Поряд з фотосинтезом, дихання – найважливіший, необхідний процес, що протікає в рослинах. Він полягає в безперервному газообміні рослини з навколишнім середовищем шляхом поглинання кисню, окислення за його допомогою органічних речовин, виділення вуглекислого газу, води і великої кількості теплової енергії. Ця енергія витрачається на рух цитоплазми в клітинах, розвиток молодих тканин і органів, розмноження, тобто на ріст і розвиток рослини в цілому.
В якості органічних речовин, що використовуються рослиною для здійснення процесу дихання, служать в основному вуглеводи, білки і жири.
Інтенсивність дихання рослин
Інтенсивність дихання рослин – величина непостійна. Вона залежить від біологічного виду рослини, зовнішніх умов, від того, в яких рослинних органах воно протікає. Так, наприклад, найбільш високу інтенсивність дихання мають молоді органи і тканини рослин.
Дихання рослин посилюється з підвищенням температури навколишнього повітря, але до того рівня, при якому можлива її нормальна життєдіяльність. Для прикладу, оптимальна температура для дихання проростаючого насіння становить +30-40 °С. В цілому ж дихання у рослин відбувається в досить широкому температурному діапазоні. У зимуючих рослин дихання продовжується навіть при 20-25 °С морозу. При температурі понад +50 °С дихання, як правило, припиняється, оскільки білки цитоплазми згортаються.
Вплив світла на дихання рослин залежить насамперед від біологічних особливостей виду, але у більшості рослин у темряві дихання більш інтенсивне, ніж на світлі.
Великий вплив на дихання здійснює ступінь насиченості цитоплазми вологою. Наприклад, у сухого насіння дихання дуже слабке, внаслідок чого воно має здатність до тривалого зберігання. При збільшенні вологості насіння понад 14% його дихання значно зростає.
Спостерігається пряма залежність дихання від рівня вмісту кисню в повітрі, але невеликі його коливання помітного впливу на процес дихання рослин не роблять.
При підвищеному вмісті в повітрі вуглекислого газу процес дихання сповільнюється.
Таким чином, фотосинтез і дихання рослин поряд з корінними відмінностями мають певні риси подібності. Для обох процесів необхідна наявність води. Об’єднує ці процеси і те, що кожен з них здійснюється не однією, а кількома послідовними реакціями. Присутня також близькість хімічного складу проміжних продуктів, що утворюються на окремих етапах фотосинтезу і дихання.
Фотосинтез і дихання рослин необхідно розглядати як дві сторони єдиного процесу обміну речовин і обміну енергії. Найважливішою особливістю цих процесів є те, що для життєдіяльності самих зелених рослин витрачається лише невелика частина створюваних ними органічних сполук. Більша ж їх частина відкладається про запас до форми порівняно стійких до перетворень сполук.
Структура процесу дихання рослин
Весь процес дихання протікає в клітинах рослинного організму. Він складається з двох етапів, в ході яких складні органічні речовини розщеплюються на більш прості неорганічні – вуглекислий газ і воду. На першому етапі за участю спеціальних білків, які прискорюють процес (ферментів), відбувається розпад молекул глюкози. У підсумку з глюкози утворюються більш прості органічні сполуки і виділяється небагато енергії. Цей етап дихального процесу відбувається в цитоплазмі.
На другому етапі прості органічні речовини, що утворилися на першому етапі, взаємодіючи з киснем, окислюються – утворюють вуглекислий газ і воду. При цьому вивільняється багато енергії. Другий етап дихального процесу протікає тільки за участю кисню в спеціальних органелах клітини – мітохондріях.
Таким чином, в процесі дихання відбувається розщеплення більш складних органічних речовин на прості неорганічні сполуки - вуглекислий газ і воду. При цьому рослина забезпечується вивільненою енергією. Одночасно йде передача різних хімічних елементів з одних сполук до інших. Ці перетворення речовин в організмі називають обміном речовин. Обмін речовин – одна з важливих ознак життя.
Обмін речовин – це сукупність різних хімічних перетворень, що протікають в організмі і забезпечують ріст та розвиток організму, його відтворення і постійний контакт з навколишнім середовищем.
Обмін речовин пов’язує всі органи організму в єдине ціле. Разом з цим завдяки обміну речовин організм взаємодіє з навколишнім середовищем. З нього рослина поглинає речовини через коріння і листя і виділяє в середовище продукти своєї життєдіяльності. Дихання, як і харчування, необхідна умова обміну речовин, а значить, і життя організму.
Типи дихання
Тим часом процес дихання має характерну особливість. У ряді випадків дихання може відбуватися без надходження кисню. Таке дихання називається анаеробним (безкисневим). Воно спостерігається у вищих рослин. При відсутності кисню повітря рослинний організм продовжує якийсь час жити за рахунок кисню, що отримується від неповного розкладання органічної речовини до спирту і вуглекислоти. Але це дає рослині в 27 разів менше енергії, ніж у тих же умовах при нормальному, аеробному диханні.
У той же час для ряду нижчих організмів (деяких бактерій, одноклітинних грибів) анаеробне дихання є нормальним явищем. Ці організми можуть викликати молочнокисле, маслянокисле, оцтовокисле, спиртове та інші види бродіння, перебуваючи в безкисневому середовищі.
Дихання рослин і бродіння безпосередньо пов’язані між собою. Початкова фаза перетворення цукру є спільною для дихання і бродіння. Надалі, якщо проміжні продукти окислюються повністю, відбувається утворення вуглекислого газу і води. Якщо ж перетворення проміжних продуктів здійснюється в анаеробних умовах, то кінцевими продуктами цього процесу є спирт і вуглекислота.
Процес розкладання органічних речовин гнильними бактеріями, в результаті якого утворюються різноманітні кінцеві продукти (вода, вуглекислий газ, метан, сірководень, тощо), називається гниттям.
За матеріалами: renschen.ru.
Читайте також:
- Рослини-індикатори
- Акваріумні рослини
- Шкідники кімнатних рослин
- Вегетативне розмноження
- Летючі миші захищають рослини
