Definicja oddychania roślin

Zawartość

• TL; DR (Too Long; Didnt Read)
• Podstawy oddychania
• Drogi oddychania roślin
• Oddychanie i fotosynteza
• Oddychanie i wydajność roślin

Poprzez fotosyntezę rośliny przekształcają światło słoneczne w energię potencjalną w postaci wiązań chemicznych cząsteczek węglowodanów. Jednak aby wykorzystać tę zgromadzoną energię do zasilania niezbędnych procesów życiowych - od wzrostu i reprodukcji po leczenie uszkodzonych struktur - rośliny muszą przekształcić je w użyteczną formę. Ta konwersja odbywa się poprzez oddychanie komórkowe, główny szlak biochemiczny występujący również u zwierząt i innych organizmów.

TL; DR (Too Long; Didnt Read)

Oddychanie stanowi szereg reakcji enzymatycznych, które umożliwiają roślinom przekształcenie zmagazynowanej energii węglowodanów wytworzonych w procesie fotosyntezy w formę energii, którą mogą wykorzystać do zwiększenia mocy i procesów metabolicznych.

Podstawy oddychania

Oddychanie pozwala roślinom i innym żywym istotom uwalniać energię zgromadzoną w wiązaniach chemicznych węglowodanów, takich jak cukry wytwarzane z dwutlenku węgla i wody podczas fotosyntezy. Podczas gdy różne węglowodany, a także białka i lipidy, mogą być rozkładane podczas oddychania, glukoza zazwyczaj służy jako modelowa cząsteczka do demonstracji procesu, którą można wyrazić jako następujący wzór chemiczny:

do₆H.₁₂O₆ (glukoza) + 60₂ (tlen) -> 6CO₂ (dwutlenek węgla) + 6H₂O (woda) + 32 ATP (energia)

W wyniku szeregu reakcji enzymatycznych oddychanie przerywa wiązania molekularne węglowodanów, aby wytworzyć użyteczną energię w postaci cząsteczki trifosforanu adenozyny (ATP), a także produktów ubocznych dwutlenku węgla i wody. W tym procesie uwalniana jest również energia cieplna.

Drogi oddychania roślin

Glikoliza służy jako pierwszy krok w oddychaniu i nie wymaga tlenu. Odbywa się w cytoplazmie komórek i wytwarza niewielką ilość ATP i kwasu pirogronowego. Pirogronian ten wchodzi następnie do wewnętrznej błony mitochondrium komórki w drugiej fazie oddychania tlenowego - w cyklu Krebsa, znanym również jako cykl kwasu cytrynowego lub szlak kwasu trikarboksylowego (TCA), który obejmuje szereg reakcji chemicznych uwalniających elektrony i węgiel dwutlenek. Wreszcie elektrony uwolnione podczas cyklu Krebsa wchodzą do łańcucha transportu elektronów, który uwalnia energię wykorzystywaną w kulminacyjnej reakcji oksydacyjno-fosforylacyjnej w celu wytworzenia ATP.

Oddychanie i fotosynteza

W ogólnym sensie oddychanie można traktować jako odwrotność fotosyntezy: wkłady fotosyntezy - dwutlenek węgla, woda i energia - są efektami oddychania, chociaż procesy chemiczne pomiędzy nimi nie są odbiciami lustrzanymi. Podczas gdy fotosynteza zachodzi tylko w obecności światła i liści zawierających chloroplast, oddychanie zachodzi zarówno w dzień, jak iw nocy we wszystkich żywych komórkach.

Oddychanie i wydajność roślin

Względne tempo fotosyntezy, która wytwarza cząsteczki żywności, oraz oddychanie, które spalają te cząsteczki żywności w celu uzyskania energii, wpływają na ogólną wydajność roślin. Tam, gdzie aktywność fotosyntezy przewyższa oddychanie, wzrost roślin przebiega na wysokim poziomie. Tam, gdzie oddychanie przekracza fotosyntezę, wzrost spowalnia. Zarówno fotosynteza, jak i oddychanie zwiększają się wraz ze wzrostem temperatury, ale w pewnym momencie tempo fotosyntezy spada, podczas gdy tempo oddychania nadal rośnie. Może to prowadzić do wyczerpania zmagazynowanej energii. Produktywność pierwotna netto - ilość biomasy wytworzonej przez rośliny zielone, która jest użyteczna dla reszty łańcucha pokarmowego - reprezentuje równowagę fotosyntezy i oddychania, obliczoną poprzez odjęcie energii utraconej przez oddychanie elektrowni od całkowitej energii chemicznej wytwarzanej przez fotosyntezę, alias produktywność pierwotna brutto.