Attraverso la fotosintesi, le piante trasformano la luce solare in energia potenziale sotto forma di legami chimici delle molecole di carboidrati. Tuttavia, per usare quell'energia immagazzinata per alimentare i loro processi vitali essenziali - dalla crescita e riproduzione alla guarigione delle strutture danneggiate - le piante devono convertirle in una forma utilizzabile. Quella conversione avviene attraverso la respirazione cellulare, un importante percorso biochimico che si trova anche negli animali e in altri organismi.
TL; DR (Troppo lungo, non letto)
La respirazione costituisce una serie di enzimi - reazioni guidate che consentono alle piante di trasformare l'energia immagazzinata dai carboidrati prodotti tramite la fotosintesi in una forma di energia che possono utilizzare per alimentare la crescita e i processi metabolici.
Basi di respirazione
La respirazione consente alle piante e ad altri esseri viventi per liberare l'energia immagazzinata nei legami chimici dei carboidrati come gli zuccheri fatti di anidride carbonica e acqua durante la fotosintesi. Mentre una varietà di carboidrati, oltre a proteine e lipidi, può essere analizzata durante la respirazione, il glucosio serve tipicamente come molecola modello per la dimostrazione del processo, che può essere espressa come la seguente formula chimica:
C < sub> 6H 12O 6 (glucosio) + 6O 2 (ossigeno) - > 6CO 2 (anidride carbonica) + 6H 2O (acqua) + 32 ATP (energia) Attraverso una serie di reazioni agevolate dagli enzimi, la respirazione rompe i legami molecolari dei carboidrati per creare energia utilizzabile nella forma della molecola adenosina trifosfato (ATP) così come i sottoprodotti di anidride carbonica e acqua. Anche l'energia termica viene rilasciata nel processo. Vie della respirazione delle piante La glicolisi è il primo passo nella respirazione e non richiede ossigeno. Si svolge nel citoplasma della cellula e produce una piccola quantità di ATP e acido piruvico. Questo piruvato entra quindi nella membrana interna del mitocondrio della cellula per la seconda fase della respirazione aerobica - il ciclo di Krebs, noto anche come ciclo dell'acido citrico o acido tricarbossilico (TCA), che comprende una serie di reazioni chimiche che rilasciano elettroni e carbonio diossido. Infine, gli elettroni liberati durante il ciclo di Krebs entrano nella catena di trasporto degli elettroni, che rilascia energia utilizzata in una reazione di ossidazione-fosforilazione culminante per creare ATP. Respirazione e fotosintesi In senso generale la respirazione può essere pensata come il contrario della fotosintesi: gli input della fotosintesi - anidride carbonica, acqua ed energia - sono gli output della respirazione, sebbene i processi chimici intermedi non siano immagini speculari l'uno dell'altro. Mentre la fotosintesi avviene solo in presenza di luce e nelle foglie contenenti cloroplasti, la respirazione avviene sia di giorno che di notte in tutte le cellule viventi. Respirazione e produttività delle piante I tassi relativi di fotosintesi, che produce molecole di cibo e la respirazione, che brucia quelle molecole di cibo per l'energia, influenza la produttività generale dell'impianto. Dove l'attività di fotosintesi supera la respirazione, la crescita delle piante procede a un livello elevato. Dove la respirazione supera la fotosintesi, la crescita rallenta. Sia la fotosintesi che la respirazione aumentano all'aumentare della temperatura, ma ad un certo punto, il tasso di fotosintesi diminuisce mentre la frequenza respiratoria continua ad aumentare. Ciò può comportare un esaurimento dell'energia immagazzinata. La produttività primaria netta - la quantità di biomassa creata dalle piante verdi che è utilizzabile per il resto della catena alimentare - rappresenta l'equilibrio della fotosintesi e della respirazione, calcolato sottraendo l'energia persa alla respirazione della centrale elettrica dall'energia chimica totale prodotta dalla fotosintesi, alias la produttività primaria lorda.
