Mnoho žien a mužov má nadváhu, ktorú je potrebné zhodiť v krátkom čase a s minimálnym poškodením vlastného zdravia. Existuje špeciálna technika, ktorá zahŕňa fyzické cvičenie na efektívne chudnutie.
Spravidla existujú dve hlavné metódy dýchania, ktoré sa používajú počas fyzického tréningu. Prvým typom je anaeróbne dýchanie, druhým aeróbne dýchanie.
Treba poznamenať, že aeróbne dýchanie musí začať vo fáze zahrievania, aby sa telo pripravilo na budúci stres. Proces spravidla začína po prvej polhodine vyučovania. Pre tých, ktorí pravidelne cvičia, sa tukový základ začne „topiť“ už po prvých 10 minútach cvičenia.
Na začiatok vykonajte hodiny približne 2-3 krát týždenne. To bude úplne stačiť na to, aby si telo postupne zvyklo a vyhlo sa možnému preťaženiu. Postupne zvyšujte počet tréningov až 4-5 krát. Frekvencia cvičenia je samozrejme priamo ovplyvnená životným štýlom a pracovným režimom. Ale aj po únavnom pracovnom dni si môžete vyhradiť polhodinku na základné cviky doma.
Pred začatím vyučovania si vyberte pohodlné oblečenie, ktoré určí konečný výsledok. Samozrejmosťou by nemalo byť oblečenie, ktoré by obmedzovalo pohyb, žiadne lisovacie prvky (traky, pevné elastické pásy, švy) alebo visiace okraje. Oblečenie by malo podporovať činnosť ľudského tela. Je vhodné zvoliť energickú hudbu, pri ktorej bude vykonávanie rôznych cvičení zábavnejšie a veselšie. Vďaka kombinácii prvkov aerobiku sú hodiny živšie a nezabudnuteľnejšie.
Prvé zmeny v boji s nadváhou a tukovými nánosmi možno zaznamenať už po prvých triedach. Účinok fyzickej aktivity zvyšuje aj doplnková masáž, vyvážená strava, vodné procedúry, aplikácia špeciálnych prípravkov na hladkú a pružnú pokožku atď.
Anaeróbne dýchanie. V procese biochemickej evolúcie vznikol typ metabolizmu, ktorý umožnil mikroorganizmom prenášať elektróny v dýchacom reťazci v podmienkach bez kyslíka. Výsledkom tohto bezkyslíkového procesu bola syntéza ATP prostredníctvom mechanizmu oxidatívnej fosforylácie. Samozrejme, takéto anaeróbne dýchanie umožnilo extrahovať energiu v oveľa väčšom objeme ako pri fermentácii. Anaeróbne dýchajúce mikroorganizmy majú cyklus DC a TCA. V závislosti od charakteru konečného DC akceptora sa rozlišujú tieto typy:
| Energetický proces | Konečný akceptor elektrónov | Produkty na obnovu | |||||||
| Dýchanie dusičnanov a denitrifikácia | NO3-, NO2- | Síranový a sírový dych | Uhličitý dych | Fumarátový dych | fumarát | sukcinát | |||
Enzým, ktorý prenáša elektrón (redukčný ekvivalent) na anorganický substrát, je reduktáza.
Dusičnanový dych. Pri dýchaní dusičnanov sú jedným z produktov dusitany, ktoré sa hromadia v kultivačnej tekutine a pitnej vode. Vstupom dusitanov do organizmu vzniká ochorenie – cyanóza. Dusitanové ióny sa viažu na hemoglobín a interferujú s prenosom kyslíka.
Síranové dýchanie. Vykonávané baktériami redukujúcimi sírany p. Desulfovibrio a Desulfotomakulum. Tieto mikroorganizmy sú hlavnou skupinou mikroorganizmov, ktoré konzumujú H2S vytvorený v prírode a prispievajú k ukladaniu sulfidických minerálov v prírode. Akumulácia sírovodíka vo vodných útvaroch negatívne ovplyvňuje flóru a faunu a vedie k ich smrti.
Dýchanie síry vedie k tvorbe sírovodíka ako konečného akceptora dýchacieho reťazca.
Uhličitanové dýchanie. Vykonávané archaebaktériami produkujúcimi metán. Akceptorom elektrónov je CO2 a oxidovaným produktom je H2. Hnoj sa používa ako substrát na výrobu bioplynu a biohnojív.
Železný dych. Vykonávajú ich pôdne baktérie v anaeróbnom prostredí. Soli Fe3+ musia preniknúť do bunky. Tieto baktérie majú nosiče - siderofóry, ktoré premieňajú železo na rozpustnú formu.
Fumarátový dych. Vykonávajú ich chemoorganotrofné anaeróbne baktérie. Fumarát sa redukuje na sukcinát.
Neúplná oxidácia
Neúplná oxidácia je výlučne aeróbny proces, oxidačná fosforylácia ATP. Konečné produkty nie sú úplne oxidované, to znamená, že samotné obsahujú pomerne veľkú zásobu energie (kyselina fumarová, kyselina octová), produkty pripomínajú fermentáciu. Tento proces sa nazýva oxidačná fermentácia. Všetky mikroorganizmy majú kompletný dýchací reťazec a konečným akceptorom je O2Fermentácia kyselinou octovou (neúplná oxidácia). Vykonávajú ich baktérie kyseliny octovej - G- tyčinky netvoriace spóry, pohyblivé v dôsledku peritrichiálnych alebo polárne umiestnených bičíkov. Ešte stále existujú. Prísne (niekedy fakultatívne) aeróby. Zjednotené do rieky Acetomonas (Gluconobacter), Acetobacter. Všetky mikroorganizmy vyžadujú komplexné živné pôdy a určité vitamíny. Ako počiatočný energetický produkt sa používa etylalkohol, glycerol a glukónový alkohol. Premieňajú sa na kyselinu octovú, glycerínovú a glukónovú.
Proces prebieha v dvoch etapách:
CH3 - CH2 - OH + NAD+→CH3CHO+NAD∙H2
CH3CHO+NAD+ +H2O→CH3COOH+NAD∙H2
Acetomonas - 6 ATP z 1 molekuly etylalkoholu
Acetobacter - 18 ATP
Mikroorganizmy rodu Acetomonas akumulujú kyselinu octovú v kultivačnej kvapaline, pokiaľ je v médiu alkohol, ktorý oxidujú. Akonáhle je alkohol úplne využitý z prostredia, mikroorganizmy využívajú kyselinu octovú ako energetický substrát, zaraďujú ju do cyklu TCA, ktorý v týchto mikroorganizmoch plne funguje. Proces recyklácie kyseliny octovej na CO2 a H2O prebieha podľa typu aeróbneho dýchania.
Chemolitotrofné mikroorganizmy
Ako zdroj energie sa používajú anorganické látky. Prokaryotické skupiny sú známe tým, že oxidujú 5 prvkov: H, S, N, Fe, C, Sb.Energia sa získava v dôsledku dýchania, pretože konečným akceptorom elektrónov v jednosmernom prúde je kyslík a len málo z nich môže získať energiu anaeróbnym dýchaním.
Keďže každý potrebuje uhlík, drvivá väčšina litotrofných mikroorganizmov sú chemolithotrofy a využívajú vzdušný CO2, ktorý je fixovaný v Calvinovom reťazci.
Majú plnohodnotný DC. Rozmanitosť sa pozoruje v počiatočných štádiách energetického metabolizmu, pretože oxidácia anorganických zlúčenín spojená s produkciou energie vyžaduje vhodný enzymatický systém. Anorganické zlúčeniny s rôznymi redoxnými potenciálmi sa používajú ako donory elektrónov. To určuje miesto inklúzie elektrónu v DC z oxidovaného substrátu.
Pri oxidácii H2 sa obnoví NAD+ (primárny akceptor DC), pri oxidácii S, Fe, N sa elektrón prestaví na koncové miesto DC na úrovni cytochrómu. Skutočnosť, že elektrón je uložený na cytochrómoch, spôsobuje chemolitotropné mikroorganizmy 2 problémy:
Je to spôsobené tým, že malú časť energie prijímate vo forme ATP. Tento problém sa rieši zvýšením rýchlosti oxidácie substrátu.
Zaradenie elektrónu do koncovej časti DC neumožňuje mikroorganizmom získať redukčné činidlo NAD∙H2, ktoré je nevyhnutné pre biosyntetické potreby. Tento problém je vyriešený reverzným prenosom elektrónov na NAD∙H2 pozdĺž DC proti elektrochemickému potenciálu. Reverzný prenos elektrónov je sprevádzaný spotrebou ATP. Energia ATP mikroorganizmov sa využíva na biosyntetické procesy vrátane fixácie CO2 v Calvinovom cykle.
Rastliny žijú procesom dýchania, ale v neprítomnosti kyslíka po určitú dobu môžu prežiť anaeróbne dýchanie. Anaeróbne dýchanie rastlín zapne sa, keď sa kyslík potrebný pre rastlinu spotrebuje z organických zlúčenín, najmä cukru, ktorý je zvyčajne východiskovým materiálom pre normálne dýchanie. 
Distribúcia cukru počas anaeróbneho dýchania
Počas anaeróbneho dýchania cukor sa rozpadá podľa schémy: C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + 48 kcal Ako vidíte, uhlíkový cukor je len čiastočne oxidovaný na oxid uhličitý a zvyšok uhlíka je redukovaný na etylalkohol , pretože kyslík neprichádza zvonku, ale k premene cukru dochádza iba v dôsledku redistribúcie kyslíka umiestneného v jeho molekule. Energia uvoľnená v prípade anaeróbneho dýchania je iba 48 kcal, zatiaľ čo pri úplnej oxidácii - 686 kcal,(viac informácií: ). Tento rozdiel sa vysvetľuje skutočnosťou, že v alkohole zostáva veľké množstvo potenciálnej energie, pretože oxidácia nie je dokončená.Anaeróbne podmienky
Rastliny však nemôžu žiť dlho anaeróbne podmienky. Aby rastlina získala rovnaké množstvo energie, akú má pri dýchaní, musí pri anaeróbnom dýchaní vydať veľmi veľké množstvo rezervnej látky. Preto v anaeróbnych podmienkach rastliny rýchlo odumierajú vyčerpaním a okrem toho, z otravy alkoholom, ktoré sa hromadia v tkanivách. Preto je proces anaeróbneho dýchania pre vyššie rastliny len dočasnou náhradou dýchanie kyslíkom. Anaeróbne dýchanie sa pozoruje u rastlín, ktoré zostávajú dlho s nadmernou vlhkosťou v pôde, keď sa na povrchu pôdy vytvorí kôra a keď sa obilie skladuje vo veľkých hromadách.Anaeróbne dýchanie pre mikroorganizmy
Pre mnohé nižšie rastliny ( mikroorganizmy) anaeróbne dýchanie slúži ako hlavný proces na získavanie energie potrebnej pre život a môže neobmedzene podporovať ich život. V tomto prípade sa nazýva anaeróbne dýchanie fermentácia. Mikroorganizmy na fermentáciu nevyužívajú vlastné zásoby živín, ako je to v prípade , ale živiny zo svojho prostredia. Anaeróbne dýchanie u rastlín je podobné ako alkoholové kvasenie. V anaeróbnych podmienkach pod vplyvom množstva enzýmov vznikajú medziprodukty, ktoré sú rovnaké ako pri fermentácii, najmä kyselina pyrohroznová. Za aeróbnych podmienok sa kyselina pyrohroznová úplne oxiduje na oxid uhličitý a vodu a za anaeróbnych podmienok pri alkoholovej fermentácii sa rozkladá na CO 2 a alkohol. Diagram ukazuje vzťah medzi normálnym dýchaním – aeróbnou a anaeróbno – alkoholovou fermentáciou.
Aeróbne a anaeróbne dýchanie. Ako je zrejmé z diagramu, procesy dýchania a fermentácie sú rovnaké až do vytvorenia kyseliny pyrohroznovej. Pri dýchaní si tvorba kyseliny pyrohroznovej nevyžaduje účasť kyslíka, t.j. táto fáza dýchania je anaeróbna. Za prístupu kyslíka a prítomnosti systému oxidačných enzýmov sa kyselina pyrohroznová oxiduje až do konca. Pri alkoholovej fermentácii za účasti enzýmu karboxylázy sa ničí kyselina karboxypyrohroznová, uvoľňuje sa a vzniká oxid uhličitý acetaldehyd, na ktorý sa za účasti enzýmu dehydrogenázy prenesú 2 atómy vodíka a redukuje sa na etylalkohol. Konečnými produktmi alkoholového kvasenia sú teda alkohol a oxid uhličitý. dýchanie - Ide o postupný, enzymatický, redoxný proces rozkladu sacharidov, ktorých oxidačným činidlom je voľný alebo viazaný kyslík. Ak molekulárny kyslík zo vzduchu pôsobí ako oxidačné činidlo, dýchanie sa nazýva aeróbne.
Prideliť a Eróbne dýchanie: súplná oxidácia s neúplnou oxidáciou
Organické substráty organické substráty
Proces aeróbneho dýchania prebieha podľa nasledujúcej schémy:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATF
Charakteristika aeróbneho dýchania s úplnou oxidáciou organických substrátov:
1. Substráty dýchania – organické látky (sacharidy, kyseliny, tuky);
2. Splodiny dýchania – minerály (H2O, CO2);
3.Biologický význam – získavanie energie;
4.Podmienky – aeróbny (prítomnosť molekulárneho) kyslíka
5. Mechanizmus aeróbneho dýchania. Existujú tri hlavné fázy dýchania:
ja ) Univerzálny (glykolýza):
C6H12O6 -> 2CH3COCOOH + 2NADH2 + 2ATP
II) Krebsov cyklus. V tomto štádiu nastáva postupná eliminácia troch atómov uhlíka z kyseliny pyrohroznovej. V dôsledku enzymatickej dekarboxylácie vznikajú tri molekuly CO2 a redukuje sa päť dehydrogenáz (pre každú triózu). Keď sa jedna molekula glukózy rozpadne v glykolýze, vytvoria sa 2 molekuly PVC, preto sa všetky koeficienty rovnice vynásobia dvoma. Celková rovnica pre Krebsov cyklus vyzerá takto:
2 x (CH3COCOOH + 3H2O → 3CO2 + 4NAD H2 + 1FAD H2 + 1ATP)
III ) Vlastná aeróbna fáza– prechádza cez ETC (elektrónový transportný reťazec) podľa nasledujúcej schémy:
10 NAD H2 + 2FAD H2 + O2® 10 NAD + 2FAD + 12H2O+ E
Podstatou tretej fázy dýchania je prenos vodíkových dehydrogenáz (NAD a FAD) na kyslík (O2) cez dýchací (elektrický transportný) reťazec - ETC. Komponenty ETC sú umiestnené v membránach v poradí zvyšujúceho sa oxidačného potenciálu (obr. 16).
Na troch miestach tohto reťazca sa uvoľní toľko energie, že je možná syntéza vysokoenergetickej väzby ATP. Úplnou oxidáciou NAD H2 vznikajú 3 molekuly ATP. S úplnou oxidáciou molekúl FAD H2 - 2 ATP.
V čase, keď je dokončená druhá fáza dýchania, je 10 molekúl NAD H2 (8 vzniklo v štádiu Krebsovho cyklu, 2 z glykolýzy), 2 molekuly FAD H2 (vzniklo v Krebsovom cykle). Urobme jednoduchý výpočet energetického výdaja aeróbnej fázy dýchania:
1 mol NAD H2 je ekvivalentný 3 molom ATP, teda pri úplnej oxidácii 10 NAD H2 x 3 ATP produkuje 30 ATP;
Pri úplnej oxidácii 1 mólu FAD H2 sa vytvoria 2 móly ATP, čo dáva: 2 FAD H2 x 2 ATP = 4 ATP. Celkovo sa v ETC vyprodukuje 34 mólov ATP. K nim treba prirátať 2 molekuly ATP z Krebsovho cyklu a 2 molekuly z glykolýzy. Celkom - 38 ATP - výsledok úplnej oxidácie jednej molekuly glukózy.
Typy anaeróbneho dýchania (dusičnany, sírany)
Dýchacie procesy vyžadujú kyslík ako oxidačné činidlo. Ak je prítomný molekulárny kyslík, nazýva sa dýchanie Aeróbne. Ak je oxidačným činidlom viazaný kyslík, nazýva sa dýchanie Anaeróbne. Konečným akceptorom vodíka a elektrónov môže byť dusičnanový alebo síranový kyslík (NO 3 alebo tak 4 ). Baktérie môžu ako energetické substráty využívať sacharidy, alkoholy, organické kyseliny atď.. Existujú dva hlavné typy anaeróbneho dýchania:
1) Dusičnanový dych(oxidačným činidlom je dusičnanový kyslík) – postupuje sa podľa nasledujúcej schémy:
С6Н12О6 + 4NIE3 - → 6СО3 + 6Н2О +2N2 + E
Proces sa nazýva denitrifikácia. Pôvodcom sú fakultatívne anaeróbne baktérie ako napr Pseudomonas aeruginosae , Paracoc S nás Denitrifikačný A Ns .
2) Síranové dýchanie(oxidačným činidlom je kyslík síranov) - ide podľa schémy:
C6H12O6 + 3H2SO4→6CO2 + 6H2O + 3H2S + E
Proces sa nazýva desulfifikácia. Kauzálnymi činiteľmi sú povinné anaeróby tohto druhu Desulfovibrio Desulfurikánov .
Aeróbne dýchanie (terminálna oxidácia, alebo oxidatívna fosforylácia) je súbor katabolických procesov na mitochondriálnych membránach, vrcholiacich úplnou oxidáciou organických látok za účasti molekulárneho kyslíka. V tomto prípade zohráva úlohu rezervoáru protónov medzimembránová matrica - priestor medzi vonkajšou a vnútornou membránou.
Elektróny, ktoré stratili energiu, idú do komplexu enzýmov nazývaných cytochrómoxidáza. Cytochrómoxidáza využíva elektróny na aktiváciu (redukciu) molekulárneho kyslíka O 2 na O 2 2–. Ióny O 2 2– viažu protóny za vzniku peroxidu vodíka, ktorý sa pomocou katalázy rozkladá na H 2 O a O 2. Postupnosť opísaných reakcií môže byť znázornená vo forme diagramu:
2О 2 + 2ē → 2О 2 2– ; 2022– + 4H+ -> 2H202; 2H202 -> 2H20 + 02
Celková rovnica pre aeróbne dýchanie je:
C6H1206 + 602 + 38 ADP + 38 F → 6 CO2 + 6 H20 + 38 ATP + Q
Otázky na sebaovládanie
1.Čo je podstatou dýchacieho procesu?
2.Aká je celková rovnica dýchacieho procesu?
3.Čo je oxidačná fosforylácia?
4.Čo je glykolýza?
5.Čo zahŕňa Krebsov cyklus?
6.Aké sú charakteristiky anaeróbneho dýchania a alkoholovej fermentácie?
7.Ako prebieha maslová a mliečna fermentácia? Kde sa stretávajú?
8. Aká je energetická stránka procesu dýchania a procesu fermentácie?
9. Aké experimenty dokazujú existenciu dýchacieho procesu v rastlinách?
10. Čo sa nazýva respiračný koeficient?
PREDNÁŠKA 6
Téma: Potreba minerálnych prvkov výživy rastlín. Makroelementy, mikroelementy. Zmesi živín na pestovanie rastlín a izolovaných buniek. Interakcia iónov. Vlastnosti pôdy ako substrátu na kŕmenie rastlín. Prenikanie iónov do rastlinnej bunky. Aktívny a pasívny transport iónov cez membránu.
Účel prednášky: Ukážte potrebu rastlinných prvkov minerálnej výživy. Živné zmesi na pestovanie rastlín a izolovaných buniek, makroprvky, mikroprvky. Aktívny a pasívny transport iónov cez membránu.
Minerálna výživa je vstrebávanie minerálov vo forme iónov, ich pohyb po rastline a začlenenie do metabolizmus. Takmer všetky chemické prvky existujúce na Zemi sa našli v rastlinách. Živiny sú absorbované zo vzduchu - vo forme oxidu uhličitého (CO 2) a z pôdy - vo forme vody (H 2 O) a iónov minerálnych solí. Vo vyšších suchozemských rastlinách sa rozlišuje vzdušná alebo listová výživa ( Fotosyntéza ) a pôda, čiže koreň, výživa ( Minerálna výživa rastlín ). Nižšie rastliny (baktérie, huby, riasy) absorbujú CO 2, H 2 O a soli po celom povrchu tela.
Pôda je nevyhnutným a nenahraditeľným substrátom, v ktorom rastliny posilňujú korene a z ktorého čerpajú vlahu a minerálne živiny. Úloha pôdy pri vytváraní a zachovávaní biologickej diverzity je veľká.
Na druhej strane toky všetkých prvkov v biosfére prechádzajú pôdou, ktorá špecifickými mechanizmami reguluje ich smer a intenzitu.
Jednobunkové organizmy a vodné rastliny absorbujú ióny po celom svojom povrchu, zatiaľ čo vyššie suchozemské rastliny absorbujú ióny cez svoje povrchové bunky. koreň, väčšinou koreňové chĺpky.
Cez koreň Rastliny prijímajú z pôdy najmä ióny minerálnych solí, ako aj niektoré odpadové produkty pôdnych mikroorganizmov a koreňové sekréty iných rastlín. Ióny sa najskôr adsorbujú na bunkových membránach a potom prenikajú do cytoplazmy cez plazmalemu. Katióny (s výnimkou K+) prenikajú cez membránu pasívne, difúziou; anióny, ako aj K+ (v nízkych koncentráciách) - aktívne, pomocou molekulárnych „iónových púmp“, ktoré s vynaložením energie transportujú ióny. Každý prvok minerálna výživa hrá určitú úlohu v metabolizme a nedá sa úplne nahradiť iným prvkom. Analýza sušiny rastlín ukazuje, že obsahuje uhlík (45 %), kyslík (42 %), vodík (6,5 %), dusík (1,5 %) a popol (5 %).
Všetky prvky nachádzajúce sa v rastlinách sú zvyčajne rozdelené do troch skupín:
Makronutrienty. 2. Mikroelementy. 3. Ultramikroelementy.
Ióny vstupujúce do závodu. bunka vstupuje do určitých interakcií a typy týchto interakcií sú rôzne.
Existujú také typy interakcií, ako je antagonizmus, synergizmus, aditívnosť.
Iónový antagonizmus je redukcia niektorých katiónov toxického účinku iných v dôsledku ich interakcie s koloidmi protoplazmy. Synergizmus je kombinovaný účinok dvoch alebo viacerých iónov, vyznačujúci sa tým, že ich kombinovaný biologický účinok výrazne prevyšuje účinok každej jednotlivej zložky. Aditívnosť je účinok kombinovaného pôsobenia iónov, ktorý sa rovná súčtu účinkov každej látky samostatne.
V prirodzených podmienkach získavajú rastliny potrebné látky priamo z pôdy, cez koreňový systém. V umelých podmienkach sa na pestovanie rastlín najčastejšie používa metóda hydroponie. Hydropónia (z hydro... a grécky pónos – práca) – pestovanie rastlín nie v pôde, ale v špeciálnom živnom roztoku. Živný roztok je vodný roztok látok potrebných na život a rast rastliny. O hydroponický spôsob pestovania rastlín všetky prvky musia byť obsiahnuté v živný roztok v optimálnom množstve.
Otázky na sebaovládanie
1. Aké prvky sú organogény, ich percentuálny podiel v sušine rastliny?
2. Aké mikroprvky popola poznáte? Aká je ich úloha v rastline?
3. Aké mikroelementy poznáte? Akú úlohu zohrávajú v živote rastlín?
4. Čo je podstatou nitrifikácie a denitrifikácie?
5. Uveďte všeobecný opis makro a mikroprvkov.
6. Typy interakcie iónov v rastlinných bunkách: synergizmus, aditívnosť, antagogika.
