Definitie van plantenademhaling

Door fotosynthese zetten planten zonlicht om in potentiële energie in de vorm van de chemische bindingen van koolhydraatmoleculen. Om die opgeslagen energie echter te gebruiken om hun essentiële levensprocessen aan te drijven - van groei en reproductie tot het genezen van beschadigde structuren - moeten planten deze omzetten in een bruikbare vorm. Die omzetting vindt plaats via cellulaire ademhaling, een belangrijke biochemische route die ook bij dieren en andere organismen wordt aangetroffen.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Ademhaling vormt een reeks door enzymen aangestuurde reacties waarmee planten de opgeslagen energie van koolhydraten gemaakt via fotosynthese in een vorm van energie die ze kunnen gebruiken om groei en stofwisseling te stimuleren processen.

Door de ademhaling kunnen planten en andere levende wezens de energie vrijgeven die is opgeslagen in de chemische bindingen van koolhydraten, zoals suikers gemaakt van koolstofdioxide en water tijdens fotosynthese. Hoewel een verscheidenheid aan koolhydraten, evenals eiwitten en lipiden, kan worden afgebroken bij de ademhaling, glucose dient typisch als het modelmolecuul voor het demonstreren van het proces, dat kan worden uitgedrukt als de volgende chemische stof: formule:

C₆H₁₂O₆ (glucose) + 6O₂ (zuurstof) --> 6CO₂ (kooldioxide) + 6H₂O (water) + 32 ATP (energie)

Door een reeks enzym-gefaciliteerde reacties verbreekt de ademhaling de moleculaire bindingen van koolhydraten om te creëren bruikbare energie in de vorm van het molecuul adenosinetrifosfaat (ATP) en de bijproducten van kooldioxide en water. Daarbij komt ook warmte-energie vrij.

Glycolyse dient als de eerste stap in de ademhaling en vereist geen zuurstof. Het vindt plaats in het cytoplasma van de cel en produceert een kleine hoeveelheid ATP en pyrodruivenzuur. Dit pyruvaat komt dan het binnenmembraan van het mitochondrion van de cel binnen voor de tweede fase van de aerobe ademhaling – de Krebs-cyclus, ook wel bekend als de citroenzuurcyclus of tricarbonzuur (TCA) -route, die een reeks chemische reacties omvat waarbij elektronen en koolstofdioxide vrijkomen. Ten slotte komen de elektronen die vrijkomen tijdens de Krebs-cyclus de elektronentransportketen binnen, die energie vrijgeeft die wordt gebruikt in een culminerende oxidatieve fosforyleringsreactie om ATP te creëren.

In algemene zin kan ademhaling worden gezien als het omgekeerde van fotosynthese: de inputs van fotosynthese - koolstofdioxide, water en energie - zijn de outputs van de ademhaling, hoewel de chemische processen daartussen geen spiegelbeelden van elkaar zijn. Terwijl fotosynthese alleen plaatsvindt in aanwezigheid van licht en in chloroplast-bevattende bladeren, vindt de ademhaling zowel overdag als 's nachts plaats in alle levende cellen.

De relatieve snelheid van fotosynthese, die voedselmoleculen produceert, en ademhaling, die die voedselmoleculen verbrandt voor energie, beïnvloeden de algehele plantproductiviteit. Waar de fotosynthese-activiteit de ademhaling overtreft, verloopt de plantengroei op een hoog niveau. Waar de ademhaling de fotosynthese overschrijdt, vertraagt ​​de groei. Zowel de fotosynthese als de ademhaling nemen toe met toenemende temperatuur, maar op een bepaald punt stabiliseert de fotosynthesesnelheid terwijl de ademhalingssnelheid blijft stijgen. Dit kan leiden tot uitputting van opgeslagen energie. De netto primaire productiviteit – de hoeveelheid biomassa die door groene planten wordt gecreëerd en die bruikbaar is voor de rest van de voedselketen – vertegenwoordigt de balans tussen fotosynthese en ademhaling, berekend door de energie die verloren gaat aan de ademhaling van de krachtcentrale af te trekken van de totale chemische energie geproduceerd door fotosynthese, ook wel de bruto primaire productiviteit.