Definition av växtandning

Genom fotosyntes omvandlar växter solljus till potentiell energi i form av de kemiska bindningarna av kolhydratmolekyler. Men för att använda den lagrade energin för att driva sina väsentliga livsprocesser - från tillväxt och reproduktion till läkning av skadade strukturer - måste växter omvandla den till en användbar form. Den omvandlingen sker via cellulär andning, en viktig biokemisk väg som också finns i djur och andra organismer.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Andning utgör en serie enzymdrivna reaktioner som gör det möjligt för växter att förvandla den lagrade energin kolhydrater som görs via fotosyntes till en form av energi som de kan använda för att driva tillväxt och metaboliska ämnen processer.

Andning tillåter växter och andra levande saker att frigöra den energi som lagras i de kemiska bindningarna av kolhydrater, såsom sockerarter gjorda av koldioxid och vatten under fotosyntes. Medan en mängd olika kolhydrater, såväl som proteiner och lipider, kan brytas ner i andningen, glukos tjänar typiskt som modellmolekyl för att demonstrera processen, som kan uttryckas som följande kemikalie formel:

C₆H₁₂O₆ (glukos) + 6O₂ (syre) -> 6CO₂ (koldioxid) + 6H₂O (vatten) + 32 ATP (energi)

Genom en serie enzymlättade reaktioner bryter andningen kolesterolernas molekylära bindningar för att skapa användbar energi i form av molekylen adenosintrifosfat (ATP) samt biprodukter av koldioxid och vatten. Värmeenergi frigörs också under processen.

Glykolys fungerar som det första steget i andningen och kräver inte syre. Det äger rum i cellens cytoplasma och producerar en liten mängd ATP och pyruvinsyra. Detta pyruvat kommer sedan in i det inre membranet i cellens mitokondrion under den andra fasen av aerob andning - Krebs-cykeln, även känd som citronsyracykeln eller trikarboxylsyran (TCA), som omfattar en serie kemiska reaktioner som frigör elektroner och koldioxid. Slutligen kommer elektronerna som frigörs under Krebs-cykeln in i elektrontransportkedjan, som frigör energi som används i en kulminerande oxidativ-fosforyleringsreaktion för att skapa ATP.

I allmänhet kan andning betraktas som det motsatta av fotosyntes: Ingångarna för fotosyntes - koldioxid, vatten och energi - är andningsresultaten, även om de kemiska processerna däremellan inte är spegelbilder av varandra. Medan fotosyntes endast sker i närvaro av ljus och i kloroplasthaltiga löv, sker andning både dag och natt i alla levande celler.

De relativa hastigheterna för fotosyntes, som producerar matmolekyler och andning, som bränner dessa matmolekyler för energi, påverkar den totala växtproduktiviteten. Där fotosyntesaktiviteten överstiger andningen fortsätter växttillväxten på en hög nivå. Där andningen överstiger fotosyntes, saktar tillväxten. Både fotosyntes och andning ökar med ökande temperatur, men vid en viss punkt nivån av fotosyntes nivåer ut medan andningsfrekvensen fortsätter att eskalera. Detta kan leda till en utarmning av lagrad energi. Primär nettoproduktivitet - mängden biomassa som skapas av gröna växter som är användbar för resten av livsmedelskedjan - representerar balansen mellan fotosyntes och andning, beräknad genom att subtrahera den energi som går förlorad till kraftanläggningens andning från den totala kemiska energin som produceras genom fotosyntes, aka brutto primär produktivitet.