Большой энциклопедический словарь. Сельское хозяйство

ДЫХАНИЕ , физиол. процесс, обеспечивающий поступление в организм кислорода и выделение из него углекислого газа (внешнее Д.) и использование кислорода клетками и тканями для окисления органич. в-в с освобождением содержащейся в них энергии (тканевое, или клеточное, Д.) для роста, развития и др. процессов жизнедеятельности.

Д. животных. У простейших и нек-рых др. организмов O₂ диффундирует непосредственно через поверхность тела. С усложнением организации и увеличением размеров тела появляются спец. органы дыхания (у млекопитающих — лёгкие [легкие], у птиц — лёгкие [легкие] и воздухоносные мешки, у рыб — жабры), а также система кровообращения, в к-рой циркулирует жидкость — кровь или гемолимфа содержащая в-ва, способные связывать и переносить О₂ и СО₂ (см. Гемоглобины ). Внеш. дыхание у млекопитающих и птиц обеспечивается ритмич. работой дыхат. мышц (дыхат. движениями), приводящей к вентиляции лёгких [легких] (периодич. смене вдоха и выдоха) и относительному постоянству кислорода и углекислоты в альвеолах лёгких [легких]. Частота дыхат. движений в покое у здоровых ж-ных (в 1 мин): у кр. рог. скота 10 — 30, лошади 8 — 16, свиньи 8 — 18, овцы 10 — 20, курицы 22 — 25. Газообмен между альвеолярным воздухом и венозной кровью, поступающей в капилляры лёгких [легких], осуществляется через альвеолярно-капиллярную мембрану благодаря разности парциального давления О₂ (60 — 70 мм рт. ст.) и СО₂ (7 мм рт. ст.), а транспорт O₂ кровью — в осн. за счёт [счет] обратимого присоединения его к молекуле гемоглобина. Интенсивность газообмена характеризуется величиной дыхат. коэффициента. В основе тканевого Д. лежит биол. окисление. Освобождаемая при окислении энергия запасается в живых клетках в форме высокоэнергетич. соединений, гл. обр. в форме аденозинтрифосфата (АТФ). Д. у ж-ных регулируется дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге. К нарушениям дыхания относятся асфиксия, одышка и др. типы дыхат. недостаточности.

Д. растений — процесс окислительного распада углеводов (или др. дыхательных субстратов) до СО₂ и воды, идущий с поглощением кислорода. При этом освобождается энергия (ранее запасённая [запасенная] при фотосинтезе), используемая на образование богатых энергией соединений (чаще в форме АТФ). Д. р-ний включает неск. мегаболич. систем: анаэробный распад глюкозы — гликолиз, осуществляемый в цитоплазме; окисление конечных продуктов гликолиза до СО₂, сопряжённое [сопряженное] с синтезом АТФ и воды (этот процесс локализован в митохондриях); окисление глюкозы через промежуточные углеводные продукты. Д. р-ний — осн. энергетич. функция гетеротрофных растит. тканей и хлорофиллоносных тканей в темноте. Кроме энергетич. процесс Д. выполняет метаболич. функцию, поставляя мн. соединения, занимающие ключевое положение в клеточном метаболизме. Отношение объемов выделенного р-нием СО₂ и поглощённого [поглощенного] О₂ наз. дыхательным коэффициентом. Его величина зависит от степени восстановленности дыхательных субстратов: при окислении углеводов он равен 1,0, жиров или белков — меньше 1,0 (напр., при прорастании семян подсолнечника, сои, люпина), органич. к-т — больше 1,0. При длительном пребывании в бескислородной среде р-ния гибнут от отравления тканей образующимися продуктами обмена. Однако нек-рые р-ния (напр., рис) способны нормально развиваться в условиях постоянного кислородного голодания. Интенсивность Д. р-ний (кол-во поглощённого [поглощенного] O₂ и выделенного СО₂) зависит от вида р-ния, органа, типа ткани, этапа онтогенеза, а также от мн. факторов окружающей среды. Наиб. высокой интенсивностью Д. отличаются молодые, растущие органы и ткани р-ний (напр., клетки камбия, характеризующиеся высокой жизнедеятельностью). Активно дышат репролуктивные органы, затем листья, слабее — стебли и корни. Повышенная интенсивность Д. присуща светолюбивым р-ниям (по сравнению с тенелюбивыми), а также высокогорным р-ниям, адаптированным к пониженному парциальному давлению О₂ в атмосфере. Д. р-ний усиливается с повышением темп-ры окружающей среды, возрастая в 2 — 3 раза при потеплении на каждые 10 ⁰С. Однако достигнув определ. максимума, Д. начинает ослабевать и при темп-ре 45 — 50 °С практически прекращается. При низких темп-pax Д. р-ний резко снижается, но в зимующих органах (почках, хвое) слабое Д. обнаруживается и при значит. морозах. Интенсивность Д. р-ний закономерно изменяется в ходе онтогенеза. Сухие (покоящиеся) семена дышат очень слабо; при набухании и последующем прорастании их Д. усиливается в сотни и тысячи раз. С окончанием периода активного роста Д. р-ний и их тканей ослабевает, что связано с процессами старения. У плодов наблюдается резкое повышение интенсивности Д. в конце их созревания, т. н. климактерий. В это же время происходит наиб. выделение гормона созревания — этилена (исключение — цитрусовые). В хранящихся зёрнах [зернах], плодах, корне- и клубнеплодах также протекают процессы Д., в результате чего происходит потеря сухого в-ва. Последнее является одной из осн. причин естеств. убыли этих продуктов при хранении.

• Рубин Б. А., Ладыгина М. Е. Энзимология и биология дыхания растении М., 1966; Физиология и биохимия покоя и прорастания семян, пер. с англ., М., 1982 Гэлстон А., Девис П., Саттер Р. Жизнь зеленого растения, пер. с англ.. М. 1983.