Дыхательная цепь цепь переноса электронов Рис 1

Дыхательная цепь (цепь переноса электронов)

Рис. 1. Основные этапы дыхания.

Компоненты дыхательной цепи (ферменты-переносчики электронов) Пиридиновые и флавиновые дегидрогеназы, коферментами которых соответственно служат НАД или НАДФ, ФАД или ФМН; Железосерные белки; Убихинон; Цитохромы (а, с, с1, в).

Таблица 1. Стандартные окислительновосстановительные потенциалы переносчиков электронов в дыхательной цени

Порядок расположения компонентов дыхательной цепи Компоненты цепи расположены в зависимости от величины их окислительно-восстановительного потенциала (редокс-потенциала): от наименьшего к наибольшему.

Электронтранспортная (дыхательная) цепь

Рис. 4. Дыхательная цепь митохондрий Цит — цитохром, Q — хинон, Фп — флавопротеин

Хемиосмотическая теория П. Митчела Существует прямая связь между химическими и транспортными процессами. Перенос протонов через внутреннюю мембрану приводит к двум важным результатам: • между сторонами внутренней мембраны создается градиент р. Н (в матриксе величина р. Н выше, чем в межмембранном пространстве). Так как протоны легко проходят через наружную мембрану митохондрии, величина р. Н в цитозоле будет такой же, как в межмембранном пространстве. • на внутренней мембране создается разность потенциалов — мембранный потенциал, причем внутренняя сторона мембраны заряжается отрицательно, а наружная — положительно. В результате возникает электрохимический протонный градиент.

Этапы образования АТФ 1) фосфат-анион и АДФ соединяются с ферментом; 2) два протона входят в канал АТФазы и соединяются с одним из атомов кислорода фосфата, образуется вода; 3) атом кислорода АДФ соединяется с атомом фосфора, образуя АТФ; 4) АТФ отделяется от фермента.

Показатели эффективности дыхания Физиологический показатель эффективности дыхания – отношение Р/О, где Р — число молей неорганического фосфата, использованного для фосфорилирования АДФ; О — количество поглощенного кислорода. Интенсивность дыхания измеряется количеством кислорода, поглощенного за один час одним граммом сухого (или сырого) рас тительного материала, а также количеством углекислого газа, выде ленным за час одним граммом растительной массы. Дыхательный коэффициент (ДК) — это отношение количества выделенного углекислого газа к количеству поглощенного кислорода (ДК = СО 2/О 2).

ЗАВИСИМОСТЬ ДЫХАНИЯ ОТ ВНЕШНИХ И ВНУТРЕННИХ ФАКТОРОВ 1. Скорость дыхания относительно постоянна и поддерживается цикличностью дыхательного метаболизма, наличием регуляторных ферментов, а также стабилизирующей ролью наследственного аппарата. 2. Под действием раздражителей возникает нарушение стационарного состояния: период высокой активности сменяется угнетением процесса. Если раздражитель умеренной силы или раздражение непродолжительно, то устанавливается новый стационарный уровень интенсивности дыхания. 3. Раздражителями могут быть чередование температур, света и темноты, обезвоживание, механические раздражения, смена соленого состава питательного раствора, изменение газового состава атмосферы и другие факторы. 4. В экстремальных условиях температуры, влажности, под влиянием механических повреждений, вредных веществ или концентраций, болезни, гипоксии скорость дыхания повышается — выделяется больше СО 2, но уменьшается физиологическая эффективность дыхания, нарушается синтез АТФ. Все эти неблагоприятные факторы вызывают одновременно изменение дыхательного коэффициента.