ДЫХАНИЕ
− физиол. процесс, обеспечивающий поступление в
организм кислорода и выделение из него углекислого газа (внешнее Д.) и
использование кислорода клетками и тканями для окисления органич.
вещ-в с
освобождением содержащейся в них энергии (тканевое, или клеточное, Д.) для
роста, развития и др. процессов жизнедеятельности.
Д. р-ний – процесс окислительного распада углеводов
(или др. дыхательных субстратов) до СО2 и воды, идущий с поглощением
кислорода. При этом освобождается энергия (ранее запасённая [запасенная] при фотосинтезе),
используемая на образование богатых энергией соединений (чаще в форме АТФ).
Д.
р-ний включает неск. метаболич. систем: анаэробный распад глюкозы – гликолиз,
осуществляемый в цитоплазме; окисление конечных продуктов гликолиза до СО2,
сопряжённое [сопряженное] с синтезом АТФ и воды (этот процесс локализован в митохондриях);
окисление глюкозы через промежуточные углеводные продукты. Д.
р-ний – осн.
энергетич. функция гетеротрофных растит. тканей и хлорофиллоносных тканей в
темноте. Кроме энергетич. процесс Д. выполняет метаболич. функцию, поставляя
мн. соединения, занимающие ключевое положение в клеточном метаболизме.
Отношение объёмов [объемов] выделенного р-нием СО2 и поглощённого [поглощенного] О2
наз. дыхательным коэффициентом. Его величина зависит от степени
восстановленности дыхательных субстратов: при окислении углеводов он равен 1,0,
жиров или белков – меньше 1,0 (напр., при прорастании семян подсолнечника, сои,
люпина), органич. к-т – больше 1,0. При длительном пребывании в бескислородной
среде р-ния гибнут от отравления тканей образующимися продуктами обмена.
Однако
нек-рые р-ния (напр., рис) способны нормально развиваться в условиях
постоянного кислородного голодания. Интенсивность Д. р-ний (кол-во поглощённого
[поглощенного
]O2 и выделенного СО2) зависит от вида р-ния, органа, типа
ткани, этапа онтогенеза, а также от мн. факторов окружающей среды.
Наиб. высокой
интенсивностью Д. отличаются молодые, растущие органы и ткани р-ний (напр.,
клетки камбия, характеризующиеся высокой жизнедеятельностью).
Активно дышат репродуктивные
органы, затем листья, слабее – стебли и корни. Повышенная интенсивность Д.
присуща светолюбивым р-ниям (по сравнению с тенелюбивыми), а также высокогорным
р-ниям, адаптированным к пониженному парциальному давлению О2 в
атмосфере. Д. р-ний усиливается с повышением темп-ры окружающей среды,
возрастая в 2–3 раза при потеплении на каждые 10 °С. Однако достигнув определ.
максимума, Д. начинает ослабевать и при темп-ре 45–50 °С практически прекращается.
При низких темп-pax Д. р-ний резко снижается, но в зимующих органах (почках,
хвое) слабое Д. обнаруживается и при значит. морозах. Интенсивность Д.
р-ний
закономерно изменяется в ходе онтогенеза. Сухие (покоящиеся) семена дышат очень
слабо; при набухании и последующем прорастании их Д. усиливается в сотни и
тысячи раз. С окончанием периода активного роста Д. р-ний и их тканей ослабевает,
что связано с процессами старения. У плодов наблюдается резкое повышение
интенсивности Д. в конце их созревания, т. н. климактерий. В это же время
происходит наиб. выделение гормона созревания – этилена (исключение – цитрусовые).
В хранящихся зёрнах [зернах], плодах, корне- и клубнеплодах также протекают процессы Д.,
в результате чего происходит потеря сух. вещ-ва. Последнее является одной из
осн. причин естеств. убыли этих продуктов при хранении.