Kroz fotosintezu, biljke transformiraju sunčevu svjetlost u potencijalnu energiju u obliku kemijskih veza molekula ugljikohidrata. Međutim, da bi koristili tu pohranjenu energiju za pokretanje svojih bitnih životnih procesa - od rasta i razmnožavanja do zacjeljivanja oštećenih struktura - biljke je moraju pretvoriti u upotrebljiv oblik. Ta se pretvorba odvija staničnim disanjem, glavnim biokemijskim putem koji se također nalazi kod životinja i drugih organizama.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Disanje predstavlja niz reakcija vođenih enzimima koje biljkama omogućuju okretanje pohranjene energije ugljikohidrati stvoreni fotosintezom u oblik energije koji mogu koristiti za pokretanje rasta i metabolizma procesi.
Osnove disanja
Disanje omogućuje biljkama i drugim živim bićima da tijekom fotosinteze oslobađaju energiju pohranjenu u kemijskim vezama ugljikohidrata kao što su šećeri izrađeni od ugljičnog dioksida i vode. Dok se različiti ugljikohidrati, kao i proteini i lipidi, mogu disati u disanju, glukoza tipično služi kao model molekule za demonstraciju procesa, koji se može izraziti kao sljedeća kemijska tvar formula:
C6H12O6 (glukoza) + 602 (kisik) -> 6CO2 (ugljični dioksid) + 6H2O (voda) + 32 ATP (energija)
Nizom reakcija olakšanih enzimima, disanje prekida molekularne veze ugljikohidrata da bi se stvorilo korisna energija u obliku molekule adenozin trifosfata (ATP), kao i nusproizvodi ugljičnog dioksida i voda. Pri tome se oslobađa i toplinska energija.
Putovi biljnog disanja
Glikoliza služi kao prvi korak u disanju i ne zahtijeva kisik. Odvija se u staničnoj citoplazmi i stvara malu količinu ATP-a i piruvične kiseline. Ovaj piruvat zatim ulazi u unutarnju membranu staničnog mitohondriona za drugu fazu aerobnog disanja - Krebsov ciklus, poznat i kao ciklus limunske kiseline ili put trikarboksilne kiseline (TCA), koji obuhvaća niz kemijskih reakcija koje oslobađaju elektrone i ugljični dioksid. Konačno, elektroni oslobođeni tijekom Krebsovog ciklusa ulaze u lanac transporta elektrona, koji oslobađa energiju koja se koristi u kulminirajućoj reakciji oksidativno-fosforilacije za stvaranje ATP-a.
Respiracija i fotosinteza
U općenitom smislu, disanje se može smatrati naličjem fotosinteze: Ulazi fotosinteze - ugljični dioksid, voda i energija - izlazi su iz disanja, iako kemijski procesi između njih nisu međusobna zrcalna slika. Dok se fotosinteza događa samo u prisutnosti svjetlosti i u listovima koji sadrže kloroplast, disanje se odvija i danju i noću u svim živim stanicama.
Respiracija i produktivnost biljaka
Relativne brzine fotosinteze koja stvara molekule hrane i disanja koje te molekule hrane sagorijevaju za energiju utječu na ukupnu biljnu produktivnost. Tamo gdje aktivnost fotosinteze premašuje disanje, rast biljaka nastavlja se na visokoj razini. Tamo gdje disanje premašuje fotosintezu, rast se usporava. I fotosinteza i disanje povećavaju se s porastom temperature, ali u određenom trenutku brzina fotosinteze raste, dok brzina disanja nastavlja eskalirati. To može dovesti do iscrpljenja uskladištene energije. Neto primarna produktivnost - količina biomase koju stvaraju zelene biljke koja je korisna za ostatak prehrambenog lanca - predstavlja ravnotežu fotosinteze i disanje, izračunato oduzimanjem energije izgubljene respiracijom elektrane od ukupne kemijske energije proizvedene fotosintezom, odnosno bruto primarne produktivnost.
