Obsah
- TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
- Základy dýchania
- Cesty dýchania rastlín
- Dýchanie a fotosyntéza
- Dýchanie a produktivita rastlín
Fotosyntézou transformujú rastliny slnečné svetlo na potenciálnu energiu vo forme chemických väzieb molekúl uhľohydrátov. Aby sa však táto uložená energia mohla použiť na pohon svojich základných životných procesov - od rastu a reprodukcie po liečenie poškodených štruktúr - rastliny ju musia premeniť na použiteľnú formu. K tejto premene dochádza prostredníctvom bunkového dýchania, hlavnej biochemickej cesty, ktorá sa vyskytuje aj u zvierat a iných organizmov.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Dýchanie predstavuje sériu reakcií riadených enzýmami, ktoré umožňujú rastlinám premieňať uloženú energiu uhľohydrátov produkovaných fotosyntézou na formu energie, ktorú môžu použiť na podporu rastu a metabolických procesov.
Základy dýchania
Dýchanie umožňuje rastlinám a iným živým organizmom uvoľňovať počas fotosyntézy energiu uloženú v chemických väzbách uhľovodíkov, ako sú cukry vyrobené z oxidu uhličitého a vody. Zatiaľ čo pri respirácii sa môže štiepiť celý rad uhľohydrátov, ako aj bielkovín a lipidov, glukóza zvyčajne slúži ako modelová molekula na demonštráciu procesu, ktorý možno vyjadriť ako nasledujúci chemický vzorec:
C6H12O6 (glukóza) + 6O2 (kyslík) -> 6CO2 (oxid uhličitý) + 6H2O (voda) + 32 ATP (energia)
Prostredníctvom série enzýmovo podporovaných reakcií dýchanie prerušuje molekulárne väzby uhľohydrátov, aby sa vytvorila použiteľná energia vo forme molekuly adenozíntrifosfát molekuly (ATP), ako aj vedľajšie produkty oxidu uhličitého a vody. V procese sa tiež uvoľňuje tepelná energia.
Cesty dýchania rastlín
Glykolýza slúži ako prvý krok pri dýchaní a nevyžaduje kyslík. Uskutočňuje sa v cytoplazme buniek a produkuje malé množstvo ATP a kyseliny pyruvovej. Tento pyruvát potom vstupuje do vnútornej membrány mitochondrie bunky pre druhú fázu aeróbneho dýchania - Krebsov cyklus, známy tiež ako cyklus kyseliny citrónovej alebo kyselina trikarboxylová (TCA), ktorá zahŕňa rad chemických reakcií, ktoré uvoľňujú elektróny a uhlík. uhličitý. Nakoniec elektróny uvoľnené počas Krebsovho cyklu vstupujú do dopravného reťazca elektrónov, ktorý uvoľňuje energiu použitú pri kulminujúcej oxidačno-fosforylačnej reakcii na vytvorenie ATP.
Dýchanie a fotosyntéza
Vo všeobecnom zmysle možno dýchanie považovať za reverziu fotosyntézy: Vstupy fotosyntézy - oxid uhličitý, voda a energia - sú výstupmi respirácie, hoci chemické procesy medzi nimi nie sú vzájomnými zrkadlovými obrazmi. Zatiaľ čo fotosyntéza sa vyskytuje iba v prítomnosti svetla a v listoch obsahujúcich chloroplasty, dýchanie sa uskutočňuje vo dne aj v noci vo všetkých živých bunkách.
Dýchanie a produktivita rastlín
Relatívne rýchlosti fotosyntézy, ktorá produkuje molekuly potravín, a dýchanie, ktoré tieto molekuly potravín spaľujú na energiu, ovplyvňujú celkovú produktivitu rastlín. Tam, kde aktivita fotosyntézy presiahne dýchanie, rast rastlín pokračuje na vysokej úrovni. Ak dýchanie presiahne fotosyntézu, rast sa spomalí. Fotosyntéza aj dýchanie sa zvyšujú so zvyšujúcou sa teplotou, ale v určitom okamihu rýchlosť fotosyntézy ustupuje, zatiaľ čo rýchlosť dýchania sa neustále zvyšuje. To môže viesť k vyčerpaniu akumulovanej energie. Čistá primárna produktivita - množstvo biomasy vytvorenej zelenými rastlinami, ktoré je použiteľné pre zvyšok potravinového reťazca - predstavuje zostatok fotosyntézy a dýchania, vypočítaný odpočítaním stratenej energie pri dýchaní elektrárne od celkovej chemickej energie produkovanej fotosyntézou, aka hrubá primárna produktivita.