Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Grundlæggende om respiration
- Veje til plantens respiration
- Respiration og fotosyntese
- Respiration og planteproduktivitet
Gennem fotosyntesen omdanner planter sollys til potentiel energi i form af de kemiske bindinger af kulhydratmolekyler. For at bruge den lagrede energi til at drive deres væsentlige livsprocesser - fra vækst og reproduktion til helbredelse af beskadigede strukturer - skal planter dog omdanne den til en anvendelig form. Denne omdannelse finder sted via cellulær respiration, en vigtig biokemisk vej, der også findes i dyr og andre organismer.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Respiration udgør en række enzymdrevne reaktioner, der gør det muligt for planter at omdanne den lagrede energi fra kulhydrater, der er lavet via fotosyntesen, til en form for energi, de kan bruge til at styrke vækst og metaboliske processer.
Grundlæggende om respiration
Respiration giver planter og andre levende ting mulighed for at frigive den energi, der er gemt i de kemiske bindinger af kulhydrater, såsom sukker, der er fremstillet af kuldioxid og vand under fotosyntesen. Mens en række kulhydrater såvel som proteiner og lipider kan nedbrydes under respiration, fungerer glukose typisk som modelmolekylet til at demonstrere processen, som kan udtrykkes som følgende kemiske formel:
C6H12O6 (glukose) + 6O2 (ilt) -> 6CO2 (kuldioxid) + 6H2O (vand) + 32 ATP (energi)
Gennem en række enzymfaciliteter, bryder respiration de molekylære bindinger af kulhydrater for at skabe brugbar energi i form af molekylet adenosintrifosfat (ATP) såvel som biprodukterne af kuldioxid og vand. Varme frigives også i processen.
Veje til plantens respiration
Glykolyse fungerer som det første trin i respiration og kræver ikke ilt. Det finder sted i cellernes cytoplasma og producerer en lille mængde ATP og pyruvinsyre. Dette pyruvat går derefter ind i den indre membran i cellens mitochondrion for den anden fase af aerob respiration - Krebs-cyklussen, også kendt som citronsyrecyklus eller tricarboxylsyre (TCA) -vej, som omfatter en række kemiske reaktioner, der frigiver elektroner og kulstof dioxid. Endelig kommer elektronerne frigivet under Krebs-cyklussen ind i elektrontransportkæden, som frigiver energi, der bruges i en kulminerende oxidativ-phosphoryleringsreaktion for at skabe ATP.
Respiration og fotosyntese
I en generel forstand kan respiration betragtes som det modsatte af fotosyntesen: fotosyntesens input - kuldioxid, vand og energi - er output af respiration, selvom de kemiske processer derimellem ikke er spejlbillede af hinanden. Mens fotosyntesen kun forekommer i nærvær af lys og i chloroplastholdige blade, finder respiration sted både dag og nat i alle levende celler.
Respiration og planteproduktivitet
De relative fotosyntesesatser, der producerer madmolekyler og respiration, der brænder disse fødevaremolekyler for energi, påvirker den samlede planteproduktivitet. Hvor fotosynteseaktiviteten overstiger respiration, fortsætter plantevæksten på et højt niveau. Hvor respiration overstiger fotosyntesen, bremser væksten. Både fotosyntesen og respirationen stiger med stigende temperatur, men på et bestemt tidspunkt niveauerer fotosyntesen ud, mens respirationsfrekvensen fortsætter med at eskalere. Dette kan føre til en udtømning af lagret energi. Netto primær produktivitet - mængden af biomasse oprettet af grønne planter, der kan bruges til resten af fødekæden - repræsenterer balancen mellem fotosyntese og respiration, beregnet ved at trække energien tabt til kraftværkets respiration fra den samlede kemiske energi produceret ved fotosyntesen, også den primære produktivitet.