Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- Légzés alapjai
- A növények légzésének útjai
- Légzés és fotoszintézis
- Légzés és növényi termelékenység
A fotoszintézis révén a növények a napfényt potenciális energiává alakítják szénhidrátmolekulák kémiai kötései formájában. Ahhoz, hogy a tárolt energiát alapvető életfolyamatainak - a növekedéstől és a szaporodástól a sérült struktúrák gyógyulásához - történő felhasználására használják, a növényeknek felhasználható formába kell alakítaniuk. Ez az átalakulás sejtes légzés útján valósul meg, amely egy fontos biokémiai út az állatokban és más szervezetekben is.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
A légzés egy enzimvezérelt reakció sorozatát képezi, amely lehetővé teszi a növények számára, hogy a fotoszintézissel előállított szénhidrátok tárolt energiáját olyan energia formává alakítsák, amelyet fel tudnak használni a növekedés és az anyagcserének folyamatához.
Légzés alapjai
A légzés lehetővé teszi, hogy a növények és más élőlények felszabadítsák a szénhidrátok kémiai kötéseiben tárolt energiát, például a szén-dioxidból és a vízből előállított cukrokat a fotoszintézis során. Noha a légzés során különféle szénhidrátok, valamint fehérjék és lipidek bonthatók le, a glükóz jellemzően modellmolekulaként szolgál a folyamat bemutatására, amely a következő kémiai képlettel fejezhető ki:
C6H12O6 (glükóz) + 6O2 (oxigén) -> 6CO2 (szén-dioxid) + 6H2O (víz) + 32 ATP (energia)
Az enzim által elősegített reakciók sorozatán keresztül a légzés megszakítja a szénhidrátok molekuláris kötéseit, így felhasználható energiát hoz létre a molekula adenozin-trifoszfát (ATP) formájában, valamint a szén-dioxid és a víz melléktermékein. A folyamat során hőenergia is felszabadul.
A növények légzésének útjai
A glikolízis a légzés első lépése, és nem igényel oxigént. A sejtek citoplazmájában zajlik, és kis mennyiségű ATP-t és piruvasavat termel. Ez a piruvát ezután belép a sejt mitokondriumának belső membránjába az aerob légzés második fázisa céljából - a Krebsi ciklus, más néven citromsav-ciklus vagy trikarbonsav (TCA) út, amely kémiai reakciók sorozatát foglalja magában, amelyek elektronokat és szént engednek fel dioxid. Végül, a Krebsi ciklus során felszabadult elektronok belépnek az elektronszállító láncba, amely energiát szabadít fel az oxidatív-foszforilációs reakció csúcspontjában az ATP létrehozására.
Légzés és fotoszintézis
Általános értelemben a légzést a fotoszintézis fordított részének lehet tekinteni: A fotoszintézis bemenete - a szén-dioxid, a víz és az energia - a légzés kimenete, bár a köztük levõ kémiai folyamatok nem tükörképei. Míg a fotoszintézis csak fény jelenlétében és kloroplaszttartalmú levelekben zajlik, addig a légzés minden élő sejtben nappal és éjszaka zajlik.
Légzés és növényi termelékenység
Az élelmiszerek molekuláit előállító fotoszintézis és a légzés, amely energiát éget az élelmiszerek molekuláinak viszonylagos aránya, befolyásolja az általános növényi termelékenységet. Ahol a fotoszintézis aktivitás meghaladja a légzést, a növény növekedése magas szinten megy végbe. Ahol a légzés meghaladja a fotoszintézist, a növekedés lelassul. Mind a fotoszintézis, mind a légzés növekszik a hőmérséklet emelkedésével, de egy bizonyos ponton a fotoszintézis sebessége csökken, miközben a légzési sebesség továbbra is növekszik. Ez a tárolt energia kimerüléséhez vezethet. A nettó elsődleges termelékenység - a zöld növények által létrehozott biomassza azon mennyisége, amely felhasználható az élelmiszerlánc többi részéhez - képviseli a fotoszintézis és a légzés egyensúlyát, amelyet úgy számítunk ki, hogy az erőmű légzéséhez vesztett energiát kivonják a teljes fotoszintézis által termelt kémiai energiaból, más néven a bruttó elsődleges termelékenység.