Grâce à la photosynthèse, les plantes transforment la lumière du soleil en énergie potentielle sous la forme de liaisons chimiques de molécules de glucides. Cependant, pour utiliser cette énergie stockée pour alimenter leurs processus vitaux essentiels - de la croissance et de la reproduction à la guérison des structures endommagées - les plantes doivent la convertir en une forme utilisable. Cette conversion s'effectue via la respiration cellulaire, une voie biochimique majeure que l'on trouve également chez les animaux et d'autres organismes.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
La respiration constitue une série de réactions enzymatiques qui permettent aux plantes de transformer l'énergie stockée de glucides transformés par photosynthèse en une forme d'énergie qu'ils peuvent utiliser pour alimenter la croissance et le métabolisme processus.
Bases de la respiration
La respiration permet aux plantes et autres êtres vivants de libérer l'énergie stockée dans les liaisons chimiques des glucides tels que les sucres fabriqués à partir du dioxyde de carbone et de l'eau lors de la photosynthèse. Alors qu'une variété de glucides, ainsi que des protéines et des lipides, peuvent être décomposés lors de la respiration, le glucose sert généralement de molécule modèle pour démontrer le processus, qui peut être exprimé comme le produit chimique suivant formule:
C6H12O6 (glucose) + 6O2 (oxygène) --> 6CO2 (dioxyde de carbone) + 6H2O (eau) + 32 ATP (énergie)
Grâce à une série de réactions facilitées par les enzymes, la respiration brise les liaisons moléculaires des glucides pour créer l'énergie utilisable sous la forme de la molécule d'adénosine triphosphate (ATP) ainsi que les sous-produits du dioxyde de carbone et l'eau. De l'énergie thermique est également libérée dans le processus.
Voies de respiration des plantes
La glycolyse est la première étape de la respiration et ne nécessite pas d'oxygène. Il a lieu dans le cytoplasme de la cellule et produit une petite quantité d'ATP et d'acide pyruvique. Ce pyruvate pénètre ensuite dans la membrane interne de la mitochondrie de la cellule pour la deuxième phase de la respiration aérobie - le cycle de Krebs, également connu sous le nom de le cycle de l'acide citrique ou voie de l'acide tricarboxylique (TCA), qui englobe une série de réactions chimiques qui libèrent des électrons et du dioxyde de carbone. Enfin, les électrons libérés au cours du cycle de Krebs entrent dans la chaîne de transport d'électrons, qui libère l'énergie utilisée dans une réaction culminante d'oxydation-phosphorylation pour créer de l'ATP.
Respiration et photosynthèse
Dans un sens général, la respiration peut être considérée comme l'inverse de la photosynthèse: les apports de la photosynthèse - le dioxyde de carbone, l'eau et l'énergie - sont les sorties de la respiration, bien que les processus chimiques entre les deux ne soient pas des images miroir les uns des autres. Alors que la photosynthèse ne se produit qu'en présence de lumière et dans les feuilles contenant des chloroplastes, la respiration a lieu de jour comme de nuit dans toutes les cellules vivantes.
Respiration et productivité des plantes
Les taux relatifs de photosynthèse, qui produit des molécules alimentaires, et de respiration, qui brûle ces molécules alimentaires pour l'énergie, influencent la productivité globale des plantes. Lorsque l'activité de photosynthèse dépasse la respiration, la croissance des plantes se déroule à un niveau élevé. Lorsque la respiration dépasse la photosynthèse, la croissance ralentit. La photosynthèse et la respiration augmentent avec l'augmentation de la température, mais à un certain point, le taux de photosynthèse se stabilise tandis que le taux de respiration continue de s'intensifier. Cela peut conduire à un épuisement de l'énergie stockée. La productivité primaire nette - la quantité de biomasse créée par les plantes vertes qui est utilisable pour le reste de la chaîne alimentaire - représente l'équilibre de la photosynthèse et respiration, calculée en soustrayant l'énergie perdue pour la respiration de la centrale électrique de l'énergie chimique totale produite par la photosynthèse, alias le primaire brut productivité.