A fotoszintézis révén a növények a napfényt szénhidrátmolekulák kémiai kötései formájában potenciális energiává alakítják. Ahhoz azonban, hogy ezt a tárolt energiát felhasználhassák alapvető életfolyamataik - a növekedéstől és a szaporodástól a sérült struktúrák gyógyulásáig -, a növényeknek felhasználható formává kell alakítaniuk. Ez az átalakulás sejtlégzés útján megy végbe, amely az állatokban és más organizmusokban is megtalálható fő biokémiai út.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A légzés enzim-vezérelt reakciók sorozatát képezi, amelyek lehetővé teszik a növények számára a tárolt energia megfordítását szénhidrátok fotoszintézis útján olyan energiává alakulnak, amelyet felhasználhatnak a növekedés és az anyagcsere elősegítésére folyamatok.
A légzés alapjai
A légzés lehetővé teszi a növények és más élőlények számára, hogy a fotoszintézis során felszabadítsák a szénhidrátok kémiai kötéseiben tárolt energiát, például szén-dioxidból és vízből készült cukrokat. Míg a különféle szénhidrátok, valamint a fehérjék és lipidek lebomlanak a légzésben, a glükóz jellemzően modellmolekulaként szolgál a folyamat bemutatására, amely a következő vegyi anyagként fejezhető ki képlet:
C6H12O6 (glükóz) + 6O2 (oxigén) -> 6CO2 (szén-dioxid) + 6H2O (víz) + 32 ATP (energia)
Az enzimek által megkönnyített reakciók révén a légzés megszakítja a szénhidrátok molekuláris kötéseit felhasználható energia adenozin-trifoszfát (ATP) molekula formájában, valamint a szén-dioxid és víz. A folyamat során hőenergia is felszabadul.
A növényi légzés útjai
A glikolízis a légzés első lépéseként szolgál, és nem igényel oxigént. A sejt citoplazmájában játszódik le, és kis mennyiségű ATP-t és pironsavat termel. Ez a piruvát azután belép a sejt mitokondriumának belső membránjába az aerob légzés második fázisa - a Krebs-ciklus, más néven a citromsav-ciklus vagy a trikarbonsav (TCA) útja, amely számos kémiai reakciót foglal magában, amelyek elektronokat és szén-dioxidot szabadítanak fel. Végül a Krebs-ciklus során felszabadult elektronok belépnek az elektrontranszport-láncba, amely felszabadítja az ATP létrehozásához szükséges oxidatív-foszforilezési reakcióban felhasznált energiát.
Légzés és fotoszintézis
Általános értelemben a légzés a fotoszintézis fordítottjának tekinthető: A fotoszintézis inputjai - szén-dioxid, a víz és az energia - a légzés kimenetei, bár a kémiai folyamatok nem tükrözik egymást. Míg a fotoszintézis csak fény jelenlétében és kloroplasztot tartalmazó levelekben történik, a légzés éjszaka és nappal is zajlik az összes élő sejtben.
Légzés és növényi termelékenység
Az élelmiszer-molekulákat előállító fotoszintézis és a légzés, amely ezeket az élelmiszer-molekulákat energiára égeti, relatív sebessége befolyásolja a növények termelékenységét. Ahol a fotoszintézis aktivitása meghaladja a légzést, a növény növekedése magas szinten halad. Ahol a légzés meghaladja a fotoszintézist, a növekedés lelassul. A fotoszintézis és a légzés is növekszik a hőmérséklet növekedésével, de egy bizonyos ponton a fotoszintézis sebessége kiegyenlítődik, miközben a légzési arány tovább növekszik. Ez a tárolt energia kimerüléséhez vezethet. A nettó elsődleges termelékenység - a zöld növények által létrehozott biomassza azon mennyisége, amely felhasználható az élelmiszerlánc többi részében - képviseli a fotoszintézis és a légzés, úgy számítva, hogy az erőmű légzéséhez elvesztett energiát levonják a fotoszintézis által termelt összes kémiai energiából, más néven a bruttó elsődleges termelékenység.
