Kasvien hengityksen, tekijöiden, prosessien ja mekanismien määritelmä

June 28, 2021
SisäänSekalaista

Nopea lukulistanäytä

1.Määritelmä hengitys

2.Hengityksen tyypit ja substraatit

2.1.Hengitystyypit

2.2.Hengityssubstraatti

3.Hengitysmekanismi

3.1.Aerobinen hengitysmekanismi

3.2.Glykolyysi

3.3.Pyruvaatin hapettava dekarboksylointi

3.4.Krebsin sykli

3.5.Elektronien kulkeutuminen ja hapettava fosforylaatio

3.6.Pentoosifosfaattireitti Jalur

3.7.Anaerobinen hengitysmekanismi

4.Elintarvikkeiden varastointi

5.Kemiallinen reaktio

6.Glykolyysi ja aerobinen prosessi

6.1.Glykolyysiprosessi

6.2.Aerobinen hengitys

7.Ero aerobisen hengityksen ja anaerobisen hengityksen välillä

8.Hengitykseen vaikuttavat tekijät

8.1.Jaa tämä:

8.2.Aiheeseen liittyvät julkaisut:

Määritelmä hengitys

Hengitys on prosessi, jolla vapautetaan energialähteisiin varastoitua energiaa happea käyttävien kemiallisten prosessien kautta. Hengitys voidaan tulkita myös orgaanisten yhdisteiden hapetusreaktioksi energian tuottamiseksi. Tätä energiaa käytetään solutoimintaan ja kasvien elämään, kuten synteesiin (anaboliaan), liikkumiseen, kasvuun, kehitykseen. Hengitysprosessista tuotettu kemiallinen energia on kemiallista energiaa ATP: n tai muiden korkeaenergisten yhdisteiden (NADH ja FADH) muodossa. Hengitys tuottaa myös hiilidioksidia, jolla on merkitys luonnon hiilitasapainossa.

instagram viewer

Hengitys kasveissa tapahtuu päivällä ja yöllä, koska valo ei ole vaatimus. Joten hengitysprosessi tapahtuu aina niin kauan kuin kasvit elävät.

Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: 4 Aerobinen VS-anaerobinen hengitys: määritelmä, vaiheet, luokitus ja erot

Ystävällinen ja Alusta Hengitys

Sekalaiset Hengitys

Hengityksen tarpeen perusteella hengitys voidaan jakaa kahteen tyyppiin:

Aerobinen hengitys, nimittäin hengitystä, joka vaatii happea, sen hajoaminen on täydellinen energian, hiilidioksidin ja vesihöyryn tuottamiseksi.
Anaerobinen hengitys on hengitystä, joka ei vaadi happea, mutta orgaanisen aineen hajoaminen on kesken. Hengitys on harvinaista, vain erityisolosuhteissa.

Hengityssubstraatti

Hengityssubstraatti on mikä tahansa osittain hapetettu kasvien orgaaninen materiaali ( hapettunut) tai täydellinen pelkistyminen (hiilidioksidiksi ja vesihöyryksi) aineenvaihdunnassa hengitys. Yleensä hengityssubstraatti on aine, joka kertyy suhteellisen suurina määrinä kasvisoluihin eikä ole hajoamisen välituote. Hajoamistuotteita kutsutaan yleensä välimetaboliitteiksi.

Hiilihydraatit ovat tärkein substraatti hengitykselle kasvisoluissa, joissa glukoosi on ensimmäinen molekyyli. Tärkeimmät hengityssubstraatit hiilihydraattien joukossa ovat sakkaroosi (disakkaridit = glukoosi ja fruktoosi) ja tärkkelys (usein kasvisoluissa hiilihydraattivarastoina). Joissakin kasvikudoksissa hiilihydraattien lisäksi muut yhdisteet voivat joskus toimia substraatteina hengitykselle. Tietyt siemenet, kuten jatropha, sisältävät erittäin runsaasti rasvaa alkumateriaalia ympäröivässä endospermikudoksessa. Muutaman ensimmäisen itämispäivän aikana tämä rasva muuttuu sakkaroosiksi, jonka kasvava alkio imee ja hengittää.

Tietyissä olosuhteissa joissakin kasvikudoksissa joitain orgaanisia happoja voidaan käyttää hengityselinten substraateina, esimerkiksi hiilipitoisia orgaanisia happoja neljä (omenahappo), jotka varastoidaan mehukkaiden Crassulaceae-kasvien perheiden lehtiin, tämä omenahappo hengitetään hiilidioksidiksi ja vedeksi erityinen; kahden hiilen orgaanista happoa (glykolihappoa), jota varastoidaan useimpien korkeampien kasvien valaistuihin lehtiin, voidaan käyttää myös hengitykseen. Proteiinia hengitetään harvoin paitsi tietyissä olosuhteissa. Proteiini toimii hengityssubstraattina siementen itämisen alkuvaiheessa, joka sisältää runsaasti proteiinia ruokareservinä. Proteiinit muutetaan aminohapoiksi, jotka sitten muutetaan hiilihydraattien hengityksen välituoteyhdisteiksi. Siten aminohapot hengitetään glukoosihengityksen käyttämällä reitillä.

Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Määritelmä rikkakasvien torjunta ja esimerkit

Hengitysmekanismi

Aerobinen hengitysmekanismi

Hiilihydraatin, kuten glukoosin, hengitysreaktio (tunnetaan myös nimellä biologinen hapetus) tapahtuu neljässä vaiheet, nimittäin glykolyysi, pyruvaatin oksidatiivinen dekarboksylaatio, sitraattisykli ja terminaalinen hapetus ketjussa hengitys.

Glykolyysi

Glykolyysi on sarja kemiallisia reaktioita, jotka muuttavat heksoosisokerin, yleensä glukoosin, pyruviinihapoksi. Glykolyysireaktiot tapahtuvat solun sytoplasmassa eivätkä vaadi hapen läsnäoloa. Glykolyysi voidaan jakaa kahteen päävaiheeseen, nimittäin:

Valmistusvaihe (glukoosi muutetaan kahdeksi kolmihiiliseksi yhdisteeksi)
Tässä vaiheessa glukoosi fosforyloidaan ensin ATP: n ja heksokinaasientsyymin avulla glukoosi-6-fosfaatin ja ADP: n muodostamiseksi. Seuraava reaktio käsittää aldoosisokerin muuttamisen ketoosisokeriksi. Tätä reaktiota katalysoi fosfoglukoisomeraasientsyymi ja se aiheuttaa ATP: n ja fosfofruktokinaasientsyymin fosforyloiman glukoosi-6-fosfaatin muuntumisen fruktoosi-1,6-difosfaatin ja ADP: n tuottamiseksi. Lisäksi fruktoosi-1,6-difosfaatti hajotetaan aldolaasientsyymin avulla kahteen kolmen hiiliyhdisteen molekyyliin, nimittäin glyseraldehydi-3-fosfaattiin ja dihydroasetonifosfaattiin. Dihydroasetonifosfaatti katalysoidaan fosfotrioosi-isomeraasin entsyymin avulla glyseraldehydi-3-fosfaattiyhdisteiden muodostamiseksi. Joten tässä vaiheessa tuotetaan kaksi glyseridi-3-fosfaattia. Tässä vaiheessa ei tuoteta energiaa, mutta se vaatii 2 ATP-energiaa.
Hapetusvaihe (Kolme hiiliyhdistettä muutetaan pyruviinihapoksi)
Kaksi glyseraldehydi-3-fosfaattiyhdistettä muutetaan 1,3-difosfoglyseraatiksi. Tämä reaktio sisältää epäorgaanisen fosfaatin lisäämisen ensimmäiseen hiileen ja NAD: n pelkistämisen NADH2: ksi fosfoglyseraldehydidehydrogenaasin entsyymin avulla. ADP: n ja fosfoglyseriinikinaasientsyymin läsnä ollessa 1,3-difosfoglyseriinihappo muutetaan 3-fosfoglyseriinihapoksi ja muodostuu ATP. 3-fosfoglyseriinihappo muuttuu edelleen 2-fosfoglyseriinihapoksi fosfoglyseromutaasientsyymin aktiivisuuden avulla. Veden vapautuminen 2-fosfoglyseraatista enolaasientsyymin avulla muodostaa fosfoenolipyruviinihapon. ADP: n ja pyruvaattikinaasin läsnä ollessa fosfoenolipyruviinihappo muuttuu pyrohapoksi ja muodostuu ATP. Tässä vaiheessa tuotetaan kaksi pyruviinihappomolekyyliä. Tässä vaiheessa tuotetaan myös 2 NADH2: ta ja 4 ATP: tä.

Pyruvaatin hapettava dekarboksylointi

Pyruvaatin hapettava dekarboksylointi on välireaktio, joka tuottaa asetyyli-CoA: ta. Pyruvaatin oksidatiivinen dekarboksylointi on prosessi, jossa muunnetaan loppuvaiheessa tuotettu pyruvihappo glykolyysi asetyyli-CoA-yhdisteiksi, jotka reagoiden oksaloetikkahapon kanssa tulevat sisään krebs-sykli. Reaktio tapahtuu ulommalla mitokondrioiden kalvolla. Tämä reaktio on hyvin monimutkainen ja vaatii useita kofaktoreita ja entsyymikompleksia.

Ensimmäinen vaihe on kompleksin muodostaminen TPP: n ja pyruvaatin välille, jota seuraa pyruviinihapon dekarboksylointi. Toisessa vaiheessa dekarboksyloinnin jälkeen jäljelle jäänyt asetaldehydiyksikkö reagoi lipohapon kanssa muodostaen asetyyli-lipoiinihappokompleksin. Lipoiinihappo pelkistyy ja aldehydi hapetetaan hapoksi muodostaen tiosterin lipohapon kanssa. Kolmannessa vaiheessa asetyyliryhmä vapautetaan lipoiinihaposta CoASH: ksi, reaktion tuote on asetyyli-SCoA ja pelkistetty lipoiinihappo. Viimeinen vaihe on lipoiinihapon regenerointi siirtämällä elektroneja pelkistetystä lipoiinihaposta NAD: iin. Tämä viimeinen reaktio on tärkeä, joten hapetetun lipoiinihapon jatkuva syöttö on aina käytettävissä asetyyli-SCoA: n muodostamiseksi pyruviinihaposta. Tässä reaktiossa syntyy kaksi asetyyli-CoA-molekyyliä, 2 NADH: n energia₂ja 2 CO₂.

Seuraava on yksinkertainen reaktio pyruvaatin oksidatiiviselle dekarboksyloinnille:

Krebsin sykli

Krebsin sykli (sitruunahapposykli tai trikarboksyylisykli) on pyrovihapon aerobinen hajoaminen hiilidioksidiksi ja vedeksi sekä joukoksi kemiallista energiaa. Asetyyli-CoA on linkki glykolyysin ja Krebs-syklin välillä. Tämä reaktio tapahtuu mitokondrioiden matriisissa. Krebsin sykli tapahtuu kahdessa päävaiheessa:

Sitruunahapon muodostusvaihe
Krebs-syklin ensimmäinen reaktio on asetyyli-CoA: n kondensaatio oksaloetikkahapolla (nelihiilinen dikarboksyylihappo). muodostavat sitruunahapon (kuusihiilinen dikarboksyylihappo) ja vapauttavat koentsyymi A (CoSH) kondensaatioentsyymin avulla. sitruuna.
Oksalietikkahapon regenerointivaihe
Sitruunahapon nesteytys akonitaasientsyymillä muodostaa sis-etikkahapon. Samalla reaktiolla sis-etikkahappo muuttuu isositruunahapoksi. Seuraava reaktio on isositruunahappo muuttuu oksalosukkiinihapoksi isositraattidehydrogenaasin ja NAD: n tai NADP: n avulla, jotka puolestaan muodostavat NADH2: n tai NADPH2: n. Seuraava Krebsin syklireaktio on oksalosukkiinihapon dekarboksylointi muodostaen ketoglutarihapon, jonka karboksylaasientsyymi katalysoi hiilidioksidin tuottamiseksi. Lisäksi -ketoglutariinihappo muutetaan sukkinyyli-SCoA-hapoksi -ketoglutaraattidehisrogenaasin sekä NAD- ja CoASH-entsyymien avulla. Tässä reaktiossa muodostuu NADH2 ja CO2. Sukkinyyli-SCoA muuntuu sukkinaattitiokinaasilla meripihkahapoksi ja CoASH: ksi. Tiokinaasireaktiossa sukkinyyli-SCoA: n tioesteriin varastoitua energiaa käytetään muuntaa ADP + iP ATP: ksi. Meripihkahapon hapetus muodostaa fumaarihapon sukkinaattidehydrogenaasin ja FAD: n avulla. Tässä reaktiossa FAD muuttuu FADH2: ksi. Fumarihappo hydratoidaan omenahapoksi fumaraasientsyymin avulla. Omenahappo muuttuu oksoetikkahapoksi omenahydrogenaasilla. Tässä prosessissa NAD pelkistetään NADH2: ksi. Täten oksaloetikkahapon regenerointi täydentää Krebs-syklin.

Krebsin syklireaktiossa (kaksi asetyyli-CoA) energiaa syntyy jopa 6 NADH₂, 2 FADH₂, 2 ATP ja 4 CO₂. Selvyyden vuoksi voidaan havaita seuraavassa kuvassa.

Elektronien kulkeutuminen ja hapettava fosforylaatio

Glykolyysiprosessi ja Krebs-sykli tuottavat varastoitua energiaa NADH: n ja FADH: n muodossa. ATP: n tuottamiseksi tarvitaan elektroninsiirtojärjestelmä. Tämä elektronin kuljetus tapahtuu sisäisessä mitokondrioiden kalvossa. Vaikka tässä reaktiossa O. imeytyy₂ ja tuottaa H₂O, mutta NADH ja FADH eivät voi reagoida suoraan happi- ja vesimolekyylien kanssa. Mukana olevat elektronit siirtyvät useiden välituoteyhdisteiden läpi ennen H: ta₂Muodostuu O. Nämä yhdisteet muodostavat elektroninsiirtojärjestelmän mitokondrioissa. Elektronien kulkeutuminen tapahtuu välituoteyhdisteistä, joita on modifioitu vaikeasti pelkistää (yhdisteet, joilla on negatiivinen pelkistyspotentiaali) kohti yhdisteitä, joilla on suurempi taipumus hyväksyä elektroneja (yhdisteet, joilla on suuremmat pelkistyspotentiaalit tai jopa positiivinen). Hapella on korkein taipumus hyväksyä elektroneja. Jokainen tämän järjestelmän elektroneja kuljettava yhdiste hyväksyy vain elektroneja muista sen vieressä olevista kantajayhdisteistä. Nämä elektroneja kuljettavat yhdisteet on järjestetty riviin mitokondriomembraanin sisäpuolelle. Jokainen mitokondrio sisältää tuhansia elektronien siirtojärjestelmiä.

Elektronikuljetusten pääreitti alkaa kahdesta elektronista ja kahdesta H.-ionista⁺ siirretään NAD: lle, missä se pelkistetään NADH: ksi₂. NADH₂liikuta kahta elektronia ja kahta H.-ionia⁺ flaviini-, flaviinimononukleotidi- (FMN) tai flaviiniadeniinidinukleotidi- (FAD) entsyymiin, jolloin pelkistää yhdistettä. FAD: n vähentämiseen tarvittava energia on pienempi kuin NADH: n hapettumisesta vapautuva energia₂ ja jäljellä oleva energia käytetään yhden ATP-molekyylin syntetisoimiseksi ADP: stä ja iP: stä. Seuraava FADH₂ vähentää SH-ryhmään liittyvää rautaentsyymiä. Tämä yhdiste pelkistää kahta elektronia siirtävän rauta-porfyriini-entsyymin molekyyliä, nimittäin sytokromi b. Sytokromi b pelkistää fenoliyhdisteet kinoneiksi ja ubikinoneiksi; Tässä vaiheessa on tarpeen lisätä H.-ioneja⁺ ja elektronit. Sitten ubikinonin elektronit pelkistävät sytokromi c, kaksi H.-ionia⁺ poistua kuljetusjärjestelmästä. Tässä vaiheessa vapautuu riittävästi energiaa toisen ATP-molekyylin synteesiä varten jokaista kahta siirrettyä elektronia kohti. Sytokromi c vähentää sytokromia a, mikä puolestaan vähentää sytokromia a₃ ja tässä vaiheessa muodostuu kolmas ATP jokaiselle kahdelle siirretylle elektronille.

Sytokromi a₃ on elektroninsiirtojärjestelmän jäsen, joka voi reagoida molekyylihapen kanssa. Sytokromit a ja a₃ muodostavat sytokromioksidaasiksi kutsutun molekyyliyhdistyksen, jota ei voida erottaa kemiallisesti. Kaksi elektronia siirretään yhteen happiatomiin (O₂). Tämä viimeistelee kahden elektronin siirron substraatin korkealta energiatasolta (AH₂) alhaiseen energiatasoon vedessä. Substraatin hapettumisesta vapautuva energia varastoidaan kolmeen ATP-molekyyliin, jotka syntetisoidaan elektroninsiirtoprosessin aikana.

Katso lisätietoja seuraavasta kuvasta.

ATP: n muodostuminen elektronien kuljetusjärjestelmässä (hengitysketju) tunnetaan myös nimellä biologinen oksidatiivinen fosforylaatio. Biologisen hapettumisen kokonaisprosessilla on kaksi tehtävää: tuottaa energiaa ja tarjota välituotteita synteesille. Jos lasket biologisessa hapetuksessa tuotetun ATP: n määrän, jolloin lähtöaineena on yksi glukoosimolekyyli, saat 38 ATP-molekyyliä.

Pentoosifosfaattireitti Jalur

Vuoden 1950 jälkeen alettiin ymmärtää, että glykolyysi ja Krebs-sykli eivät olleet sarja reaktioita Kasvien ainoa tapa saada energiaa on sokereiden hapettumisesta hiilidioksidiksi ja vedeksi. Tätä erilaista polkua kutsutaan pentoosifosfaatti (LPF) -reitiksi, koska muodostuu viidestä hiiliatomista koostuva välituoteyhdiste. Tätä reittiä kutsutaan myös fosfoglukonaattireitiksi.

Jotkut pentoosifosfaattireitin yhdisteet ovat myös Calvin-syklin jäseniä, jossa fosfaattisokerit syntetisoidaan kloroplasteissa. Tärkein ero Calvin-syklin ja pentoosifosfaattireitin välillä on se, että pentoosifosfaattireitissä sokerifosfaattia ei syntetisoida, vaan muunnellaan uudelleen. Tässä suhteessa pentoosifosfaattireaktio on samanlainen kuin glykolyysireaktio, vain ero on siinä, että elektroneja hyväksyvä pentoosifosfaattireitti on aina NADP⁺, kun taas glykolyysissä elektronin vastaanottaja on NAD⁺. Tämä pentoosifosfaattireitti esiintyy solun sytoplasmassa.

Ensimmäiseen LPF-reaktioon liittyy glukoosi-6-fosfaatti, joka saadaan tärkkelysfosforylaasin hajoamisesta glykolyysissä, ATP: n lopullisesta fosfaattilisäyksestä glukoosiin tai suoraan fotosynteesistä. Tämä yhdiste hapetetaan välittömästi glukoosi-6-fosfaattidehydrogenaasilla 6-fosfoglukonolaktoniksi. Laktonaasi hydrolysoi tämän laktonin nopeasti 6-fosfoglukonaatiksi, minkä jälkeen tämä yhdiste oksidatiivisesti derkarboksyloidaan ribuloosi-5-fosfaatiksi 6-fosfoglukonaattidehydrogenaasilla. Lisäksi isomeraasilla tapahtuva ribuloosi-5-fosfaatti muuttuu riboosi-5-fosfaatiksi ja epimeraasi muunnetaan ksyluloosi-5-fosfaatiksi. Tuotetut riboosi-5-fosfaatti ja ksyluloosi-5-fosfaatti muunnetaan sitten transketolaasilla sedoheptuloosi-7-fosfaatiksi ja 3-fosfoglyseraldehydiksi (glyseraldehydi-3-fosfaatti). Lisäksi transsaldolaasilla sedoheptuloosi-7-fosfaatti ja 3-fosfoglyseraldehydi muutetaan erytosi-4-fosfaatiksi ja fruktoosi-6-fosfaatiksi. Sen jälkeen ksyluloosi-5-fosfaatti erytosi-4-fosfaatilla transkelotaasin avulla muutetaan 3-fosfoglyseraldehydiksi ja fruktoosi-6-fosfaatiksi, jotka ovat glykolyysin välituoteyhdisteitä. Siten LPF: ää voidaan pitää vaihtoehtona polulle yhdisteille, jotka hajoavat glykolyysin avulla. Nämä reaktiot laukaistaan isomeraasin, epimeraasin, transketolaasin ja transaldolaasin entsyymien avulla.

LPF-reitistä kaksi NADP-molekyyliä pelkistetään kullekin CO-molekyylille.₂ vapautuu glukoosista, joka tuottaa kuusi ATP-molekyyliä. Jos LPF: n tuottama 3-fosfoglyseraldehydi siirtyy glykolyysireittiin ja sitten Krebs-sykliin, tuotettu energia on 37 ATP hapetettua glukoosimolekyyliä kohti. Lisätietoja on seuraavassa kuvassa.

Pentoosifosfaattireitin tehtävä on:

NADPH: n tuotanto, tämä yhdiste voidaan sitten hapettaa ATP: n tuottamiseksi.
Yhdisteen erytosi-4-fosfaatti muodostuminen, tämä yhdiste on välttämätön raaka-aine fenoliyhdisteiden, kuten syaniinin ja ligniinin, muodostumiselle.
Tuottaa ribuloosi-5-fosfaattia, joka on RNA- ja DNA-nukleotidien riboosi- ja deoksiriboosiyksiköiden raaka-aine.

Anaerobinen hengitysmekanismi

Useimmissa kasveissa ja eläimissä hengitys on aerobista hengitystä, mutta hengitystä voi kuitenkin esiintyä Jos aerobeja estetään tavalla tai toisella, eläimet ja kasvit suorittavat anaerobisen hengityksen hengissä elämää. Yleensä anaerobista hengitystä elävissä esineissä tapahtuu vain, jos vapaan hapen saanti on alle minimirajan. Anaerobista hengitystä kutsutaan yleisesti käymiseksi.

Käyminen

Käyminen on prosessi, jolla tuotetaan energiaa soluissa ilman happea. Sokeri on käymisen yleinen ainesosa. Joitakin esimerkkejä käymistuotteista ovat etanoli, maitohappo ja vety. Tästä käymisprosessista voidaan kuitenkin myös tuottaa useita muita komponentteja, kuten voihappo ja asetoni. Hiiva tunnetaan käymisen yleisenä ainesosana oluen, viinin ja muiden alkoholijuomien etanolin tuottamiseksi.

Monissa kasveissa, jotka yleensä kasvavat maalla, pitkäaikainen veteen upottaminen on uhka heidän elämäänsä. Tämä johtuu siitä, että aerobinen hengitys pysähtyy kokonaan, mikä johtaa anaerobiseen hengitykseen, jossa joskus ei ole tarpeeksi energiaa tarvitaan, ja anaerobisen hengityksen aiheuttama myrkyllisten aineiden kertyminen pitkään aikaan johtaa kasvin kuolemaan että.

Kasveissa yleisesti käyvä käyminen on alkoholikäyminen tai etanolikäyminen. Käymisprosessissa yksi glukoosimolekyyli muutetaan kahdeksi etanolimolekyyliksi ja kahdeksi hiilidioksidimolekyyliksi. Kuten glykolyysissä, glukoosi muuttuu pyruviinihapoksi käymisprosessin aikana. Sitten pyruviinihappo muutetaan etanoliksi ja hiilidioksidiksi karboksylaasi- ja alkoholidehydrogenaasientsyymien avulla. Seuraava on kuva etanolin käymisprosessista.

Sisäinen molekyylihengitys

Molekyylien välinen tai intramolekulaarinen hengitys tapahtuu samalla tavalla kuin käymisprosessissa. Anaerobista hengitystä kasveissa kutsutaan myös molekyylinsisäiseksi hengitykseksi, koska tätä hengitystä esiintyy vain molekyyleissä, anaerobisessa hengityksessä happea ei tarvita; myös tässä prosessissa tapahtuu vain yhden orgaanisen aineen muuttuminen toiseksi. Esimerkiksi sokerin muuntaminen alkoholiksi, jossa glukoosimolekyylin ja alkoholimolekyylin välillä on pohjimmiltaan vain paikkojen siirtyminen.

Useat bakteeri- ja mikro-organismilajit voivat suorittaa molekyylinsisäistä hengitystä. Tarvittavaa happea ei saada vapaasta ilmasta, vaan yhdisteestä. Esimerkki:

CH3CHOH.COOH + HNO3 → CH3.CO.COOH + HNO2 + H2O + energia
(maitohappo) (pyruviinihappo)

Anaerobista hengitystä voi esiintyä jyvissä, kuten maissi, pavut, riisi, auringonkukansiemenet ja niin edelleen, jotka näyttävät kuivilta. Jopa mehevillä ja märillä hedelmillä on kuitenkin anaerobinen hengitys. Anaerobisen hengityksen tuote näiden korkeampien kasvien kudoksissa ei ole alkoholi, mutta erilaisia orgaanisia happoja, kuten sitruunahappo, omenahappo, oksaalihappo, viinihappo ja happo maito.

Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Kasvisolut: Tyypit, osat, kuvat ja toiminnot ovat valmiit

Elintarvikkeiden varastointi

Tässä tapauksessa syy kasvien tuottamaan glukoosia on, että se on hyvä tapa varastoida aurinkoenergiaa, jota kasvit voivat myöhemmin käyttää. Veteen liuennut glukoosi jakautuu helposti kasveilla siirtääkseen kaikki sen komponentit, juuret, lehdet, varret, hedelmät tai kukat. Nämä kasvit käyttävät glukoosia energialähteenä kaikkien metabolisten toimintojen suorittamiseen. Se muuttuu solutasolla.

Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Selitys kasveista, jotka lisääntyvät itiöillä

Kemiallinen reaktio

Kemiallisesti fotosynteesi ja soluhengitys ovat kaikki vastakohtia, vaikka molempienkin on tapahduttava, jotta kasvi selviää. Fotosynteesin aikana kasvit rakentavat glukoosia auringonvalosta, vedestä ja hiilidioksidista. Kasvit vapauttavat happea sivutuotteena fotosynteesin aikana. Kun kasvisolut hajottavat glukoosimolekyylit ja muodostavat ATP: n, ne vapauttavat vettä ja hiilidioksidia soluhengityksen sivutuotteina. Ota kasveissa takaisin osa solujen vapauttamasta hiilidioksidista ja vedestä ja kierrätä ne glukoosintuotantoa varten.

Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Täydellinen kasvien anatomian selitys

Glykolyysi ja aerobinen prosessi

Glykolyysiprosessi

Tällaisissa tapauksissa, kuten fotosynteesi, todelliset kemialliset reaktiot, jotka tapahtuvat hengityksen aikana Solut ovat monimutkaisia, ja ne on tehtävä joka kerta, kun solulla on tarvetta kuluttaa ATP. Soluhengityksen ensimmäisiä vaiheita kutsutaan glykolyysiksi ja ne tapahtuvat ilman happea. Tämä prosessi tapahtuu solun sytoplasmassa, joka on yksittäisten kasvisolujen sisältämä geelimateriaali. Solu tuottaa pienen määrän ATP: tä glykolyysin aikana, mutta tärkein syy tähän vaiheeseen on välituotekemikaalin luominen glukoosista. Glykolyysin aikana tapahtuu yhteensä kymmenen kemiallista prosessia.

Aerobinen hengitys

Soluhengityksen toinen vaihe ja ATP: n luominen on vielä monimutkaisempi kuin glykolyysi, johon liittyy toinen kemiallisten reaktioiden sarja. Tätä vaihetta kutsutaan aerobiseksi hengitykseksi ja sen on tapahduttava hapen läsnä ollessa. Solun sytoplasmassa kelluvat pienet organellit, joita kutsutaan mitokondriiksi. Tämä organelli suorittaa tarvittavat toiminnot aerobisen hengityksen esiintymiselle. Mitokondriot käyttävät entsyymejä keinona hajottaa glykolyysin aikana valmistettuja kemikaaleja. Sitten solu järjestää saadut atomit ATP-molekyyleiksi. Solu tekee verkon kahdesta ATP-molekyylistä kustakin glukoosimolekyylistä. Tässä prosessissa ATP kasvaa nettona, koska soluhengitys itse käyttää osan solun ATP: stä.

Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: 6 Kasvimaisten protistien ominaisuudet ja esimerkit

Ero aerobisen hengityksen ja anaerobisen hengityksen välillä

Aerobinen hengitys: Yhteinen kaikille eläville, myös kasveille, kestää koko elämän, energiaa Tuotettu tuote on suuri, ei vahingoita kasveja, vaatii happea, lopputuloksena on hiilidioksidi ja höyry vettä.
Anaerobinen hengitys: tapahtuu vain erityisolosuhteissa, on väliaikaista (vain tietyissä vaiheissa), tuotettu energia on vähäistä, jos sitä tapahtuu jatkuvasti tuottaa yhdisteitä, jotka ovat myrkyllisiä kasveille, eivät vaadi happea, lopputuloksena on alkoholi tai maitohappo ja hiilidioksidi.

Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Selitys trichomeista ja niiden toiminnoista kasveissa

Hengitykseen vaikuttavat tekijät

Hengitykseen vaikuttavat tekijät voidaan jakaa kahteen tekijään, nimittäin:

1. Sisäiset tekijät ovat tekijöitä, jotka tulevat itse kasvirungosta, nimittäin:

Plasman määrä soluissa
Nuorilla meristemaattisilla kudoksilla on soluja, jotka ovat edelleen täynnä plasmaa ja joilla on yleensä korkea elinkyky hengitysnopeus on korkeampi kuin vanhemmissa kudoksissa, joissa plasman määrä on suurempi vähän.
Hengityselinten substraattien lukumäärä solussa
Hengityssubstraattien saatavuus kasveissa on tärkeää hengityksen suorittamisessa. Kasvit, joiden substraattipitoisuus on pieni, suorittavat hengityksen pienellä nopeudella. Sitä vastoin kasvit, joissa on paljon substraattipitoisuutta, suorittavat hengityksen suurella nopeudella. Hengityksen pääasiallinen substraatti on hiilihydraatit.
Ikä ja kasvilaji
Hengitys nuorissa kasveissa on korkeampi kuin kypsissä tai vanhemmissa kasveissa. Tämä johtuu siitä, että nuorissa kasveissa kudos on vielä nuori ja kehittyy hyvin. Kasvin ikä vaikuttaa myös hengitysnopeuteen. Hengitysnopeus on korkea itämisen aikana ja pysyy korkeana varhaisessa vegetatiivisessa kasvuvaiheessa (missä kasvunopeus on myös korkea) ja sitten vähenee kasvavan iän myötä.

2. Ulkoiset tekijät ovat solun tai ympäristön ulkopuolelta tulevia tekijöitä, jotka koostuvat:

a. Lämpötila
Yleensä tietyissä rajoissa lämpötilan nousu aiheuttaa hengitysnopeuden lisääntymisen. Hengitysreaktioiden nopeus kasvaa jokaista 10 ° C: n lämpötilan nousua kohden, mutta tämä riippuu jokaisesta kasvilajista. Muista, että lämpötilan nousu, joka ylittää entsyymin vähimmäistyörajan, vähentää hengitysnopeutta, koska hengitysteiden entsyymit eivät voi toimia kunnolla liian korkeissa lämpötiloissa.
Ilman O2-taso
Ilmakehän happitasojen vaikutus hengitysnopeuteen vaihtelee kudoksesta ja tyypistä riippuen kasveja, mutta silti, mitä korkeampi happipitoisuus ilmakehässä, sitä korkeampi hengitysnopeus tehdas.
Ilman CO2-taso
Hiilidioksidin korkeamman pitoisuuden arvioidaan estävän hengitysprosessia. Hiilidioksidin suuri pitoisuus saa aikaan stomatat sulkeutumaan siten, että kaasunvaihtoa ei tapahdu tai kasvit eivät pysty absorboimaan happea. Tähän voi johtua havaitun eston vaikutus lehtien hengitykseen.
Vesipitoisuus kudoksessa
Yleensä kudoksen vesipitoisuuden kasvaessa myös hengitysnopeus kasvaa. Tämä käy ilmi itävistä siemenistä.
Kevyt
Valo voi lisätä hengitysnopeutta kasvikudoksissa klorofyllillä, koska valo vaikuttaa fotosynteesiprosessista johtuvien hengityssubstraattien saatavuuteen.
Haavat ja mekaaniset ärsykkeet
Lehtikudoksen vahinko tai kudosvaurio (mekaaninen ärsyke) saa hengitysnopeuden nousemaan väliaikaisesti, yleensä muutamasta minuutista tuntiin. Haavat laukaisevat suuren hengityksen kolmesta syystä, nimittäin: (1) fenoliyhdisteiden hapettuminen tapahtuu nopeasti, koska substraatin ja oksidaasin välinen erotus on vaurioitunut; (2) glykolyysin normaali prosessi ja lisääntynyt hapettava katabolia, joka johtuu solujen tai solujen tuhoutumisesta, mikä lisää substraatin pääsyä hengityselinten entsyymeihin; (3) loukkaantumisen seurauksena tavallisesti tietyt solut palaavat meristemaattiseen tilaan, jota seuraa kalluksen muodostuminen ja haavan paraneminen tai korjaaminen.
Mineraalisuolat
Jos juuret imevät mineraalisuoloja maaperästä, hengitysnopeus kasvaa. Tämä liittyy energiaan, jota tarvitaan, kun suola / ioni imeytyy ja kulkeutuu. Energiatarpeet tyydytetään lisäämällä hengitysnopeutta. Tämä ilmiö tunnetaan suolahengityksenä.