Prin fotosinteză, plantele transformă lumina soarelui în energie potențială sub forma legăturilor chimice ale moleculelor de carbohidrați. Cu toate acestea, pentru a folosi acea energie stocată pentru a-și alimenta procesele esențiale de viață - de la creștere și reproducere la vindecarea structurilor deteriorate - plantele trebuie să o transforme într-o formă utilizabilă. Această conversie are loc prin respirația celulară, o cale biochimică majoră întâlnită și la animale și alte organisme.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Respirația constituie o serie de reacții determinate de enzime, care permit plantelor să transforme energia stocată carbohidrații produși prin fotosinteză într-o formă de energie pe care o pot folosi pentru a crește creșterea și metabolizarea proceselor.
Bazele respirației
Respirația permite plantelor și altor ființe vii să elibereze energia stocată în legăturile chimice ale carbohidraților, cum ar fi zaharurile din dioxid de carbon și apă în timpul fotosintezei. În timp ce o varietate de carbohidrați, precum și proteine și lipide, pot fi defalcate în respirație, glucoză servește de obicei ca model de moleculă pentru demonstrarea procesului, care poate fi exprimat ca următorul produs chimic formulă:
C6H12O6 (glucoză) + 6O2 (oxigen) -> 6CO2 (dioxid de carbon) + 6H2O (apă) + 32 ATP (energie)
Printr-o serie de reacții facilitate de enzime, respirația rupe legăturile moleculare ale carbohidraților pentru a crea energie utilizabilă sub forma moleculei adenozin trifosfat (ATP), precum și a produselor secundare ale dioxidului de carbon și apă. Energia termică este, de asemenea, eliberată în acest proces.
Căi de respirație a plantelor
Glicoliza servește ca primul pas în respirație și nu necesită oxigen. Are loc în citoplasma celulei și produce o cantitate mică de ATP și acid piruvic. Acest piruvat intră apoi în membrana interioară a mitocondriului celulei pentru a doua fază a respirației aerobe - ciclul Krebs, cunoscut și ca ciclul acidului citric sau calea acidului tricarboxilic (TCA), care cuprinde o serie de reacții chimice care eliberează electroni și dioxid de carbon. În cele din urmă, electronii eliberați în timpul ciclului Krebs intră în lanțul de transport al electronilor, care eliberează energia utilizată într-o reacție culminantă de oxidare-fosforilare pentru a crea ATP.
Respirație și fotosinteză
Într-un sens general, respirația poate fi gândită ca inversul fotosintezei: intrările fotosintezei - dioxid de carbon, apă și energie - sunt ieșirile respirației, deși procesele chimice dintre ele nu sunt imagini în oglindă. În timp ce fotosinteza are loc numai în prezența luminii și în frunzele care conțin cloroplast, respirația are loc atât ziua cât și noaptea în toate celulele vii.
Respirația și productivitatea plantelor
Ratele relative de fotosinteză, care produce molecule alimentare și respirație, care arde aceste molecule alimentare pentru energie, influențează productivitatea generală a plantelor. Acolo unde activitatea de fotosinteză depășește respirația, creșterea plantelor are loc la un nivel ridicat. Acolo unde respirația depășește fotosinteza, creșterea încetinește. Atât fotosinteza, cât și respirația cresc odată cu creșterea temperaturii, dar la un moment dat, rata fotosintezei se reduce, în timp ce rata respirației continuă să escaladeze. Acest lucru poate duce la epuizarea energiei stocate. Productivitatea primară netă - cantitatea de biomasă creată de plantele verzi care este utilizabilă pentru restul lanțului alimentar - reprezintă echilibrul fotosintezei și respirația, calculată prin scăderea energiei pierdute în respirația centralei electrice din energia chimică totală produsă prin fotosinteză, cunoscută și sub denumirea primară brută productivitate.
