13. Історія розвитку вчення про дихання.

Ще з часів Л. Лавуазьє, видатного французького вченого XVIII ст., склалося уявлення про дихання як процес повільного горіння органічних речовин при участі кисню повітря. Кінцевими продуктами дихання, як давно відомо, є вуглекислий газ і вода. Вивченню дихання рослин заважало відсутність чутливих методів газового аналізу і наявність у рослин процесу фотосинтезу з протилежним і більш інтенсивним газообміном. Наприкінці XIX - початку XX століть були удосконалені методи газового аналізу й отримані експериментальні дані, що дозволили зробити важливі загальнотеоретичні висновки про дихання рослин. Сміливу для того часу схему процесу дихання запропонував В. І. Палладій (1912 р.). Відповідно до його теорії, дихання - це процес, що має дві фази. Перша фаза анаеробна - відбувається у відсутності кисню, друга - аеробна, котрій кисень необхідний. Інгенгуз і Сенебье в 1779 р. визначали за рослиною обидві функції газообміну – поглинання кисню («вогневої повітря») і виділення вуглекислого газу («пов'язане повітря»). Перші точні дослідження процесу дихання у рослин належать Соссюру (1804). Він брав свіже листя і поміщав їх на ніч у посудину, наповнену повітрям. При цьому кисень повітря поглинався і виділявся вуглекислий газ. Якщо на наступний день листя знову виставлялися на сонячне світло, то вони виділяли майже таке ж кількість кисню, яке поглинули вночі. Свої дослідження Соссюр поширив і на незеление частини рослин: стебла деревних рослин, квітки, коріння, плоди, і довів, що дихання спостерігається також у клітинах цих органів. Він виявив, що при диханні втрата у вазі рослини дорівнює вазі виділеного вуглецю. Соссюр звернув увагу і на те, що молоді, що ростуть частини рослини, наприклад нові пагони та розкриті квіти, дихають інтенсивніше і споживають кисню більше, ніж частини рослини, що припинили зростання. Особливо цікаві дані отримані Соссюра щодо дихання квіток і пов'язаного з ним підвищення температури. Досліджуючи нагрівання окремих частин суцвіття, Соссюр встановив, що тичинки нагрівалися сильніше інших частин квітки, що він пояснив їх більш інтенсивним диханням.

14. Еволюція фотосинтезу. Фоторедукція.

Усі організми класифікують залежно від основного джерела вуглецю та енергії, які вони використовують. Вуглець – це основний елемент, який має низку унікальних хімічних властивостей, а тому необхідний усім живим організмам. Його функція визначається здатнітю утворювати ковалентні, вуглецеві і кратні зв’язки. Живі організми здатні використовувати 2 форми енергії – світлову і хімічну (фото- і хемотрофи).

Еволюція автотрофного живлення: гетеротрофи→облігатні фотогетеротрофи→факультативні фотогетеротрофи→облігатні фото автотрофи → фоторедуктори→фотосинтетики.

Виникнення здатності синтизувати орг. речовини з неорганічних - це бактеріальний фотосинтез (фоторедукція), завдяки якому фотоавтотрофний тип біоенергетики значно стабілізується. За фоторедукції вода ще не використовується як донор електролітів, оскільки у біктерій ще немає 2-ої фотосистеми й відбувається лише циклічне транспортування. Однак поглинута енергія у таких бактерій уже використовується на синтез АТФ. Фотосинтетичний апарат синьозелених водоростей – якісно новий прогресивний етап, оскільки поява ФС II спричинює формування нової функції – виділення кисню під час фотоокиснення води. В ході еволюції автотрофного живлення на зміну різноманітним способам асиміляції вугл.газу. прийшов найбільш спеціалізований спосіб – фотосинтез. При цьому на ефективність були випробувані різні донори електронів, джерела енергії та структури. В цьому плані еволюція фотосинтезу пройшла такі етапи, як: фотоорганотрофія (донор – органічна речовина)→фотолітотрофія (донор – неорганічна речовина) →фотогідротрофія (донор – вода).