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식물은 광합성을 통해 탄수화물 분자의 화학적 결합 형태로 햇빛을 잠재적 에너지로 변환합니다. 그러나 그 축적 된 에너지를 사용하여 생장 및 번식에서 손상된 구조물의 치유에 이르기까지 필수 생명 공정에 동력을 공급하려면 식물이이를 유용한 형태로 전환해야합니다. 이러한 전환은 동물과 다른 유기체에서도 발견되는 주요 생화학 경로 인 세포 호흡을 통해 발생합니다.
TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
호흡은 식물이 광합성을 통해 만들어진 탄수화물의 저장된 에너지를 성장과 대사 과정에 사용되는 에너지의 형태로 바꿀 수있게하는 일련의 효소 구동 반응을 구성합니다.
호흡 기본 사항
호흡은 식물과 다른 생물이 광합성 과정에서 이산화탄소와 물로 만든 당과 같은 탄수화물의 화학 결합에 저장된 에너지를 방출 할 수있게합니다. 단백질과 지질뿐만 아니라 다양한 탄수화물이 호흡으로 분해 될 수 있지만, 포도당은 일반적으로 다음과 같은 화학식으로 표현 될 수있는 과정을 설명하기위한 모델 분자 역할을합니다.
씨6H12영형6 (포도당) + 602 (산소)-> 6CO2 (이산화탄소) + 6H2O (물) + 32 ATP (에너지)
일련의 효소 촉진 반응을 통해 호흡은 탄수화물의 분자 결합을 파괴하여 분자 아데노신 트리 포스페이트 (ATP)와 이산화탄소와 물의 부산물 형태로 유용한 에너지를 생성합니다. 이 과정에서 열 에너지도 방출됩니다.
식물 호흡의 통로
당분 해는 호흡의 첫 번째 단계이며 산소가 필요하지 않습니다. 그것은 세포질에서 일어나며 소량의 ATP와 피루브산을 생성합니다. 이 피루 베이트는 호기성 호흡의 두 번째 단계 인 구연산주기 또는 트리 카복실산 (TCA) 경로라고도하는 Krebs주기를 위해 세포의 미토콘드리아 내막으로 들어갑니다. 전자와 탄소를 방출하는 일련의 화학 반응을 포함합니다. 이산화물. 마지막으로, Krebs주기 동안 방출 된 전자는 전자 수송 사슬로 들어가고, 이는 산화 산화 인산화 반응에 사용되는 에너지를 방출하여 ATP를 생성합니다.
호흡과 광합성
일반적으로 호흡은 광합성의 반대라고 생각할 수 있습니다. 광합성의 투입물 (이산화탄소, 물, 에너지)은 호흡의 결과물이지만, 그 사이의 화학 과정은 서로의 거울상이 아닙니다. 광합성은 빛의 존재와 엽록체 함유 잎에서만 발생하지만 호흡은 모든 살아있는 세포에서 밤낮으로 이루어집니다.
호흡 및 식물 생산성
음식 분자를 생산하는 광합성의 상대적 비율과 에너지를 위해 음식 분자를 태우는 호흡이 전체 식물 생산성에 영향을 미칩니다. 광합성 활동이 호흡을 초과하는 경우, 식물 성장은 높은 수준으로 진행됩니다. 호흡이 광합성을 초과하면 성장 속도가 느려집니다. 광합성과 호흡은 온도가 증가함에 따라 증가하지만, 특정 시점에서 광합성의 속도는 낮아지고 호흡 속도는 계속 증가합니다. 이로 인해 저장된 에너지가 고갈 될 수 있습니다. 나머지 먹이 사슬에 사용할 수있는 녹색 식물에 의해 생성 된 바이오 매스의 양인 순 일차 생산성은 광합성에 의해 생성 된 총 화학 에너지에서 발전소 호흡에 손실 된 에너지를 빼서 계산하여 광합성과 호흡의 균형을 나타냅니다. 일명 총 생산성.