ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ

Расстановка ударений: ДЫХА`НИЕ РАСТЕ`НИЙ

ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ, внутриклеточный ферментативный многоступенчатый процесс окисления органич. веществ (преим. углеводов), образовавшихся при фотосинтезе; сопровождается образованием разнообразных высокоактивных метаболитов для синтеза биомассы и освобождением энергии, к-рая используется для роста, развития и др. процессов жизнедеятельности растений. Освобождаемая при окислении энергия хранится в живых клетках в форме высокоэнергетич. химич. соединений, гл. обр. в форме аденозинтрифосфата (АТФ). Д. р. протекает непрерывно и присуще всем органам, тканям и клеткам. Обычно сопровождается поглощением кислорода, освобождением СО₂ и уменьшением сухой массы. Осн. материал для Д. р. — глюкоза. Суммарное уравнение Д. р. C₆H₁₂O₆ + 6O₂=6CO₂+6H₂O+686 ккал включает лишь начальные и конечные продукты. Расщепление глюкозы может идти разными путями. Гликолитич. путь, приводящий на первом этапе к расщеплению молекулы глюкозы на две молекулы триозы с последующим окислением их до пировиноградной к-ты, заканчивается или превращением их в спирт и в нек-рые органич. к-ты при недостатке кислорода (брожение), или полным окислением до СО₂ и H₂O в цикле трикарбоновых к-т (аэробное дыхание). Другой путь — пентозофосфатный — заключается в отщеплении СО₂ от молекулы глюкозы и преобразовании пентоз в 4 — 7-углеродные соединения, используемые для разл. синтезов (в т. ч. нуклеиновых к-т). В делящихся клетках меристемы, в закрытых чешуями почках, в массивных плодах из-за недостатка кислорода катаболизм глюкозы представлен брожением. В хорошо вентилируемых органах осуществляется аэробное дыхание гликолитическим или пентозофосфатным путём. Аэробное дыхание освобождает ок. 65% энергии полного окисления глюкозы, а анаэробное — лишь незначительная её часть. Изменение внешних условий может повлиять на химизм расщепления глюкозы. Так, при затоплении корней их аэробное дыхание заменяется брожением.

Д. р. изучают по поглощению О₂, выделению СО₂ или по потере сухой массы. При этом определяют интенсивность Д. р. — кол-во СО₂ или О₂, выделенное (поглощённое) единицей растит. материала в единицу времени, дыхат. способность — интенсивность дыхания при константных (оптимальных) температурных условиях, дыхат. коэффициент — отношение объёмов выделенного СО₂ и поглощённого 0₂, а также температурный коэффициент — степень увеличения интенсивности дыхания при повышении темп-ры на 10° С. Высокая интенсивность Д. р., как правило, коррелирует с хорошим их развитием. Растущие органы и ткани дышат в 2—4 раза сильнее сформированных. Наиболее активно дышат репродуктивные органы. Листья древесных пород в умеренном климате при 20°С имеют сравнительно низкую интенсивность дыхания (0,5 — 2,5 мг СО₂/дм² х ч); хвоя — ещё более низкую, причём однолетняя хвоя дышит интенсивнее многолетней. Дыхание листьев в 3—8 раз ниже интенсивности наблюдаемого фотосинтеза. Интенсивность дыхания ствола в расчёте на единицу поверхности может быть значительно больше, чем у листьев (1 — 20, иногда до 50 мг С0₂/дм² х ч и более), она неодинакова на разной высоте ствола и повышается в период роста годичного кольца. Интенсивность дыхания корневых систем молодых растений составляет для хвойных ок. 0,4—1,3, для лиственных 0,4—8,0 мг СО₂/г сырого в-ва (при темп-ре 20°С); у растущих кончиков корней она больше, чем у корневой системы в целом. Теневыносливые растения дышат слабее светолюбивых. Для высокогорных растений, адаптированных к пониженному парциальному давлению О₂, характерна повышенная интенсивность дыхания. Д. р. усиливается с повышением темп-ры (на каждые 10°С примерно в 2—3 раза), прекращаясь при 45—50°С. В тканях зимующих органов (почки листв. деревьев, хвоя) Д. р. продолжается (с резко сниженной интенсивностью) и при минусовых темп-pax. С окончанием периода активного роста растений дыхание ослабевает, что связано с процессом старения клеток и тканей.

Доля дыхания в балансе органич. в-ва у древесных растений составляет обычно не менее 50% брутто-продукции (см. Биологическая продуктивность).

Источники:

1. Лесная энциклопедия: В 2-х т./Гл.ред. Воробьев Г.И.; Ред.кол.: Анучин Н.А., Атрохин В.Г., Виноградов В.Н. и др. - М.: Сов. энциклопедия, 1985.-563 с., ил.