ความหมายของการหายใจของพืช

ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะเปลี่ยนแสงแดดเป็นพลังงานศักย์ในรูปของพันธะเคมีของโมเลกุลคาร์โบไฮเดรต อย่างไรก็ตาม เพื่อใช้พลังงานที่สะสมไว้เพื่อขับเคลื่อนกระบวนการสำคัญในชีวิต ตั้งแต่การเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ไปจนถึงการรักษาโครงสร้างที่เสียหาย พืชจะต้องแปลงให้อยู่ในรูปแบบที่ใช้งานได้ การเปลี่ยนแปลงนั้นเกิดขึ้นผ่านการหายใจระดับเซลล์ ซึ่งเป็นวิถีทางชีวเคมีที่สำคัญที่พบในสัตว์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

การหายใจประกอบด้วยชุดของปฏิกิริยาที่ขับเคลื่อนด้วยเอนไซม์ซึ่งทำให้พืชเปลี่ยนพลังงานที่สะสมไว้ของ คาร์โบไฮเดรตที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงให้อยู่ในรูปของพลังงานที่สามารถใช้กระตุ้นการเจริญเติบโตและการเผาผลาญ กระบวนการ

การหายใจทำให้พืชและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ในพันธะเคมีของคาร์โบไฮเดรต เช่น น้ำตาลที่ทำจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ในขณะที่คาร์โบไฮเดรตหลายชนิด เช่นเดียวกับโปรตีนและไขมัน อาจถูกทำลายลงในการหายใจ กลูโคส มักจะทำหน้าที่เป็นโมเลกุลแบบจำลองสำหรับสาธิตกระบวนการ ซึ่งสามารถแสดงเป็นสารเคมีดังต่อไปนี้ สูตร:

ค₆โฮ₁₂โอ₆ (กลูโคส) + 6O₂ (ออกซิเจน) --> 6CO₂ (คาร์บอนไดออกไซด์) + 6H₂O (น้ำ) + 32 ATP (พลังงาน)

ผ่านชุดของปฏิกิริยาที่อำนวยความสะดวกด้วยเอนไซม์ การหายใจจะทำลายพันธะโมเลกุลของคาร์โบไฮเดรตเพื่อสร้าง พลังงานที่ใช้งานได้ในรูปของโมเลกุลอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) ตลอดจนผลพลอยได้ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และ น้ำ. พลังงานความร้อนก็ถูกปล่อยออกมาในกระบวนการเช่นกัน

Glycolysis ทำหน้าที่เป็นขั้นตอนแรกในการหายใจและไม่ต้องการออกซิเจน มันเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์และผลิต ATP และกรดไพรูวิกจำนวนเล็กน้อย จากนั้นไพรูเวตนี้จะเข้าสู่เยื่อหุ้มชั้นในของไมโทคอนเดรียของเซลล์ในช่วงที่สองของการหายใจแบบใช้ออกซิเจน - วัฏจักรเครบส์หรือที่เรียกว่า วัฏจักรกรดซิตริกหรือวิถีกรดไตรคาร์บอกซิลิก (TCA) ซึ่งรวมชุดของปฏิกิริยาเคมีที่ปล่อยอิเล็กตรอนและคาร์บอนไดออกไซด์ ในที่สุด อิเล็กตรอนที่ปลดปล่อยออกมาในระหว่างวงจร Krebs จะเข้าสู่ห่วงโซ่การลำเลียงอิเล็กตรอน ซึ่งจะปล่อยพลังงานที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาออกซิเดชัน-ฟอสโฟรีเลชันขั้นสุดยอดเพื่อสร้าง ATP

ในความหมายทั่วไป การหายใจถือได้ว่าเป็นการย้อนกลับของการสังเคราะห์ด้วยแสง: ปัจจัยการผลิตของการสังเคราะห์ด้วยแสง – คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำและพลังงาน - เป็นผลลัพธ์ของการหายใจ แม้ว่ากระบวนการทางเคมีระหว่างนั้นไม่ใช่ภาพสะท้อนของกันและกัน ในขณะที่การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีแสงและในใบที่มีคลอโรพลาสต์เท่านั้น การหายใจเกิดขึ้นทั้งกลางวันและกลางคืนในเซลล์ที่มีชีวิตทั้งหมด

อัตราสัมพัทธ์ของการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งผลิตโมเลกุลอาหารและการหายใจ ซึ่งเผาผลาญโมเลกุลอาหารเหล่านั้นให้เป็นพลังงาน มีอิทธิพลต่อผลผลิตโดยรวมของพืช เมื่อกิจกรรมการสังเคราะห์แสงเกินการหายใจ การเจริญเติบโตของพืชจะดำเนินการในระดับสูง ที่ซึ่งการหายใจเกินการสังเคราะห์ด้วยแสง การเจริญเติบโตช้า ทั้งการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น แต่เมื่อถึงจุดหนึ่ง อัตราการสังเคราะห์แสงจะลดลงในขณะที่อัตราการหายใจยังคงเพิ่มสูงขึ้น สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การหมดพลังงานที่เก็บไว้ ผลผลิตขั้นต้นสุทธิ – ปริมาณชีวมวลที่สร้างขึ้นโดยพืชสีเขียวที่ใช้ได้กับส่วนที่เหลือของห่วงโซ่อาหาร – แสดงถึงความสมดุลของการสังเคราะห์ด้วยแสงและ การหายใจ คำนวณโดยการลบพลังงานที่สูญเสียไปให้กับการหายใจของโรงไฟฟ้าจากพลังงานเคมีทั้งหมดที่เกิดจากการสังเคราะห์ด้วยแสง หรือที่เรียกว่าขั้นต้นขั้นต้น ผลผลิต