 물질은 식물에서 영양분을 위해서만 사용됩니다. 하지만 식물은 먹는 것 이상의 일을 합니다. 그들은 모든 생명체처럼 숨을 쉰다. 호흡은 낮과 밤에 지속적으로 발생합니다. 모든 식물 기관은 호흡합니다. 식물은 동물이나 인간과 마찬가지로 산소를 마시고 이산화탄소를 배출합니다.

식물 호흡은 어둠 속에서나 빛 속에서나 일어날 수 있습니다. 이것은 빛 속에서 식물에서 두 가지 반대 과정이 일어난다는 것을 의미합니다. 하나의 과정은 광합성이고 다른 하나는 호흡입니다. 광합성 과정에서 무기물질로부터 유기물질이 생성되고 햇빛으로부터 에너지가 흡수됩니다. 호흡하는 동안 식물에서 유기물이 소비됩니다. 그리고 생명에 필요한 에너지가 방출됩니다. 광합성 과정에서 식물은 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출합니다. 이산화탄소와 함께 빛 속의 식물은 주변 공기로부터 산소를 흡수하는데, 이는 식물이 호흡에 필요하지만 설탕이 형성되는 동안 방출되는 것보다 훨씬 적은 양입니다. 식물은 흡입을 통해 방출하는 것보다 광합성 중에 훨씬 더 많은 이산화탄소를 흡수합니다. 조명이 좋은 방에 있는 관상용 식물은 밤에 어둠 속에서 흡수하는 것보다 낮에 훨씬 더 많은 산소를 방출합니다.

식물의 모든 살아있는 기관의 호흡은 지속적으로 발생합니다. 호흡이 멈추면 식물도 동물처럼 죽습니다.

서지

1. 농작물 생리학 및 생화학 F50/N.N. Tretyakov, E.I. 코쉬킨, N.M. Makrushin 및 기타; 아래에. 에드. N.N. Tretyakov. - 중.; 콜로스, 2000 – 640p.

2. 시험 문제 및 답변의 생물학 L44/ Lemeza N.A., Kamlyuk L.V.; 7판. – M .: Iris-press, 2003. – 512 p.

호기성 호흡(말단 산화 또는 산화적 인산화)은 미토콘드리아 막에 대한 일련의 이화 과정으로, 분자 산소의 참여로 유기 물질의 완전한 산화가 완료됩니다. 이 경우 양성자 저장소의 역할은 막간 매트릭스, 즉 외부 막과 내부 막 사이의 공간에 의해 수행됩니다.

에너지를 잃은 전자는 시토크롬 산화효소라고 불리는 효소 복합체로 이동합니다. 시토크롬 산화효소는 전자를 사용하여 분자 산소 O 2 를 O 2 2–로 활성화(환원)합니다. O 2 2– 이온은 양성자를 부착하여 과산화수소를 형성하며, 이는 카탈라아제의 도움으로 H 2 O 및 O 2로 분해됩니다. 설명된 반응의 순서는 다이어그램 형식으로 표현될 수 있습니다.

2О 2 + 2ē → 2О 2 2– ; 2O 2 2– + 4H + → 2H 2 O 2; 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

유산소 호흡의 전체 방정식은 다음과 같습니다.

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 + 38 ADP + 38 F → 6 CO 2 + 6 H 2 O + 38 ATP + Q

자제력을 위한 질문

1. 호흡 과정의 본질은 무엇입니까?

2. 호흡 과정의 전체적인 방정식은 무엇입니까?

3.산화적 인산화란 무엇인가요?

4. 해당과정이란 무엇인가요?

5.크렙스 사이클은 무엇을 다루나요?

6.무산소호흡과 알코올발효의 특징은 무엇인가요?

7.부티르산 발효와 젖산 발효는 어떻게 발생하나요? 그들은 어디서 만납니까?

8. 호흡 과정과 발효 과정의 에너지 측면은 무엇입니까?

9. 식물에 호흡 과정이 존재한다는 것을 증명하는 실험은 무엇입니까?

10. 호흡계수란 무엇입니까?

6강

주제: 미네랄 영양 성분을 위한 식물의 필요성. 매크로 요소, 미량 요소. 식물 및 분리된 세포의 재배를 위한 영양 혼합물. 이온의 상호 작용. 식물을 먹이는 기질로서의 토양의 특징. 식물 세포에 이온이 침투합니다. 막을 통한 이온의 능동 및 수동 수송.

강의 목적:미네랄 영양 요소에 대한 식물의 필요성을 보여줍니다. 식물 및 분리된 세포, 거대 원소, 미세 원소의 재배를 위한 영양 혼합물. 막을 통한 이온의 능동 및 수동 수송.

미네랄 영양은이온 형태의 미네랄 흡수, 식물 전체의 이동 및 포함 대사. 지구상에 존재하는 거의 모든 화학 원소는 식물에서 발견되었습니다. 영양소는 공기(이산화탄소(CO 2))와 토양(물(H 2 O) 및 미네랄 염 이온의 형태)에서 흡수됩니다. 고등 육상 식물에서는 공중 영양이나 잎 영양이 구별됩니다. 광합성 ) 및 토양 또는 뿌리, 영양 ( 식물의 미네랄 영양 ). 하등 식물(박테리아, 곰팡이, 조류)은 신체 전체 표면에서 CO 2, H 2 O 및 염분을 흡수합니다.

토양은 식물이 뿌리를 강화하고 수분과 미네랄 영양분을 끌어들이는 필수적이고 대체할 수 없는 기질입니다. 생물다양성의 형성과 보존에 있어서 토양의 역할은 크다.
반면, 생물권의 모든 요소의 흐름은 토양을 통과하며 특정 메커니즘을 통해 방향과 강도를 조절합니다.

단세포 유기체와 수생 식물은 표면 전체에서 이온을 흡수하는 반면, 고등 육상 식물은 표면 세포를 통해 이온을 흡수합니다. 뿌리, 주로 뿌리털.

을 통해 뿌리식물은 토양에서 주로 무기염 이온뿐만 아니라 토양 미생물의 일부 노폐물과 다른 식물의 뿌리 분비물을 흡수합니다. 이온은 먼저 세포막에 흡착된 다음 원형질막을 통해 세포질로 침투합니다. 양이온(K+ 제외)은 확산에 의해 수동적으로 막을 통과하고, 음이온과 K+(낮은 농도)는 에너지 소비로 이온을 운반하는 분자 "이온 펌프"의 도움으로 능동적으로 침투합니다. 각 요소 미네랄 영양신진대사에서 특정 역할을 하며 다른 요소로 완전히 대체될 수 없습니다. 식물 건물을 분석한 결과 탄소(45%), 산소(42%), 수소(6.5%), 질소(1.5%) 및 회분(5%)이 포함되어 있는 것으로 나타났습니다.

식물에서 발견되는 모든 요소는 일반적으로 세 그룹으로 나뉩니다.

다량 영양소. 2. 미량요소. 3. 초미세소자.

이온이 공장에 유입됩니다. 세포는 특정 상호 작용에 들어가고 이러한 상호 작용의 유형은 다릅니다.

적대감, 시너지 효과, 가산성과 같은 유형의 상호 작용이 있습니다.

이온 길항작용은 원형질 콜로이드와의 상호작용으로 인해 일부 양이온이 다른 양이온의 독성 효과를 감소시키는 것입니다. 시너지 효과는 두 개 이상의 이온이 결합된 효과로, 결합된 생물학적 효과가 각 개별 구성 요소의 효과를 크게 초과한다는 사실을 특징으로 합니다. 첨가성은 각 물질의 개별 효과의 합과 동일한 이온의 결합 작용 효과입니다.

자연 조건에서 식물은 뿌리 시스템을 통해 토양에서 직접 필요한 물질을 얻습니다. 인공적인 조건에서는 수경법이 식물을 재배하는 데 가장 자주 사용됩니다. 수경법(수력... 및 그리스 포노스 - 작동) - 토양이 아닌 특수 영양 용액에서 식물을 재배합니다. 영양액식물이 생존하고 성장하는 데 필요한 물질의 수용액입니다. ~에 수경법으로 식물을 재배하는 방법모든 요소가 포함되어야 함 영양액최적의 수량으로.

자제력을 위한 질문

1. 유기물은 어떤 요소이며 식물의 건조물에서 차지하는 비율은 무엇입니까?

2. 어떤 재 미량 원소를 알고 있습니까? 공장에서 그들의 역할은 무엇입니까?

3. 어떤 미량 원소를 알고 있습니까? 그들은 식물 생활에서 어떤 역할을 합니까?

4. 질산화와 탈질의 본질은 무엇입니까?

5. 거시요소와 미시요소에 대한 일반적인 설명을 제공합니다.

6. 식물 세포에서 이온의 상호 작용 유형: 시너지 효과, 부가성, 길항 작용.