НАДН2 вступает в дыхательную цепь, что приводит к дополнительному образованию АТФ. Образовавшиеся две молекулы пировиноградной кислоты вступают в аэробную фазу дыхания. В природе существуют два основных процесса, в ходе которых энергия солнечного света, запасенная в органическом веществе, высвобождается,— это дыхание и брожение.

Как видно, энергия квантов света, аккумулированная в углеводах, вновь высвобождается в процессе их распада (диссимиляции). В случае дыхания акцептором электрона служит кислород, в случае брожения — органические соединения. Процессы, входящие в энергетический цикл, имеют настолько важное значение, что в настоящее время возникла наука биоэнергетика, изучающая молекулярные и субмолекулярные основы трансформации энергии.

Согласно современным представлениям, не только АТФ, но и ∆μН+ служат источниками энергии для различных процессов жизнедеятельности клетки (В. П. Скулачев). Энергия, не накопленная в ∆μН+ и АТФ, в основном рассеивается в виде тепла, иногда света и для растения является бесполезной.

Дыхание — один из центральных процессов обмена веществ растительного организма. Выделяющаяся при дыхании энергия тратится как на процессы роста, так и на поддержание в активном состоянии уже закончивших рост органов растения.

При использовании в качестве дыхательного материала жиров происходит их расщепление до глицерина и жирных кислот

На его промежуточных стадиях образуются органические соединения, которые затем используются в различных метаболических реакциях. Как видно из суммарного уравнения, в процессе дыхания образуется также вода. Эта вода в крайних условиях обезвоживания может быть использована растением и предохранить его от гибели. В некоторых случаях, когда энергия дыхания выделяется в виде тепла, дыхание ведет к бесполезной потере сухого вещества.

Не вся энергия, высвобождаемая при дыхании, может быть использована в процессах жизнедеятельности

Процессы обмена вещества включают в себя реакции, идущие с потреблением энергии, и реакции с выделением энергии. В некоторых случаях эти реакции сопряжены. Однако часто реакции, в которых энергия выделяется, отделены в пространстве и во времени от реакций, в которых она потребляется. В процессе эволюции у растительных и животных организмов выработалась возможность хранения энергии в форме соединений, обладающих богатыми энергией связями.

Две концевые молекулы фосфорной кислоты образуют макроэргические, богатые энергией связи. В клетке АТФ содержится главным образом в виде комплекса с ионами магния. Равновесие гидролиза АТФ смещено в сторону завершения реакции, что и обусловливает большую отрицательную величину свободной энергии гидролиза. В создании современных представлений о биологическом окислении большое значение имели работы двух крупнейших русских ученых — В. И. Палладина (1859—1922) и А. Н. Баха (1857—1946).

Это дает основание считать, что в первую очередь растение использует в качестве дыхательного материала углеводы

Он считал, что процесс активации состоит в том, что происходит образование пероксидных соединений.В. Символом RПалладин обозначал дыхательный пигмент, способный к обратимым окислительно-восстановительным превращениям. Вопрос о веществах, используемых в процессе дыхания, издавна занимал физиологов.

Это дало основание предположить, что именно углеводы являются основным веществом, потребляемым при дыхании. В выяснении данного вопроса большое значение имеет определение дыхательного коэффициента. Если в процессе дыханий используются углеводы, то процесс идет согласно уравнению СбН12Сб + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О. В этом случае ДК равен единице.

Так, при использовании жиров ДК = 0,7. Определение дыхательных коэффициентов разных тканей растений показывает, что в нормальных условиях он близок к единице. При недостатке углеводов могут быть использованы и другие субстраты.

К промежуточным соединениям относят органические кислоты и пентозы, образующиеся при разных путях дыхательного распада. Данный путь дыхательного обмена является наиболее распространенным и, в свою очередь, состоит из двух фаз. Первая фаза — анаэробная (гликолиз), вторая фаза — аэробная.