Кисневе дихання: відмінності між версіями

'''Дихання''' ({{lang-la|respiratio}}) — основна форма [[Катаболізм|дисиміляції]] у [[Тварини|тварин]], [[Рослини|рослин]] і багатьох [[Мікроорганізми|мікроорганізмів]]. Дихання — це [[Фізіологія|фізіологічний]] процес, що забезпечує нормальний перебіг ''[[метаболізм]]у'' (обміну речовин і енергії) живих [[організм]]ів і сприяє підтримці ''[[гомеостаз]]у'' (сталості внутрішнього середовища), отримуючи з довкілля кисень ([[кисень|O₂]]) і відводячи туди ж в газоподібному стані деяку частину продуктів метаболізму організму ([[Вуглекислий газ |CO₂]], [[Водяна пара |H₂O]] тощо). Залежно від інтенсивності обміну речовин людина виділяє черезкрізь [[легені]] в середньому близько 5–18 [[літр]]ів вуглекислого газу (CO₂), і 50 [[грам]]ів води на годину, а з ними — близько 400 інших домішок летючих з'єднань, у тому числі й [[Кетонові тіла|ацетон]]. У процесіході дихання багаті хімічною енергією речовини, що належать організму, [[Окиснення|окиснюються]] до бідних енергією кінцевих продуктів ([[Діоксид вуглецю|діоксиду вуглецю]] і води), використовуючи для цього молекулярний [[кисень]].

Під '''зовнішнім диханням''' розуміють [[газообмін]] між організмом і навколишнім середовищем, що включаєохоплює поглинання кисню і виділення вуглекислого газу, а також транспортдоправлення цих газів усередині організму по системівервечкою дихальних трубочок ([[трахейнодихаючі]] [[комахи]]) або в системі [[Кровообіг|кровообігу]].

[[Клітинне дихання]] включаєпередбачає біохімічні процеси транспортуванняпереміщення білків черезкрізь [[Клітка (біологія)|клітинні]] мембрани; а також власне окиснення в [[мітохондрія]]х, що приводить до перетворення хімічної енергії вна їжу.

УВ організмів, що мають великі площі поверхні, щоякі контактують із зовнішнім середовищем, дихання може відбуватися за рахунок дифузії газів безпосередньо до клітин черезкрізь пори (наприклад, ву листі рослин, ута порожнинних тварин). ПриЗа невеликійневеликої відносної площі поверхні, транспортобмін газів здійснюється за рахунокзавдяки циркуляції крові (у [[Хребетні|хребетних]] та інших) або в трахеях (у [[Комахи|комах]]).

Дихання виникло наприкінці [[Докембрій|докембрію]], близько 2&nbsp;млрд років тому, коли в [[Атмосфера Землі|атмосфері]] в результатівнаслідок життєдіяльності [[фотосинтез]]уючих організмів з'явився вільний кисень. До цього живі істоти використовували [[Анаероби|анаеробні]], безкисневі джерела енергії<ref>[http://fiziologiyaelib.umsa.edu.infoua/nozdrachev-kniga-vtorayabitstream/umsa/11243/9-1-evolyuciya-tipov-dyxaniya/Physiology_of_the_breathing_system_Module_2.html Физиология (рос.)]{{Недоступне посилання|date=липень 2019 |bot=InternetArchiveBot }}pdf</ref>.

Більшість рослин світлим часом доби виробляють кисень, але в їх клітинах йде і зворотний процес: кисень поглинається в процесі дихання. Вночі в кімнаті, щільно заставленій рослинами, можна спостерігати зниження концентрації кисню і збільшення концентраціїкількості вуглекислого газу. Річ у тім, що в живих клітинах рослин процес дихання відбувається цілодобово, хоча на світлі швидкістьстрімкість утворення кисню в результатізавдяки фотосинтезу, зазвичай перевищує швидкість його поглинання. Так само як і у тварин, клітинне дихання рослин протікає в спеціальнихособливих клітинних мітохондріях.

Загальні принципи організації процесу дихання на молекулярному рівні у рослин і тварин схожі. Однак учерез зв'язку з тимте, що рослини ведуть прикріплений спосіб життя, їх метаболізм постійно повинен підлаштовуватися до зовнішніх умов, тому і їх клітинне дихання має деякі особливості (додаткові шляхи окиснення, альтернативні ферменти).

Дихання притаманне всім органам, тканинам і клітинам рослини. Інтенсивність дихання можна уявити, вимірюючи кількість [[Вуглекислий газ|вуглекислого газу]], що виділяється тканиною, або вимірюючи [[кисень]], що поглинається нею. Інтенсивніше дихають молоді, швидко зростаючізбільшувані органи і тканини рослин. Найактивнішим є дихання [[Розмноження рослин|репродуктивних органів]], потім [[листя]]; слабкіше дихають [[стебло|стебла]] і [[коріння]]. [[Тіньовитривалі рослини]] дихають слабкіше [[світлолюбні рослини|світлолюбних]]. Для високогірних рослин, адаптованихпристосованих до зниженого [[Парціальний тиск|парціального тиску]] O₂, характернапритаманна підвищена інтенсивністьнатужність дихання. Дуже активнимжвавим є дихання [[Цвіль|цвілевих грибів]], [[Бактерії|бактерій]]. Дихання посилюється з підвищенням температури (на кожні 10&nbsp;°C&nbsp;— приблизно у 2-3 рази), зупиняючись за температури у 45-50&nbsp;°C. У тканинах зимуючих органів рослин ([[бруньки]] листяних дерев, голки хвойних) дихання продовжується (з різко зниженою інтенсивністю) і припід час значних [[мороз (температура)|морозахморозів]]. Дихання рослин стимулюютьзаохочують механічні та хімічні подразнення (поранення, деякі [[Отрута|отрути]], [[наркотик]]и). Закономірно змінюється дихання під час розвитку рослини та її органів. Сухе [[насіння]] дихає досить слабко. При набуханні і наступному проростанні насіння, дихання посилюється у сотні і тисячі разів. Із закінченням періоду активного росту рослин дихання їхніх тканин слабшає, що пов'язується з процесом старіння [[Протоплазма|протоплазми]]. ПриУ ході дозріваннідозрівання насіння, [[Плід|плодів]] інтенсивність дихання зменшується.

# активація кисню (O₂) [[повітря]] шляхом його приєднання до ненасичених, здатних мимоволі окиснюватися сполукамсполук, що містяться в живій клітині ([[оксигеназа|оксигенази]]) з утворенням [[перекис]]ів,

За теорією [[дегідрування]] російського [[ботаніка]] [[Палладін Володимир Іванович|В.&nbsp;І.&nbsp;Палладіна]], найважливіша ланка дихання&nbsp;— активація [[Водень|водню]] субстрату, здійснювана [[дегідрогеназа|дегідрогеназою]]. Обов'язковий учасник складного ланцюга процесів дихання&nbsp;— [[вода]], водень якої, разом з воднем субстрату використовується для відновлення самоокиснюваних сполук&nbsp;— так званих [[дихальні пігменти|дихальних пігментів]]. Вуглекислий газ (CO₂), що виділяється приу диханніході дихання, утворюється без участі кисню повітря, тобто анаеробно. Кисень повітря йде на окиснення дихальних [[хромоген]]ів, що перетворюються приводночас цьому вна дихальні пігменти. Подальший розвиток теорія дихання отримала в дослідженнях радянського ботаніка [[Костичев|С.&nbsp;П.&nbsp;Костичева]], згідно з якими перші етапи аеробного дихання аналогічніподібні процесам, властивим [[Анаероби|анаеробам]]. Перетворення утворюваного при цьому проміжного продукту, можуть йти з участю кисню, що властиво для [[Аероби|аеробів]]. У анаеробів же ці перетворення йдуть без участі молекулярного кисню.

Всі ці процеси (активація кисню, водню, переносперенесення електрона ланцюговою реакцією на кисень) здійснюються головним чином у [[мітохондрія]]х завдяки розгалуженій системі окисно-відновних ферментів. Шляхом проходження до кисню електрони, що мобілізуються спочатку від молекули органічної речовини, поступово віддають закладену в них енергію, яку клітина запасає у формі хімічних сполук, головним чином [[Аденозинтрифосфат|АТФ]].

Завдяки досконалим механізмам запасання та використання енергії, процеси енергообміну в клітині йдуть з дуже високим [[Коефіцієнт корисної дії|коефіцієнтом корисної дії]], поки недосяжним в [[Техніка|техніці]]. Біологічна роль дихання не вичерпується використанням енергії, накопиченої в окиснюваній органічній молекулі. У ході окиснювальних перетворень органічних речовин утворюються активні проміжні сполуки&nbsp;— [[метаболіт]]и, які жива клітина використовує для синтезу специфічних складових частин своєї протоплазми, утворення [[фермент]]ів. Усім цим визначається центральне місце, що займаєпосідає дихання ву комплексісукупності процесів обміну речовин живої клітини. У диханні схрещуються і пов'язуються між собою процеси обміну білків, [[Нуклеїнові кислоти|нуклеїнових кислот]], вуглеводів, жирів та інших компонентівскладників [[Протоплазма|протоплазми]].