Genom fotosyntes omvandlar växter solljus till potentiell energi i form av kemiska bindningar av kolhydratmolekyler. Men för att använda den lagrade energin för att driva sina väsentliga livsprocesser - från tillväxt och reproduktion till läkning av skadade strukturer - måste växterna konvertera den till en användbar form. Den omvandlingen sker via cellulär andning, en viktig biokemisk väg som också finns hos djur och andra organismer.

TL; DR (för länge, läste inte)

Respiration utgör en serie enzym -driven reaktioner som tillåter växter att vända den lagrade energin av kolhydrater gjorda via fotosyntes till en form av energi som de kan använda för att driva tillväxt och metaboliska processer.

Respiration Basics

Andning gör det möjligt för växter och andra levande saker för att frigöra den energi som lagras i de kemiska bindningarna av kolhydrater, såsom socker från koldioxid och vatten under fotosyntesen. Medan en mängd olika kolhydrater, liksom proteiner och lipider kan brytas ned vid andning, fungerar glukos vanligtvis som modellmolekyl för att demonstrera processen, som kan uttryckas som följande kemiska formel:

C < sub> 6H _{12O 6 (glukos) + 6O 2 (syre) -> 6CO 2 (koldioxid) + 6H 2O (vatten) + 32 ATP (energi)}

Genom en serie enzymreparerade reaktioner bryts andningen kolhydraternas molekylära bindningar för att skapa användbar energi i form av molekylen adenosintrifosfat (ATP) samt biprodukterna av koldioxid och vatten. Värmeenergi frigörs också i processen.

Glykolys fungerar som det första steget i andning och kräver inte syre. Det sker i cellens cytoplasma och producerar en liten mängd ATP och pyruvsyra. Denna pyruvat går sedan in i det inre membranet hos cellens mitokondrion för den andra fasen av aerob andning - Krebs-cykeln, även känd som citronsyracykeln eller tricarboxylsyra (TCA) -vägen, som omfattar en serie kemiska reaktioner som släpper ut elektroner och kol dioxid. Slutligen matar de elektroner som frigörs under Krebs-cykeln in i elektrontransportkedjan, som frigör energi som används i en kulminerad oxidativ fosforyleringsreaktion för att skapa ATP.

Respiration and Photosynthesis

I allmänhet , andning kan betraktas som baksidan av fotosyntesen: Inspelningarna i fotosyntesen - koldioxid, vatten och energi - är andningens utmatningar, även om de kemiska processerna däremellan inte är spegelbilder av varandra. Medan fotosyntes endast uppträder i närvaro av ljus och i kloroplasthaltiga löv, sker andning både dag och natt i alla levande celler.

Respiration och växtproduktivitet

De relativa hastigheterna för fotosyntes, som producerar matmolekyler och andning, som bränner dessa livsmedelsmolekyler för energi, påverkar den totala växtproduktiviteten. Om fotosyntesaktiviteten överstiger andningen, fortsätter växttillväxten på en hög nivå. Där andning överstiger fotosyntesen, saktar tillväxten. Både fotosyntes och andning ökar med ökande temperaturer, men vid viss tid sänker fotosyntesens hastighet medan andningsfrekvensen fortsätter att eskalera. Detta kan leda till en utarmning av lagrad energi. Netto primärproduktivitet - mängden biomassa som skapas av gröna växter som kan användas för resten av livsmedelskedjan - representerar balansen mellan fotosyntes och andning, beräknat genom att subtrahera den energi som förloras för kraftverkets andning från den totala kemiska energin som produceras genom fotosyntes, aka brutto primär produktivitet.