Materia anorganică (H2S, NH3, etc.)
Notă: conform lui E. Libbert, 1976.
În 1959, oamenii de știință germani și americani au reușit să efectueze o sinteză artificială completă de clorofilă, dar nu a fost posibilă realizarea procesului artificial. Acestea sunt probleme globale ale viitorului.
Disipierea (respirația)
Disimilarea este împărțirea substanțelor organice cu eliberarea energiei conținute în ele. În plante, există două forme principale de disimilare: respirație și fermentație.
Respirația este un proces oxidant, în care O2 este absorbit și CO2 este eliberat. Primele observații ale procesului de absorbție a O2 sunt asociate cu numele lui N.Sossur. S-a stabilit că uneori, în ceea ce privește suculurile, produsele de respirație nu pot fi acizi organici, ci CO2 și H2O. Acesta este un proces aerobic. Fermentația este un proces anaerob, termenul fiind introdus de SP. Kostychev. În 1902, Palladii a reușit să demonstreze că prin respirația anaerobă, CO2 este eliberat prin îndepărtarea hidrogenului din acizi organici. Respirația nu este doar un semn exterior al vieții (ciclul de CO2 și O2 între plante și mediu). Acesta este procesul central de viață pe care se bazează întregul mecanism complex al fenomenelor vieții. În timpul respirației, nu se eliberează numai energie, ci se utilizează un număr de produse metabolizate intermediare, utilizate de către uzină pentru sinteza substanțelor secundare. Aceasta este o caracteristică specifică a disimilației organismului plantelor.
Substraturile principale ale respirației și fermentare sunt glucide. Atunci când respirația materialul organic este complet convertit în anorganice finale produse energetice sărace (CO2 și H2O) și în care producția de energie este mare (practic egal cu numărul de calorii consumate pe sinteza de 1 mol de glucoza. Respirație proces energetic perfect.
Când materialul organic fermentat nu împărțit la sfârșitul anului, și se acumulează alimente bogate în energie (etanol, lactic, butiric, și alții. acid). substrat respirator poate fi tot felul de nutrienți de înlocuire, dar substraturi macromoleculari divizare precede hidroliza lor: hidrolizate polizaharide și dizaharide la glucoză și alte monozaharide, grăsimi - în glicerol și acizi grași, proteine și - la aminoacizi. Scindarea de carbohidrați în timpul respirației include două procese:
Separarea secvențială a substraturilor sub efectul oxidoreductazelor, ale căror coenzime se leagă de hidrogen, care este îndepărtat din substrat (oxidare). Acest proces începe în citoplasmă și se termină în mitocondrii.
Oxidarea treptată a hidrogenului legat de coenzime în mitocondriile.
Ecuația totală de respirație:
Fermentația este un tip mai vechi și energetic mai puțin rațional de disimilare decât respirația. Este caracteristică pentru cele mai simple microorganisme, bacterii heterotrofice și ciuperci. Comparativ cu respirația, este mai puțin avantajos din punct de vedere energetic, deoarece se consumă mult mai mult substrat în timpul fermentației decât în respirație pentru a obține aceeași cantitate de energie. În fermentația alcoolică de la 1 g. Mole de glucoză, doar 56 kcal de energie este eliberat. Ecuația generală de fermentare:
Respirația anaerobă a plantelor a fost descoperită de Pasteur și a fost studiată în special de SP Kostychev.
De mult timp, numeroși cercetători au crezut că respirația și fermentația sunt procese complet independente și se desfășoară independent una de cealaltă. Legătura genetică între fermentație și respirație este expusă și argumentată convingător în scrierile sale de către Acad. SP Kostychev (1909-1912), după cum reiese din următoarele scheme (figurile 170, 171).
Relația genetică dintre respirație și fermentație. Pentru respirație și fermentație, descompunerea glicolitice a glucozei este obișnuită înainte de formarea acidului piruvic (Figura 171).
Etapa I - activarea zahărului prin fosforilarea sa - formarea esterilor fosforici. Acest proces este realizat cu participarea unei enzime de hexokinază.
Stadiul II - dezintegrarea hexozelor în două trioze și formarea aldehidei fosfoglicerolice (1).
Etapa III - formarea acidului fosfogliceric (2) - singura reacție de oxidare în timpul fermentației.
etapa IV - defosforilare acidului phosphoglyceric pentru a forma H2O și ATP și acid formă enolpirovinogradnoy (3).
A cincea etapă este tranziția la forma ceto (4).
Etapa VI - procesul de decarboxilare a acidului piruvic și formarea acetaldehidei (5).
Aceasta conchide unitatea procesului de fermentare și respirație.
Când recuperarea acetaldehida folosind forme dehydrogenases alcool - produsul final al fermentației alcoolice și oxidarea acetaldehidei, implicate în ciclul acizilor tricarboxilici și dicarboxilici (ciclul Krebs) cu evoluția CO2 și etapa de respirație H2 O-finala.