Definition der Pflanzenatmung

Durch Photosynthese wandeln Pflanzen Sonnenlicht in potentielle Energie in Form der chemischen Bindungen von Kohlenhydratmolekülen um. Um diese gespeicherte Energie jedoch für ihre wesentlichen Lebensprozesse – vom Wachstum und der Fortpflanzung bis zur Heilung beschädigter Strukturen – zu nutzen, müssen Pflanzen sie in eine nutzbare Form umwandeln. Diese Umwandlung erfolgt über die Zellatmung, ein wichtiger biochemischer Stoffwechselweg, der auch bei Tieren und anderen Organismen vorkommt.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Die Atmung besteht aus einer Reihe von enzymgesteuerten Reaktionen, die es Pflanzen ermöglichen, die gespeicherte Energie von Kohlenhydrate, die durch Photosynthese in eine Energieform umgewandelt werden, mit der sie Wachstum und Stoffwechsel ankurbeln können Prozesse.

Die Atmung ermöglicht es Pflanzen und anderen Lebewesen, die in den chemischen Bindungen von Kohlenhydraten wie Zuckern aus Kohlendioxid und Wasser gespeicherte Energie während der Photosynthese freizusetzen. Während eine Vielzahl von Kohlenhydraten sowie Proteine ​​und Lipide bei der Atmung abgebaut werden können, kann Glukose dient typischerweise als Modellmolekül zur Demonstration des Prozesses, der als folgende Chemikalie ausgedrückt werden kann Formel:

C₆H₁₂Ö₆ (Glukose) + 6O₂ (Sauerstoff) --> 6CO₂ (Kohlendioxid) + 6H₂O (Wasser) + 32 ATP (Energie)

Durch eine Reihe von enzymvermittelten Reaktionen bricht die Atmung die molekularen Bindungen von Kohlenhydraten, um nutzbare Energie in Form des Moleküls Adenosintriphosphat (ATP) sowie der Nebenprodukte von Kohlendioxid und Wasser. Dabei wird auch Wärmeenergie freigesetzt.

Die Glykolyse dient als erster Schritt der Atmung und benötigt keinen Sauerstoff. Es findet im Zytoplasma der Zelle statt und produziert eine kleine Menge ATP und Brenztraubensäure. Dieses Pyruvat dringt dann in die innere Membran des Mitochondriums der Zelle für die zweite Phase der aeroben Atmung ein – den Krebs-Zyklus, auch bekannt als der Zitronensäurezyklus oder Tricarbonsäure (TCA)-Weg, der eine Reihe von chemischen Reaktionen umfasst, die Elektronen und Kohlendioxid freisetzen. Schließlich treten die während des Krebs-Zyklus freigesetzten Elektronen in die Elektronentransportkette ein, die Energie freisetzt, die in einer kulminierenden oxidativen Phosphorylierungsreaktion zur Bildung von ATP verwendet wird.

Im Allgemeinen kann man sich die Atmung als das Gegenteil der Photosynthese vorstellen: Die Inputs der Photosynthese – Kohlendioxid, Wasser und Energie – sind die Ergebnisse der Atmung, obwohl die chemischen Prozesse dazwischen nicht spiegelbildlich sind. Während die Photosynthese nur in Gegenwart von Licht und in chloroplasthaltigen Blättern stattfindet, findet in allen lebenden Zellen die Atmung Tag und Nacht statt.

Die relativen Raten der Photosynthese, die Nahrungsmoleküle produziert, und der Atmung, die diese Nahrungsmoleküle zur Energiegewinnung verbrennt, beeinflussen die Gesamtproduktivität der Pflanzen. Wo die Photosyntheseaktivität die Atmung übersteigt, schreitet das Pflanzenwachstum auf hohem Niveau voran. Wo die Atmung die Photosynthese übersteigt, verlangsamt sich das Wachstum. Sowohl die Photosynthese als auch die Atmung nehmen mit steigender Temperatur zu, aber an einem bestimmten Punkt flacht die Photosyntheserate ab, während die Atmungsrate weiter eskaliert. Dies kann zu einer Erschöpfung der gespeicherten Energie führen. Die Nettoprimärproduktivität – die Menge der von grünen Pflanzen erzeugten Biomasse, die für den Rest der Nahrungskette nutzbar ist – repräsentiert das Gleichgewicht der Photosynthese und Atmung, berechnet durch Subtraktion der Energie, die durch die Kraftwerksatmung verloren geht, von der gesamten chemischen Energie, die durch die Photosynthese produziert wird, auch bekannt als die Bruttoprimärenergie Produktivität.