Zat apa saja yang terbentuk pada saat respirasi. Respirasi tumbuhan. Pertumbuhan dan respirasi tanaman

Respirasi merupakan proses penting pertukaran gas antara tubuh manusia dan lingkungan. Darah adalah pembawa gas. Ini mengandung pigmen khusus - hemoglobin, yang mengangkut oksigen dan karbon dioksida.

Di dalam sel, oksigen berpartisipasi dalam proses metabolisme, di mana energi dilepaskan dan air serta produk pemecahannya terbentuk. Ini adalah serangkaian proses pertukaran gas yang terjadi di dalam tubuh. Tubuh manusia “mengambil” oksigen dari udara, yang masuk ke organ dan sel, dan sebagai imbalannya “memberikan” karbon dioksida yang dihasilkan.

Saat istirahat, seseorang menghirup dan menghembuskan 0,5 liter udara setiap kali. Rata-rata, 16 napas diambil per menit. Saat melakukan pekerjaan fisik, lebih banyak udara yang digunakan.

Proses pernapasan

Pernapasan merupakan proses fisik dan kimia yang terdiri dari tahapan yang kompleks. Dengan sedikit menyederhanakan semua tahapan ini, pernapasan dapat dibagi menjadi eksternal, internal, dan seluler.

Respirasi eksternal adalah menghirup dan menghembuskan udara. Udara masuk ke paru-paru melalui saluran pernafasan (hidung, faring, trakea, bronkus). Melewati saluran pernapasan, ia dibersihkan, dihangatkan dan dilembabkan.

Proses pernafasan diatur oleh pusat pernafasan yang terletak di medula oblongata: pada saat menarik nafas, udara masuk ke paru-paru, sedangkan tulang rusuk dan diafragma naik. Pernafasan segera menyusul. Saat Anda mengeluarkan napas, tulang rusuk dan diafragma turun.

Saat Anda mengeluarkan napas, otot perut Andalah yang pertama kali diaktifkan. Setelah pernafasan, pernapasan berhenti untuk waktu yang sangat singkat. Pada saat ini terjadi pertukaran gas di alveoli dan pembuluh darah paru-paru. Sel darah merah yang masuk ke kapiler mengeluarkan karbon dioksida dan kemudian mengambil oksigen, yang kemudian didistribusikan kembali ke seluruh tubuh.

Pertukaran gas (seperti semua proses pernapasan lainnya dalam tubuh manusia) yang terjadi di paru-paru ditentukan oleh konsentrasi gas yang berbeda. Pertama, pembuluh darah kecil di paru-paru mengandung karbon dioksida dalam jumlah tinggi, sehingga masuk ke alveoli paru-paru, di mana konsentrasinya dapat diabaikan. Kandungan oksigen di alveolus paru-paru jauh lebih tinggi dibandingkan di dalam darah, sehingga dari sana masuk ke dalam darah.

Respirasi internal (jaringan) berkaitan erat dengan respirasi eksternal. Darah jenuh dengan oksigen memasuki jaringan melalui arteri, dari mana oksigen memasuki cairan jaringan. Pada saat yang sama, karbon dioksida (karbon dioksida terlarut) memasuki darah, yang bergerak melalui pembuluh darah kembali ke paru-paru.

Dari cairan jaringan, oksigen masuk ke sel-sel tubuh. Oksigen dibutuhkan untuk “membakar” nutrisi yang masuk ke dalam sel bersama dengan darah. Dalam proses biologis "pembakaran" (oksidasi) ini, apa yang disebut enzim (enzim) mengambil bagian - protein mengikuti satu sama lain, "mentransfer" oksigen satu sama lain sampai nutrisi "terbakar" sepenuhnya.

Terakhir, oksigen bergabung dengan atom hidrogen yang tercipta melalui proses “pembakaran” untuk membentuk air. Selain itu, selama oksidasi, energi (panas) dilepaskan dan produk akhir pemecahannya adalah karbon dioksida, yang meninggalkan sel dalam bentuk karbon dioksida dan kembali memasuki paru-paru bersama darah, dari mana ia dihembuskan.

Pusat pernapasan terletak di medula oblongata. Ia bertindak bersama dengan struktur perantara otak, memastikan pelaksanaan gerakan pernapasan dan proses pernapasan itu sendiri. Saat melakukan pekerjaan fisik yang berat, konsentrasi karbon dioksida meningkat, oleh karena itu, untuk mengembalikan keseimbangan, kebutuhan oksigen meningkat dan pernapasan menjadi lebih cepat. Meskipun pernapasan adalah proses yang tidak disengaja, hal itu dapat dilakukan sesuai keinginan Anda. Namun, jika pernapasan menjadi terlalu cepat, karbon dioksida dikeluarkan dari darah terlalu cepat, sehingga dapat menyebabkan terhentinya pernapasan.

Ventilasi mungkin terganggu karena penyempitan saluran udara; penurunan jumlah lendir pada permukaan pernapasan paru-paru; gangguan peredaran darah paru. Pernapasan juga dapat terganggu karena perubahan komposisi udara yang dihirup atau adanya zat berbahaya di udara.

Menurut biologi, respirasi tumbuhan dan hewan merupakan proses yang unik dan universal. Ia bertindak sebagai properti integral dari setiap organisme yang menghuni bumi. Selanjutnya mari kita perhatikan bagaimana respirasi tumbuhan terjadi.

Biologi

Kehidupan organisme, seperti manifestasi aktivitasnya, berhubungan langsung dengan konsumsi energi. Respirasi tumbuhan, nutrisi, organ, fotosintesis, pergerakan dan penyerapan air dan senyawa-senyawa penting, serta banyak fungsi yang berhubungan dengan pemenuhan kebutuhan yang diperlukan secara terus-menerus. Organisme memerlukan energi. Itu berasal dari senyawa nutrisi yang dikonsumsi. Selain itu, tubuh membutuhkan zat plastik yang berfungsi sebagai bahan pembangun sel. Pemecahan senyawa-senyawa tersebut, yang terjadi selama proses pernapasan, disertai dengan pelepasan energi. Ini memastikan kepuasan kebutuhan vital.

Pertumbuhan dan respirasi tanaman

Kedua proses ini berkaitan erat satu sama lain. Respirasi penuh tanaman memastikan perkembangan aktif tubuh. Prosesnya sendiri disajikan sebagai sistem yang kompleks, termasuk banyak reaksi redoks yang digabungkan. Selama proses tersebut, sifat kimia senyawa organik diubah dan energi yang ada di dalamnya digunakan.

Ciri-ciri umum

Respirasi sel tumbuhan merupakan proses oksidatif yang terjadi dengan partisipasi oksigen. Selama itu terjadi pemecahan senyawa, yang disertai dengan pembentukan produk yang aktif secara kimia dan pelepasan energi. Persamaan keseluruhan untuk keseluruhan proses terlihat seperti ini:

С6Н12О6 + 602 > 6С02 + 6Н20 + 2875 kJ/mol

Tidak semua energi yang dikeluarkan dapat digunakan untuk mendukung proses vital. Tubuh terutama membutuhkan bagian yang terkonsentrasi pada ATP. Dalam banyak kasus, sintesis adenosin trifosfat didahului dengan terbentuknya perbedaan muatan listrik pada membran. Proses ini dikaitkan dengan perbedaan konsentrasi ion hidrogen pada sisi yang berbeda. Menurut data modern, tidak hanya adenosin trifosfat, tetapi juga gradien proton bertindak sebagai sumber energi untuk menjamin kehidupan sel. Kedua bentuk tersebut dapat digunakan untuk mengaktifkan proses sintesis, penyediaan, pergerakan senyawa nutrisi dan air, serta pembentukan beda potensial antara lingkungan luar dan sitoplasma. Energi yang tidak disimpan dalam ATP dan gradien proton sebagian besar hilang sebagai cahaya atau panas. Tidak ada gunanya bagi tubuh.

Mengapa proses ini diperlukan?

Apa pentingnya respirasi pada tumbuhan? Proses ini dianggap penting bagi kehidupan tubuh. Energi yang dilepaskan selama respirasi digunakan untuk menumbuhkan dan mempertahankan bagian tanaman yang sudah berkembang dalam keadaan aktif. Namun, bukan itu saja poin-poin yang menentukan pentingnya proses ini. Mari kita perhatikan peran utama respirasi tumbuhan. Proses ini, sebagaimana disebutkan di atas, merupakan reaksi redoks yang kompleks. Itu terjadi dalam beberapa tahap. Pada tahap peralihan terjadi pembentukan senyawa organik. Mereka kemudian digunakan dalam berbagai reaksi metabolisme. Di antara senyawa antara, pentosa dan asam organik dapat dibedakan. Respirasi tanaman dengan demikian merupakan sumber banyak metabolit. Dari persamaan keseluruhan terlihat bahwa air juga terbentuk selama proses ini. Dalam kondisi dehidrasi dapat menyelamatkan tubuh dari kematian. Singkatnya, respirasi adalah kebalikan dari fotosintesis. Namun, dalam beberapa kasus, proses-proses ini saling melengkapi. Mereka berkontribusi terhadap pasokan energi setara dan metabolit. Dalam beberapa kasus, ketika energi dilepaskan dalam bentuk panas, respirasi tanaman menyebabkan hilangnya bahan kering yang tidak berguna. Oleh karena itu, peningkatan intensitas proses ini tidak selalu bermanfaat bagi tubuh.

Keunikan

Tumbuhan bernafas sepanjang waktu. Selama proses ini, organisme menyerap oksigen dari atmosfer. Selain itu, mereka menghirup O2, yang terbentuk di dalamnya sebagai hasil fotosintesis dan tersedia di ruang antar sel. Pada siang hari, oksigen terutama masuk melalui stomata pucuk dan daun muda, lentisel batang, dan kulit akar. Pada malam hari, hampir semua tanaman tertutup. Selama periode ini, tumbuhan menggunakan oksigen untuk respirasi, yang terakumulasi di ruang antar sel dan terbentuk selama fotosintesis. Oksigen yang masuk ke dalam sel mengoksidasi senyawa kompleks organik yang ada di dalamnya, mengubahnya menjadi air dan karbon dioksida. Dalam hal ini, energi yang dihabiskan untuk pembentukannya selama fotosintesis dilepaskan. Karbon dioksida dikeluarkan dari tubuh melalui permukaan sel akar muda, lentil, dan stomata.

Eksperimen

Untuk memastikan respirasi tumbuhan benar-benar terjadi, Anda dapat melakukan hal berikut:

Bagaimana cara menggunakan pengetahuan yang diperoleh?

Dalam proses bercocok tanam, tanah menjadi padat, dan kandungan udara di dalamnya berkurang secara signifikan. Untuk meningkatkan aliran proses kehidupan, tanah dilonggarkan. Tanaman yang tumbuh di tanah berawa (sangat lembab) terutama mengalami kekurangan oksigen. Peningkatan pasokan O2 dicapai dengan mengeringkan lahan. Proses pernafasan dipengaruhi secara negatif oleh debu yang menempel pada daun. Partikel kecil padat menyumbat stomata, yang secara signifikan menghambat aliran oksigen ke daun. Selain itu, kotoran yang masuk ke udara ketika berbagai jenis bahan bakar dibakar di perusahaan industri juga mempunyai dampak yang merugikan. Oleh karena itu, pada penataan kawasan perkotaan biasanya ditanam pohon yang tahan terhadap debu. Ini, misalnya, termasuk kastanye kuda, linden, ceri burung, dan poplar. Selama penyimpanan biji-bijian, perhatian khusus harus diberikan pada kadar airnya. Faktanya adalah ketika levelnya meningkat, intensitas pernapasan meningkat. Hal ini, pada gilirannya, berkontribusi pada fakta bahwa benih mulai menjadi sangat hangat karena panas yang dihasilkan. Hal ini, pada gilirannya, berdampak negatif pada embrio - mereka mati. Untuk menghindari akibat tersebut, benih yang disimpan harus dalam keadaan kering. Ruangan itu sendiri harus berventilasi baik.

Kesimpulan

Oleh karena itu, respirasi tanaman sangat penting untuk memastikan perkembangan normalnya pada setiap tahap. Tanpa proses ini, mustahil tidak hanya menjamin berfungsinya tubuh secara normal, tapi juga membentuk seluruh bagiannya. Selama respirasi, senyawa-senyawa penting terbentuk, yang tanpanya keberadaan tanaman tidak mungkin terjadi. Proses multi-tahap yang kompleks ini merupakan penghubung utama dalam seluruh kehidupan organisme mana pun. Pengetahuan tentang hal ini membantu memastikan kondisi yang tepat untuk menanam dan menyimpan tanaman budidaya, mencapai hasil tinggi dari biji-bijian dan tanaman pertanian lainnya. Diketahui bahwa pernapasan menghasilkan panas. Di dekat beberapa tanaman, suhu udara bisa naik lebih dari 10 derajat. Properti ini digunakan oleh manusia untuk berbagai keperluan.

Pembuangan zat berbahaya dari tubuh terjadi melalui pernafasan, keringat, urin, feses, melalui muntah, obat pencahar dan sejumlah prosedur medis. Retensi berlebihan zat berbahaya di dalam tubuh dan penumpukannya menyebabkan hilangnya nafsu makan dan menyebabkan penyumbatan.

Jadi, dengan rasa haus, mulut kering, pusing, sakit jantung, dan kehilangan ingatan muncul. Jika pemisahan air liur dan dahak terganggu, timbul penyakit, tenaga hilang, dan nafsu makan hilang. Bila bersin tertunda, kepekaan menjadi tumpul, muncul sakit kepala, kram pada otot-otot anggota badan dan bagian belakang kepala, serta mulut melengkung dan rahang menggantung. Saat menahan menguap, akibat yang sama terjadi seperti saat menunda bersin. Kelaparan menyebabkan pusing dan lemas. Asam laktat yang berlebihan menyebabkan kelelahan pada tubuh. Penumpukan gas menyebabkan sembelit, tumor, kolik usus, mengganggu penglihatan, menyebabkan kedinginan, dan berbagai penyakit jantung. Ketika tinja tertahan, sakit kepala dan kontraksi kejang pada lengan dan kaki dapat terjadi. Ketika urin tertahan, batu terbentuk. Ketika sperma tertahan, buang air kecil menjadi sulit, prostatitis dan impotensi berkembang. Kurang tidur menyebabkan sering menguap, lemas, kepala terasa berat, gangguan pencernaan, dan mata menjadi gelap.

Jika gangguan ini terjadi, Anda harus berpuasa, menghirup asap lidah buaya melalui mulut dan berkumur dengan rebusan lidah buaya. Anda juga dapat membersihkan tubuh dengan muntah dan obat pencahar, tetapi obat ini dikontraindikasikan “untuk orang dengan jaringan lunak perut bagian bawah yang melemah. Hippocrates merekomendasikan untuk menginduksi muntah tidak lebih dari dua kali berturut-turut dalam sebulan

gangguan pencernaan, membersihkan lambung (bagaimanapun juga, lambung tidak memiliki faktor pembersih seperti empedu untuk usus), dan juga meredakan rasa berat di kepala, menjernihkan penglihatan, menguatkan tubuh, dan membantu mengatasi bisul yang terbentuk di ginjal. dan kandung kemih. Ini adalah obat yang ampuh untuk penyakit kusta, kulit yang buruk dan epilepsi lambung, penyakit kuning, parkinsonisme dan kelumpuhan. Ini juga merupakan pengobatan yang sangat baik untuk pasien dengan lichen. Muntah dilakukan sebulan sekali saat perut sudah kenyang, tanpa memperhatikan frekuensi tertentu. Setelah muntah, sebaiknya bilas mulut dan wajah Anda dengan cuka yang diencerkan dengan air untuk menghilangkan rasa berat di kepala.

Obat pencahar tidak boleh diminum jika ada kelebihan kering di usus (seperti yang terjadi pada sembelit); massa padat harus dikeluarkan terlebih dahulu menggunakan enema atau zat pengencer.

Misalnya, menggunakan sauna selama beberapa hari sebelum mengonsumsi obat pencahar memiliki efek mengencerkan kelebihannya, namun perlu ada jeda waktu yang singkat antara mengunjungi sauna dan meminum obat. Rebusan pencahar sebaiknya diminum hangat-hangat, lalu hangatkan perut dan kaki, dan gerakkan sedikit. Dalam hal ini, Anda harus minum sedikit air panas secara berkala dalam jumlah yang tidak mengganggu kerja obat. Siapapun yang telah meminum obat pencahar sebaiknya tidak makan atau minum sampai obatnya habis. Anda tidak bisa tidur saat ini. Bau mulut akibat obat yang diminum dihilangkan dengan bubuk oatmeal barley. Lebih bermanfaat meminum obat pencahar di musim semi atau musim gugur.

Rincian lebih lanjut tentang prosedur pembersihan dijelaskan di bagian “Prosedur Terapi”.

Pengobatan Tibet mengidentifikasi sejumlah prinsip umum menjaga kesehatan:

Jaga kebersihan tubuh dan sering-seringlah mandi. Mandi meningkatkan gairah, kekuatan, memperpanjang umur, membersihkan keringat, kotoran, bau, menghilangkan rasa lelah, menghilangkan dahaga dan panas;

Jagalah kemurnian lidah dan jiwamu, jauhkanlah dosa-dosa darinya. Tolaklah perbuatan buruk, betapa pun besarnya hal itu menyemangatimu, lakukanlah perbuatan baik, betapa pun besarnya hal itu menghalangimu. Jangan menganggap semua yang Anda dengar sebagai kebenaran, tetapi periksalah secara menyeluruh. Ucapkan semua yang Anda dengar pada diri Anda sendiri dan buatlah kesimpulan singkat. Jangan dengarkan wanita, berikan kata-katamu dengan serius;

Jangan bersembunyi dari mereka yang mencintai dan setia, bicaralah secara terbuka. Bersikaplah lambat namun tegas, berkomunikasilah dengan damai dan cepat. Jangan biarkan musuhmu tumbang, tapi tenangkan mereka dengan cara yang mulia. Jagalah persahabatan, kasih sayang, jangan lupakan perbuatan baik. Hormati guru, ayah, paman, dan semua orang tua pada umumnya. Hiduplah dengan pikiran dan hati yang selaras dengan sesama saudara, saudara, dan sahabat;

Akui kesalahan dan kekalahan Anda, dan jika Anda menang, kendalikan diri. Jika Anda bijaksana, jangan sombong, dan jika Anda kaya, ketahuilah kapan harus berhenti. Jangan menginjak-injak orang rendahan, jangan iri pada orang tinggi. Hindari persahabatan dan permusuhan dengan bajingan. Jangan ambil pusing dengan urusan orang lain;

Waspadalah terhadap kesalahan dan dosa. Agar tidak bertaubat di kemudian hari, jangan berikan kekuasaan kepada orang jahat. Jangan sia-siakan kekuatan mental Anda, tetapi berwawasan luas. Bantulah mereka yang menderita, sakit, dan miskin dengan cara apa pun yang Anda bisa. Perlakukan semua orang, dimulai dengan cacingan, seperti Anda memperlakukan diri sendiri. Tersenyumlah dengan jujur ​​dan tulus, bicaralah secara langsung.

Respirasi adalah proses fisiologis universal yang melekat pada semua organisme hidup: bakteri, hewan, tumbuhan.

Pada tumbuhan, respirasi melakukan dua fungsi biologis penting. Pertama, ia menyediakan energi bagi tanaman dalam bentuk ATP. Kedua, respirasi adalah proses multi-langkah di mana banyak zat antara terbentuk, yang dengan sendirinya berharga untuk metabolisme tanaman. Mereka diarahkan pada reaksi biokimia tertentu. Fungsi respirasi ini dapat didefinisikan sebagai penciptaan dana metabolisme tumbuhan.

Persamaan keseluruhan proses pernapasan adalah sebagai berikut:

Persamaan ini, yang hanya menunjukkan produk awal dan akhir dari proses tersebut, menunjukkan bahwa respirasi adalah oksidasi bahan organik, di mana bahan organik kompleks dipecah menjadi karbon dioksida dan air untuk menghasilkan energi kimia.

Selama respirasi, terjadi pemecahan zat organik, dan oleh karena itu esensi biokimia dari respirasi adalah kebalikan dari fotosintesis. Jadi, produk proses fotosintesis dikonsumsi melalui dua saluran: bagian utama zat organik yang terbentuk selama fotosintesis diarahkan ke konstruksi tubuh tumbuhan itu sendiri, dan saluran lainnya (lebih kecil, lebih sering) dimasukkan ke dalam proses pernapasan. untuk melepaskan energi yang terikat pada zat tersebut.

Energi yang dikeluarkan selama proses respirasi sebagian dilepaskan dalam bentuk panas, dan sebagian lagi disimpan dalam bentuk energi kimia, yang diikat dan disimpan dalam bentuk ATP. Proses ini disebut fosforilasi oksidatif . Ini sesuai dengan persamaan:

Sintesis ATP dan pengisiannya dengan energi adalah fungsi utama dari proses pernapasan. Skema pada Gambar. Gambar 3.13 menunjukkan berbagai tugas yang diselesaikan selama respirasi tanaman akibat produksi ATP.

Selama respirasi, zat organik dikonsumsi, dan berat tanaman berkurang. Jadi, misalnya sebutir jagung hidup 0,529 g saat disemai, maka setelah dua hari berkecambah beratnya hanya 0,290 g. Selama waktu tersebut, ia menghabiskan hampir 45% cadangan nutrisinya untuk respirasi.

Pernapasan juga menyebabkan perubahan komposisi udara di sekitar tumbuhan. Jumlah oksigen berkurang (dikonsumsi selama bernafas), dan jumlahnya

Beras. 3.13.

karbon dioksida meningkat (dilepaskan saat bernafas). Respirasi juga dikaitkan dengan produksi energi panas. Biasanya yang dikeluarkan sedikit, namun pada saat respirasi benih yang berkecambah, jumlah panas yang dikeluarkan bisa sangat besar sehingga benih memanas hingga suhu 60-90 °C.

Lokalisasi pernapasan

Berbeda dengan hewan dan manusia, tumbuhan tidak memiliki organ atau struktur khusus yang menjalankan fungsi respirasi. Ini dilakukan oleh semua sel hidup, di dalam protoplasnya terdapat organel khusus yang bertanggung jawab untuk fungsi pernapasan - mitokondria, jumlahnya dalam satu sel berkisar antara 50 hingga 5000 buah.

Kimia nafas

Respirasi adalah proses redoks kompleks yang terjadi dalam beberapa tahap. Selama periode ini, bahan pernapasan awal dioksidasi secara berurutan melalui sistem reaksi yang saling berhubungan dengan pelepasan energi. Energi, seperti disebutkan di atas, digunakan untuk sintesis ADP.

Tergantung pada sifat bahan pernafasan, ciri genetik tumbuhan dan faktor lainnya, respirasi dapat dilakukan dengan berbagai cara. Selama oksidasi karbohidrat, yang lebih sering terjadi pada tumbuhan, respirasi terjadi dalam dua tahap berturut-turut.

Pada tahap pertama, bahan pernapasan awal dioksidasi dalam kondisi bebas oksigen, yaitu kondisi anaerobik, menjadi asam piruvat. Proses ini disebut glikolisis. Pada tahap kedua, asam piruvat dioksidasi menjadi karbon dioksida dengan partisipasi oksigen, yaitu dalam kondisi aerobik. Proses ini ditemukan dan dipelajari oleh ilmuwan Inggris asal Jerman G. Krebs. Untuk pencapaian ini, ilmuwan tersebut menerima Hadiah Nobel pada tahun 1953, dan disebut sebagai kompleks transformasi itu sendiri Siklus krebs .

Glikolisis . Glikolisis diwakili oleh serangkaian reaksi berurutan. Itu tidak terlokalisasi di mitokondria, tetapi biasanya di sitosol sel. Skema umum transformasi zat selama glikolisis ditunjukkan pada Gambar. 3.14.

Selama glikolisis, glukosa terlebih dahulu mengalami proses fosforilasi dengan pembentukan glukosa fosfat dengan mengonsumsi satu molekul ATP, meningkatkan reaktivitasnya, dan kemudian diubah menjadi fruktosa fosfat menggunakan enzim isomerase. Fruktosa fosfat mengalami fosforilasi sekali lagi untuk membentuk fruktosa difosfat. Proses ini membutuhkan molekul ATP lain.

Tahap glikolisis selanjutnya terdiri dari pembelahan fruktosa difosfat oleh enzim aldolase menjadi dua triosa - fosfogliseraldehida dan fosfodioksiaseton. Kedua zat ini dapat saling diubah satu sama lain di bawah aksi isomerase yang sesuai, sehingga rasionya selalu dipertahankan pada 1:1, dan saat fosfogliseraldehida dikonsumsi, dananya diisi ulang oleh fosfodioksiaseton.

Selanjutnya, hanya fosfogliseraldehida yang terlibat dalam proses oksigenasi. Di bawah pengaruh kompleks enzim yang mengandung enzim khusus fosfogliserol-aldehida dehidrogenase, ia dioksidasi tanpa partisipasi oksigen atmosfer dengan fosforilasi tambahan secara simultan menjadi asam difosfogliserat.

Beras. 3.14.

Asam difosfogliserat, dalam proses transformasi lebih lanjut, mengalami defosforilasi dengan sintesis molekul ATP dan diubah menjadi asam piruvat. Akibat glikolisis, dua molekul asam piruvat terbentuk dari satu molekul monosakarida. Karbon dioksida tidak dilepaskan pada tahap pertama proses pernapasan ini. Keluaran energi bersih glikolisis adalah dua molekul ATP.

Siklus krebs. Dalam siklus Krebs, asam piruvat mengalami serangkaian transformasi siklik, di mana beberapa asam tri dan dikarboksilat terbentuk. Skema umum transformasi kimia zat dalam siklus Krebs ditunjukkan pada Gambar. 3.15.

Beras. 3.15.

Peran penting dalam fase respirasi aerobik dimainkan oleh reaksi dekarboksilasi, yang menyebabkan pemendekan rantai atom karbon dalam asam piruvat dan pelepasan karbon dioksida. Reaksi lebih lanjut dari siklus Krebs dikaitkan dengan pemulihan pasokan asam oksaloasetat, yang diperlukan untuk dimasukkannya asam asetat dalam reaksi siklik. Secara total, oksidasi satu molekul asam piruvat melepaskan tiga molekul CO2.

Mata rantai utama dalam rantai transpor elektron adalah enzim oksidase reduktase. Semua enzim - peserta dalam rantai transpor elektron adalah bougie dengan pengecualian ubiquinone, yang bersifat kimia lipid.

Sebanyak 36 molekul ATP diproduksi dalam siklus Krebs. Bersama dengan glikolisis, ini menghasilkan 38 molekul ATP. Dengan mengambil nilai energi satu molekul ATP menjadi 7 kkal, kita melihat bahwa pernapasan melepaskan 266 kkal energi kimia dari bahan pernapasan.

Menilai ciri-ciri biokimia respirasi tumbuhan, perlu dicatat bahwa ia menyediakan energi kimia bagi tumbuhan dan menghubungkan berbagai bagian metabolisme tumbuhan. Ciri penting respirasi tumbuhan adalah polifungsinya, yang terdiri dari kemampuan menarik berbagai zat dari karbohidrat hingga protein untuk disimilasi oksidatif.

Fungsi biokimia respirasi, seperti disebutkan di atas, tidak terbatas pada produksi energi untuk tumbuhan. Proses ini mewakili salah satu mata rantai utama dalam metabolisme, mengonsumsi berbagai macam metabolit dan pada saat yang sama memasok sejumlah produk penting untuk metabolisme karbohidrat, lipid dan protein, yang digunakan untuk membangun senyawa organik kompleks. Pertama-tama, karena siklus Krebs, metabolisme karbohidrat, lipid dan protein saling berhubungan.

1. Gas manakah yang diserap dan manakah yang dikeluarkan pada saat respirasi?
2. Gas apa yang mendukung pembakaran?
3. Proses apa yang disebut fotosintesis?

Semua organisme hidup membutuhkan energi untuk berfungsi. Tumbuhan dan hewan menerimanya melalui proses respirasi.

Anda telah berkali-kali menyaksikan bagaimana kayu terbakar dalam api atau kompor. Ketika terbakar, sejumlah besar energi dilepaskan dalam bentuk panas dan cahaya. Dari mana asalnya? Saat terbakar, zat organik berinteraksi dengan oksigen. Zat organik kompleks terurai menjadi zat yang lebih sederhana. Dan energi cahaya yang digunakan tumbuhan selama fotosintesis untuk membentuk zat organik dilepaskan dalam bentuk panas dan cahaya.

Membakar mirip dengan bernapas. Namun pembakaran berlangsung sangat cepat, melepaskan sejumlah besar energi. Selama respirasi, penguraian zat organik terjadi secara bertahap, dalam beberapa tahap. Pada setiap tahap, sejumlah kecil energi dilepaskan, yang digunakan tubuh untuk berbagai proses vital. Dengan demikian, napas- suatu proses di mana organisme hidup menyerap oksigen dari lingkungan dan melepaskan karbon dioksida. Proses ini terjadi dengan pelepasan energi. Organisme yang berbeda melakukan pernapasan secara berbeda.

Pernapasan hewan. Organisme bersel tunggal, organisme multiseluler primitif (spons, coelenterata), dan sejumlah cacing bernafas, menyerap oksigen dari udara atau air ke seluruh permukaan tubuh. Respirasi melalui kulit menyumbang sekitar 50% pertukaran gas pada sebagian besar amfibi.

Ketika struktur tubuh menjadi lebih kompleks, berbagai kelompok hewan mengembangkan organ pernapasan khusus (Gbr. 52): insang(di sebagian besar invertebrata air, ikan, larva amfibi); batang tenggorok(pada serangga); paru-paru(pada moluska darat, amfibi, reptil, burung dan mamalia).

Beras. 52. Alat pernafasan hewan: a - insang ikan; b - trakea serangga; c - paru-paru amfibi

Respirasi tumbuhan. Pada tumbuhan, respirasi juga menyediakan kebutuhan oksigen seluruh jaringan dan sel. Organ tumbuhan yang sedang tumbuh bernafas paling intensif, sedangkan biji kering bernafas sangat lemah. Tumbuhan ini tidak memiliki organ pernapasan khusus. Di tumbuhan tingkat tinggi, peran utama dalam pertukaran gas dimainkan oleh stomata pada kulit daun dan batang berwarna hijau dan lentil lapisan kulit gabus (Gbr. 53). Pada tumbuhan besar, di antara sel-sel yang tersusun longgar terdapat ruang udara (ruang antar sel), tempat oksigen masuk ke dalam sel.

Beras. 53. Stomata (a), miju-miju (b)

Sebagian besar energi yang dihasilkan selama respirasi digunakan oleh tumbuhan untuk proses vital, dan sebagian kecil dilepaskan dalam bentuk panas. Bagian tanaman di atas tanah dikelilingi oleh udara. Ini lebih sulit bagi akar, karena oksigen di dalam tanah hanya setengahnya. Oleh karena itu, dalam budidaya tanaman, berbagai teknik digunakan untuk meningkatkan respirasi akar. Pembudidaya khusus menggemburkan tanah dan meningkatkan aliran udara ke akar.

Jawab pertanyaannya

1. Proses apa yang disebut pernapasan?
2. Apa pentingnya bernafas?
3. Alat pernafasan hewan apa yang kamu ketahui?
4. Bagaimana cara membuktikan bahwa tumbuhan bernafas?

Konsep baru

Napas. insang. Batang tenggorok. Paru-paru. stomata. Lentil.

Memikirkan!

Mengapa proses respirasi pada tumbuhan sulit dideteksi dalam cahaya?

Laboratorium saya

Di musim dingin, di bawah es di perairan tawar, seringkali tidak ada cukup oksigen dan oleh karena itu terjadi kematian ikan. Untuk menghindarinya, orang membuat lubang pada es atau memompa udara menggunakan pompa.

Eksperimen sederhana akan membantu Anda memastikan tanaman bernafas.

Pengalaman 1. Air dituangkan ke dalam dua bejana identik, di mana sejumlah kecil mineral yang dibutuhkan tanaman dilarutkan. Di setiap wadah, buncis, buncis atau tauge direndam bersama akarnya di dalam larutan dan diamankan. Larutan dalam salah satu bejana dijenuhkan dengan udara setiap hari menggunakan botol semprot. Bejana lainnya ditutup rapat dengan penutup agar udara tidak masuk ke dalamnya. Tanaman di wadah kedua mati setelah beberapa waktu. Menarik kesimpulan tentang penyebab kematian tumbuhan.

Pengalaman 2. Tuang air ke dasar stoples dan tambahkan biji kacang polong, buncis, atau gandum yang sedang berkecambah hingga 1/3 tingginya. Tutup toples rapat-rapat dengan penutupnya. Tuang biji kering dalam jumlah yang sama ke dalam toples lain. Simpan kedua toples pada suhu 20-25 °C.

Setelah sehari, turunkan serpihan yang terbakar ke dalam kedua stoples. Jelaskan mengapa dalam toples berisi biji kering serpihannya akan terbakar beberapa saat, tetapi dalam toples berisi biji yang berkecambah serpihannya akan langsung padam. Buatlah kesimpulan dari pengalaman tersebut.

Jadikan pengalaman lebih menantang: Tempatkan satu botol berisi benih yang berkecambah di lemari es dan botol lainnya di tempat yang hangat. Setelah satu atau dua hari, tambahkan serpihan yang membara ke dalam stoples berisi biji yang berkecambah. Di toples manakah obor akan padam dan mengapa? Tumbuhan bernafas lebih intensif di tempat yang hangat. Namun syarat utama untuk bernafas adalah adanya oksigen di udara.

Bagaimana seseorang memanfaatkan pengetahuan tentang respirasi tumbuhan dalam aktivitasnya? Untuk menyimpan benih di lumbung (lift), perlu dilakukan penyimpanan benih dalam keadaan kering. Ruangan harus berventilasi agar udara segar terus mengalir ke benih. Oleh karena itu, di lumbung, selain ventilasi alami melalui jendela dan pintu, ventilasi juga dilakukan dengan menggunakan peralatan listrik, sehingga gabah dapat disimpan selama beberapa tahun.

Pernapasan daun terhambat oleh lapisan debu yang menempel di atasnya dari udara. Partikel padat kecil menutup stomata dan menghalangi aliran udara di dalam daun. Oleh karena itu, tanaman dalam ruangan harus dibersihkan secara berkala dari debu.

Kotoran berbahaya di udara, akibat emisi dari perusahaan industri, juga berdampak negatif pada tanaman. Oleh karena itu, ketika lansekap kota besar dan kecil, ditanam tanaman yang tahan terhadap zat berbahaya dan debu udara (Gbr. 54). Poplar, linden, akasia kuning, oak dan beberapa tanaman lainnya memiliki khasiat seperti itu.

Beras. 54. Lansekap