Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Grunnleggende om respirasjon
- Veier for respirasjon av planter
- Respirasjon og fotosyntese
- Respirasjon og planteproduktivitet
Gjennom fotosyntesen transformerer planter sollys til potensiell energi i form av de kjemiske bindingene til karbohydratmolekyler. For å bruke den lagrede energien til å drive deres essensielle livsprosesser - fra vekst og reproduksjon til helbredelse av skadede strukturer - må planter imidlertid konvertere den til en brukbar form. Denne konverteringen skjer via cellulær respirasjon, en viktig biokjemisk vei som også finnes i dyr og andre organismer.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Respirasjon utgjør en serie enzymdrevne reaksjoner som lar planter gjøre den lagrede energien til karbohydrater laget via fotosyntese til en form for energi de kan bruke til å styrke vekst og metabolske prosesser.
Grunnleggende om respirasjon
Respirasjon lar planter og andre levende ting frigjøre energien som er lagret i de kjemiske bindingene til karbohydrater som sukker laget av karbondioksid og vann under fotosyntesen. Mens en rekke karbohydrater, så vel som proteiner og lipider, kan brytes ned i respirasjon, tjener glukose vanligvis som modellmolekyl for å demonstrere prosessen, som kan uttrykkes som følgende kjemiske formel:
C6H12O6 (glukose) + 6O2 (oksygen) -> 6CO2 (karbondioksid) + 6H2O (vann) + 32 ATP (energi)
Gjennom en serie enzymtilrettelagte reaksjoner bryter respirasjon de molekylære bindinger av karbohydrater for å skape brukbar energi i form av molekylet adenosintrifosfat (ATP) samt biproduktene av karbondioksid og vann. Varme frigjøres også i prosessen.
Veier for respirasjon av planter
Glykolyse fungerer som det første trinnet i respirasjonen og krever ikke oksygen. Det foregår i cellene cytoplasma og produserer en liten mengde ATP og pyruvinsyre. Dette pyruvat kommer deretter inn i den indre membranen i cellens mitokondrion for den andre fasen av aerob respirasjon - Krebs-syklusen, også kjent som sitronsyresyklus eller trikarboksylsyre (TCA) -vei, som omfatter en serie kjemiske reaksjoner som frigjør elektroner og karbon dioksid. Til slutt kommer elektronene som er frigjort under Krebs-syklusen inn i elektrontransportkjeden, som frigjør energi brukt i en kulminerende oksidativ-fosforyleringsreaksjon for å skape ATP.
Respirasjon og fotosyntese
I en generell forstand kan respirasjon tenkes som det motsatte av fotosyntesen: Inngangene til fotosyntesen - karbondioksid, vann og energi - er resultatene av respirasjon, selv om de kjemiske prosessene i mellom ikke er speilbilder av hverandre. Mens fotosyntesen bare forekommer i nærvær av lys og i kloroplastholdige blader, skjer respirasjon både dag og natt i alle levende celler.
Respirasjon og planteproduktivitet
De relative frekvensene av fotosyntesen, som produserer matmolekyler og respirasjon, som forbrenner matmolekylene for energi, påvirker den totale planteproduktiviteten. Der fotosynteseaktiviteten overstiger respirasjon, fortsetter planteveksten på et høyt nivå. Hvor respirasjonen overstiger fotosyntesen, bremser veksten. Både fotosyntesen og respirasjonen øker med økende temperatur, men på et bestemt punkt nivåer fotosyntesen nivåer av mens respirasjonsfrekvensen fortsetter å eskalere. Dette kan føre til en uttømming av lagret energi. Netto primær produktivitet - mengden biomasse som er skapt av grønne planter som er brukbar for resten av næringskjeden - representerer balansen mellom fotosyntese og respirasjon, beregnet ved å trekke fra energien tapt til kraftverk respirasjon fra den totale kjemiske energien produsert ved fotosyntesen, aka brutto primærproduktivitet.