Disanje uključuje sustave koji opskrbljuju tijelo kisikom. U biljkama je identičan životinji. Ovaj proces se odvija 24 sata dnevno. Disanje se kod biljaka događa u stanicama organa koji se nalaze na cijeloj površini lišća, stabljike i korijena. U interakciji je sa svim stanicama tijela. Ako predstavnik flore ima blokadu stanica, tada će se protok ugljičnog dioksida zaustaviti. U tom slučaju biljka može umrijeti.
Povijesna pozadina
Činjenica da biljke oslobađaju kisik tijekom disanja zapisana je u znanstvenim radovima A. L. Lavoisier. 1773-1783 provodio je pokuse. Rezultat njegova rada bilo je otkriće da se tijekom izgaranja i disanja apsorbira velika količina kisika. Time se oslobađa ugljični dioksid i toplina.
Na temelju svog rada, znanstvenik je otkrio da je disanje sagorijevanje hranjivih tvari u živom organizmu. Kasnije je ovu aktivnost nastavio J. Ingenhaus. Dokazao je da postoji i u mraku i na suncuupijanje ugljičnog dioksida i oslobađanje kisika. To znači da tijekom disanja biljke mogu obraditi i CO2 i O2, ovisno o tome je li svjetlost uključena u ovaj proces ili ne.
Slične studije proveo je H. F. Sheinbain i A. N. Bacha. 1897. godine otkrivena je teorija biološke oksidacije. Iste godine slične radove predstavio je K. Engler. Godine 1955. O. Hayishi i G. S. Mason je kroz eksperimente potvrdio da je kisik važan element u organskim spojevima.
Specifičnost disanja u biljkama
Disanje se naziva univerzalnim procesom. Smatra se sastavnim dijelom svih živih organizama. Općenito je prihvaćeno da se disanje u biljkama događa u stanicama organa i tkiva kroz koje se odvija izmjena plinova. Takav je sustav povezan sa životom, a prestanak disanja povezan je sa smrću svih živih bića.
Manifestacija vitalne aktivnosti neraskidivo je povezana s utroškom energije. U ovom slučaju dolazi do razvoja, reprodukcije, rasta, diobe stanica. Hranjive tvari, voda, razne sinteze i procesi kreću se i apsorbiraju. Dišni organi biljaka složeni su viševezni sustav. Spojeni oksidativni procesi mijenjaju kemijski sastav organskih spojeva.
stanično disanje
Ovo disanje je oksidativni proces. Uključuje kisik i razgradnju važnih hranjivih tvari. Dolazi do oslobađanja energije i stvaranja aktivnih metabolita. One su stanicekoriste se za formiranje potrebnih životnih procesa. U ovom slučaju, disanje biljaka događa se u stanicama organa i izračunava se pomoću sumarne jednadžbe:
S6N12O6 + 602 > 6S02 + 6N20 + 2875 kJ/mol.
Primljena energija nije potpuno oslobođena. Dio energije pohranjen je u adenozin trifosfatu. Nakon sinteze na membrani nastaju razlike u električnim nabojima. Ovom fenomenu prethodi razlika u koncentracijama vodikovih iona koji nastaju na dvije strane membrane. Disanje i ishrana biljaka odvija se uz pomoć protonskog gradijenta. To je glavni materijal energije, neophodan za suptilne procese koji se odvijaju u stanici. Takvi se procesi koriste u sintezi, unosu, kretanju vode i hranjivih tvari. U kemijskoj strukturi stvara se razlika potencijala između okoline i citoplazme. Energija koja se nije mogla akumulirati u protonskom gradijentu raspršena je kao svjetlost.
Katalitički procesi disanja
Oksidacija supstrata se događa uz pomoć enzima. Zovu se proteinski katalizatori. Enzimi imaju neke posebne značajke:
- vrlo visoka labilnost;
- povećana aktivnost;
- velika specifičnost supstrata.
Disanje i ishrana biljaka ovisi o prostornoj orijentaciji koja se mijenja pod utjecajem unutarnjih i vanjskih čimbenika. Metabolizam je reguliran. Postoji nekoliko načina povezanih s konceptom elektrona.oksidacija. Vrste oksidativnih reakcija:
- trzaj elektrona;
- pristup kisiku;
- povlačenje vodika;
- izgled hidratiziranog spoja;
- oduzimanje protona i dva elektrona.
Oksidacija tvari povezana je sa smanjenjem akceptora. Takvi enzimi se smatraju oksidoreduktazama. U tom slučaju se protoni i elektroni odvajaju. Prihvaća ih akceptant. Enzim stvara reakciju prijenosa. Ti procesi uključuju aerobno i anaerobno disanje.
Aerobno disanje
Ovaj sustav disanja odnosi se na oksidativni proces. Tijekom disanja, biljka apsorbira ugljični dioksid dok oslobađa kisik. Supstrat se raspada na energije anorganskih tvari. Glavni supstrati za disanje biljaka su ugljikohidrati. Osim njih, mogu se konzumirati zalihe proteina i masti.
Takvo disanje uključuje dvije glavne faze:
- Proces bez kisika. U njemu dolazi do sporog postupnog propadanja supstrata, oslobađanja atoma vodika i vezivanja procesa s koenzimima.
- Proces kisika. Ovdje se opaža naknadno odvajanje atoma vodika. Udaljavaju se od respiratornog supstrata i postupno oksidiraju. Kao rezultat toga, elektroni se prenose na kisik.
Anaerobno disanje
Ovo disanje biljaka događa se uz pomoć mikroorganizama koji žive na stanicama biljke. Oni ne koriste molekularni kisik za oksidaciju tvari. Potrebna im je dušična sol, ugljen i sumporkiselina, koja se tijekom dugih procesa pretvara u reducirane spojeve. Potrebna energija postiže se cijepanjem složenih molekula organskih tvari na najjednostavnije. Konačni akceptori elektrona su karbonati, sulfati i nitriti. Dušikova sol, sumporna kiselina i ugljična kiselina pretvaraju se u reducirajuće spojeve.
Korijenski sustav
Sastavni dio procesa je disanje korijena biljaka. Za aktivan rast, predstavnici flore trebaju svježi zrak koji ulazi u korijenski sustav. Takvo disanje provodi se uz pomoć kisika koji cirkulira u velikim porama.
Uz nekapilarnu poroznost tijekom dugotrajnih pljuskova ili viška vlage u posudi, tlo je prezasićeno vlagom. Tijekom tog razdoblja korijenski sustav doživljava gušenje. Neke podvrste biljaka mogu disati zahvaljujući kisiku otopljenom u vlazi. U tom slučaju, protok vode mora cirkulirati ili teći. Uz ustajalu vlagu, korijenje predstavnika flore ne dobiva potreban kisik.
U prihvatljivim uvjetima, prilikom disanja, biljka apsorbira ugljični dioksid. Ali u stagnirajućem režimu, ne može provesti punopravnu razmjenu plina. Rast se značajno usporava. U odnosu na dušik, razina kisika je smanjena za 21%. Zaustavlja se korištenje mineralnih resursa tla. Biljka hvata zrak koji dolazi iz lišća, stabljike i kore biljke.
Značenje daha
Disanje u biljkama se događa ustanica organa i glavni je proces metabolizma. Energija koja se oslobađa tijekom disanja troši se na rast i aktivnost predstavnika flore.
Disanje biljaka uspoređuje se s fotosintezom. Proces prolazi kroz nekoliko faza. Organski spojevi nastaju u srednjim fazama. Koriste se u metaboličkim reakcijama. To uključuje pentoze i organske kiseline, koje nastaju tijekom respiratornog propadanja. Stoga se disanje smatra izvorom metabolita.
Dišni sustav se smatra dobavljačem energetskih ekvivalenata NADPH i ATP. Biljke oslobađaju kisik kada dišu. U tom procesu predstavnici flore formiraju vodu. Kada je biljka dehidrirana, ona je štiti od smrti.
Ponekad se energija daha može osloboditi kao toplina. U tom slučaju, respiratorni proces će dovesti do nepotrebne potrošnje suhe tvari. Jačanje procesa disanja za samu biljku daleko je od koristi u svim slučajevima.
