Prostřednictvím fotosyntézy transformují rostliny sluneční světlo na potenciální energii ve formě chemických vazeb molekul sacharidů. Aby však tato akumulovaná energie mohla být použita k napájení jejich základních životních procesů - od růstu a reprodukce až po hojení poškozených struktur - musí ji rostliny převést do použitelné formy. K této přeměně dochází prostřednictvím buněčného dýchání, což je hlavní biochemická cesta, která se rovněž vyskytuje u zvířat a jiných organismů.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Dýchání představuje řadu reakcí řízených enzymy, které rostlinám umožňují přeměnit uloženou energii sacharidy vyrobené fotosyntézou do formy energie, kterou mohou použít k podpoře růstu a metabolismu procesy.
Základy dýchání
Dýchání umožňuje rostlinám a dalším živým věcem uvolňovat energii uloženou v chemických vazbách sacharidů, jako jsou cukry vyrobené z oxidu uhličitého a vody, během fotosyntézy. Zatímco různé sacharidy, stejně jako bílkoviny a lipidy, se mohou při dýchání štěpit, glukóza obvykle slouží jako modelová molekula pro demonstraci procesu, který lze vyjádřit jako následující chemickou látku vzorec:
C6H12Ó6 (glukóza) + 6O2 (kyslík) -> 6CO2 (oxid uhličitý) + 6H2O (voda) + 32 ATP (energie)
Prostřednictvím řady reakcí zprostředkovaných enzymy dýchání rozbíjí molekulární vazby sacharidů a vytváří je využitelná energie ve formě molekuly adenosintrifosfátu (ATP), jakož i vedlejší produkty oxidu uhličitého a voda. Při tomto procesu se také uvolňuje tepelná energie.
Cesty dýchání rostlin
Glykolýza slouží jako první krok při dýchání a nevyžaduje kyslík. Probíhá v cytoplazmě buňky a produkuje malé množství ATP a kyseliny pyrohroznové. Tento pyruvát pak vstupuje do vnitřní membrány mitochondrie buňky pro druhou fázi aerobního dýchání - Krebsův cyklus, známý také jako cyklus kyseliny citronové nebo dráha trikarboxylové kyseliny (TCA), která zahrnuje řadu chemických reakcí, které uvolňují elektrony a oxid uhličitý. Nakonec elektrony uvolněné během Krebsova cyklu vstupují do řetězce transportu elektronů, který uvolňuje energii použitou při kulminující oxidačně-fosforylační reakci k vytvoření ATP.
Dýchání a fotosyntéza
Obecně lze dýchání považovat za rub fotosyntézy: Vstupy fotosyntézy - oxid uhličitý, voda a energie - jsou výstupy dýchání, i když chemické procesy mezi nimi nejsou vzájemnými zrcadlovými obrazy. Zatímco fotosyntéza probíhá pouze v přítomnosti světla a v listech obsahujících chloroplasty, dýchání probíhá ve všech živých buňkách ve dne i v noci.
Dýchání a produktivita rostlin
Relativní rychlost fotosyntézy, která produkuje molekuly potravy, a dýchání, které tyto molekuly potravy spaluje na energii, ovlivňují celkovou produktivitu rostlin. Tam, kde aktivita fotosyntézy převyšuje dýchání, probíhá růst rostlin na vysoké úrovni. Tam, kde dýchání přesahuje fotosyntézu, se růst zpomaluje. Jak fotosyntéza, tak dýchání se zvyšují se zvyšující se teplotou, ale v určitém okamžiku se rychlost fotosyntézy snižuje, zatímco rychlost dýchání se dále stupňuje. To může vést k vyčerpání uložené energie. Čistá primární produktivita - množství biomasy vytvořené zelenými rostlinami, které je použitelné pro zbytek potravinového řetězce - představuje rovnováhu fotosyntézy a dýchání, vypočítané odečtením energie ztracené k dýchání elektrárny od celkové chemické energie produkované fotosyntézou, aka hrubá primární produktivita.
