RESPIRAIA LA PLANTE

IMPORTANIMPORTANA RESPIRAA RESPIRAIEI PENTRU VIAIEI PENTRU VIAA PLANTELORA PLANTELOR

EnergiaEnergia necesar diferitelor procese vitale care au loc n plante la nivelul celulei se elibereaz, n principal, n procesul de respirarespiraieie, care este un proces opus fotosintezeifotosintezei:

n procesul de fotosintezfotosintez se formeaz substane organice complexe, ce se depun n plante ca substane de rezerv (glucide, lipide, proteine). Aceste substane conin energie chimic potenial (energia solar transformat) prin fotosintez creprin fotosintez crete te potenpotenialul energetic al planteiialul energetic al plantei.

Prin respirarespiraieie substanele organice complexe formate n fotosintez sunt transformate n compui din ce n ce mai simpli i se elibereaz treptat energia se elibereaz treptat energia chimic chimic nglobat nglobat n aceste substann aceste substanee.

Schema fotosintezei i respiraiei ( d. http//..)

RESPIRAIA LA PLANTE

CILE PRIN CARE PLANTELE CILE PRIN CARE PLANTELE I PROCUR ENERGIA NECESAR VIEI PROCUR ENERGIA NECESAR VIEIIII:

RespiraRespiraia aerobia aerob: const din oxidarea substratului organic cu ajutorul oxigenului, degradarea acestuia fiind total (formare de CO2, H2O i ENERGIE ENERGIE ).Cea mai mare parte din energia necesar plantelor se obine n procesul de respiraie aerob.

Respiraia este adesea asemnat cu arderea unor combustibili.

Fotosinteza, respiraia i procesele de ardere n natur (d. http//..)

RespiraRespira anaerob anaerob (fermenta(fermentaia)ia): procesul prin care degradarea substratului organic se face numai parial, printre produii finali ai proceselor rmnnd ntotdeauna i compui organici mai simpli, iar cantitatea de energieenergieprodus avnd valori mai mici.

RESPIRAIA LA PLANTECOMPARACOMPARAII II NTRE ARDERILE DIN NATUR NTRE ARDERILE DIN NATUR I RESPIRAI RESPIRAIE:IE:

Arderea combustibililor decurge la temperatur nalt, n timp ce respiraiaare loc la temperatura mediul ambiant. Arderea combustibililor este violent, n timp ce respiraia se produce lent. n condiii normale, n respiraie sunt oxidate numai o parte din substanele de rezerv, n timp ce n combustia violent sunt consumate toate substanele organice.

Aceste deosebiri relativ mari se Aceste deosebiri relativ mari se datoresc faptului c datoresc faptului c n respiran respiraie ie intervin intervin enzimeenzime a cror activitate a cror activitate este influeneste influenat de temperaturat de temperatur, , pH etc.pH etc.

Ciclul Carbonului n natur (d. http//..)

RESPIRAIA LA PLANTE

IMPORTANIMPORTANA RESPIRAA RESPIRAIEI LA PLANTE IEI LA PLANTE I ANIMALE:I ANIMALE:

EnergiaEnergia eliberat eliberat este folosit n procesele endoterme de sintez proteine, lipide, vitamine etc.

EnergiaEnergia eliberat eliberat poate fi folosit i pentru:

meninerea potenialului electric din plant;procesele de polimerizare a diferii compui organici; absorbia i transportul substanelor nutritive; procesele de cretere i dezvoltare.

ProduProduii metabolici intermediariii metabolici intermediari sunt folosii la sinteza produilor finali (proteine, lipide, terpene, steroli, alcaloizi etc.).

Procesul de respiraProcesul de respiraie se exteriorizeaz prin schimbul ie se exteriorizeaz prin schimbul de gaze ce are loc de gaze ce are loc ntre plant ntre plant i mediu: plantele iau i mediu: plantele iau din aer Odin aer O22 i elimin COi elimin CO22.. Schema schimbului respirator

la plantele superioare (d. http//.)

Schimbul de gaze specific respiraSchimbul de gaze specific respiraiei:iei:

RESPIRAIA LA PLANTE

EsenEsena procesului de respiraa procesului de respiraie const nu ie const nu n schimbul gazos, ci n schimbul gazos, ci n n eliberarea eliberarea de energie.de energie.

Respiraia la nivel mitocondrial (d. http//.)

EnergiaEnergia eliberat n respiraie este nmagazinat n mod obligatoriu n combinaii macroergice fosfatice de tip ATP ATP i ADPADP, nglobate n condriozomicondriozomi..

CondriozomiiCondriozomii celulei permit consumul ealonat al energiei n diferite procese celulare endotermice.

ATPATP-ul din condriozomi se ncarc i se descarc mereu, n strns legtur cu cerinele metabolice ale celulei n care se gsete.

ncrcarea i descrcarea ATPATP-ului este nlesnit de enzime specifice, numite ATPATP--azeaze..

RESPIRAIA LA PLANTE

TIPURI DE RESPIRATIPURI DE RESPIRAIE LA PLANTEIE LA PLANTE

Dup modul cum se realizeaz oxidrile n procesul respirator:

organisme organisme aerobionteaerobionte

++

OO2 2 din aer, adin aer, app, ,

atmosfera soluluiatmosfera solului

organisme organisme anaerobionteanaerobionte

--

OO22

Organisme viiOrganisme vii

microorganisme, microorganisme, alge, plante, animale alge, plante, animale

bacterii, actinomicete, bacterii, actinomicete, ciuperci microscopiceciuperci microscopice

RESPIRAIA LA PLANTE

CC66HH1212OO66 + + 6O6O22 = = 6CO6CO22 + + 6H6H22O O + + EEnergnergieie ((686 kcal.)686 kcal.)

RESPIRARESPIRAIA AEROBIA AEROB

Se ncheie cu formarea unor produi de echilibru chimic (substane lipsite de energie): CO2 , H2O.

Se elibereaz mari cantiti de energie (prin oxidarea unei molecule gram de glucoz rezult 686 kcal.).

Majoritatea plantelor superioare aparin aerobiontelor.

Este caracteristic organismelor aerobionte, ce folosesc pentru oxidarea substanelor organice proprii oxigenul liber din aer, din ap sau din atmosfera solului.

Respiraia aerob la plante (d. http//)

RESPIRAIA LA PLANTE

RESPIRARESPIRAIA ANAEROBIA ANAEROB

Este caracteristic organismelor anaerobionte, la care oxidarea substanelor organice se realizeaz n lipsa oxigenului din aer.

Oxidrile sunt incomplete i se ncheie cu formare unor compui organiciintermediari, care mai conin mici cantiti de energie chimic potenial i care pot fi oxidai mai departe pn la formarea de CO2.

Din aceste oxidri nu se obine ap, iar cantitatea de energie eliberat este mic (16-30 kcal.).

alcooliC6H2O6

+ CO2 + ENERGIE (16-30 kcl.)

acizi organici

RESPIRAIA LA PLANTE

EVOLUEVOLUIA RESPITAIA RESPITAIEI IEI N FILOGENIA ORGANIMELORN FILOGENIA ORGANIMELOR

RespiraRespiraia ia anaerobanaerob

FOTOSINTEZAFOTOSINTEZA

Atmosfer Atmosfer srac srac n n oxigenoxigen

Organisme Organisme aerobionteaerobionte

RESPIRARESPIRAIEIE AEROBAEROB

RESPIRAIA LA PLANTEA. RESPIRAA. RESPIRAIA AEROBIA AEROB

Mecanismul respiraMecanismul respiraiei aerobeiei aerobeCatabolizarea unei substane organice implic dou etape principale, n urmtoarea succesiune:

Hidroliza (Hidroliza (fosforolizafosforoliza)) n molecule organice elementare de ozeoze, acizi , acizi gragrai, i, gliceringlicerin, acizi , acizi aminiciaminici etc.

DesmolizaDesmoliza prin care moleculele elementare sunt degradate total pn la COCO22 i HH22OO, cu degajare de energieenergie. Ansamblul fenomenelor de desmoliz constituie respirarespiraia celularia celular sau oxidarea biologicoxidarea biologic.

Consum cantiti relativ mici de substane organice din rezerva plantei: un un mm2 2 de suprafade suprafa foliarfoliar acumuleaz, n medie, 20 grame amidon pe zi20 grame amidon pe zi, din care se consum prin respiraie 1 gram1 gram (T. PETERFI). Ptrunderea oxigenuluiPtrunderea oxigenului n organismele vii se face n mod diferit la plante, animale i microoganisme. Echipamentul enzimaticEchipamentul enzimatic implicat n transformrile biochimice prezint particularitile distincte la microorganisme, plante i animale

mecanismul chimic al respiramecanismul chimic al respiraieiiei la plantele superioare difer de cel al animalelori al microorganismelor.

RESPIRAIA LA PLANTE

FFAZEAZELLE RESPIRAE RESPIRAIEI CELULARE AEROBIEI CELULARE AEROBE:E:

Se desfoar n mitocondrii i implic trei reacii principale:

GalGaliicolcolizaiza (necesit 2 ATP pentru a porni i produce 2 ATP) Ciclul KrebsCiclul Krebs (produce 2 ATP) FotofosforilareaFotofosforilarea oxidativ oxidativ i llananulul de transport de de transport de electronielectroni produce 34 ATP)

38 38 moli moli ATPATP

renceperea procesului

- 2 moli ATP

Schema respiraiei aerobe (d. http//..)

RESPIRAIA LA PLANTE

ENERGIAENERGIA eliberat n cursul oxidrii substanelor organice cu nalt potenial energetic este folosit n:sintezele din anabolismsintezele din anabolism (procese endergonice), care reprezint la plante principalele consumatoare de energie;

efectuarea lucrului mecanic celularefectuarea lucrului mecanic celular: micrile intracelulare; micrile flagelilor; micrile de ansamblu ale diferitelor organe; urcarea apei prin presiunea radicular; gutaia; circulaia substanelor elaborate; secreiile de nectar etc.;

producerea eventual a luminii (bioluminiscena) i a electricitii;

producerea de cldur, pierdut prin radiaii - nu este necesar plantelor i determin randamentul cuplajului randamentul cuplajului reacreacii ii exergoniceexergonice procese procese enedergoniceenedergonice;

respirarespiraia de ia de ntrentreinereinere - furnizeaz celulelor asimilatoare energia chimic necesar meninerii structurilor celulare proprii.

RESPIRAIA LA PLANTE

FACTORII DE MEDIU CARE INFLUENFACTORII DE MEDIU CARE INFLUENEAZ PROCESUL DE RESPIRAEAZ PROCESUL DE RESPIRAIEIE

a. Factorii externi:a. Factorii externi:temperatura ; concentraia n oxigen i dioxid de carbon ; lumina ; umiditatea solului i a aerului ; unele substane minerale din sol ; traumatismele etc.

b. Factorii interni :b. Factorii interni : vrsta plantei; starea sanitar a plantei.

RESPIRAIA LA PLANTEB. RESPIRAB. RESPIRAIA ANAEROBIA ANAEROB(PROCESUL DE FERMENTA(PROCESUL DE FERMENTAIE)IE)

Este caracteristic organismelor organismelor anaerobionteanaerobionte, la care oxidarea substanelor organice se realizeaz n lipsa oxigenului din aerlipsa oxigenului din aer. Organismele Organismele anaerobionteanaerobionte cuprind: unele bacterii, actinomicete i ciuperci microscopice. Clasificarea organismele Clasificarea organismele anaerobionteanaerobionte:

anaerobionteanaerobionte facultativefacultative - pot realiza ambele tipuri de respiraie; anaerobionteanaerobionte obligateobligate - nu necesit oxigen molecular atmosferic pentru respiraie, acesta avnd chiar un efect toxic asupra lor.

RespiraRespiraia anaerobia anaerob se ntlnete i la: unele organe vegetative de la plantele superioareorgane vegetative de la plantele superioare, bogate n rezerve glucidice (rdcinile rdcinile tuberizatetuberizate de sfecl de zahr de sfecl de zahr, tuberculii de cartof, , tuberculii de cartof, celulele vii situate celulele vii situate n profunzime, fructe n profunzime, fructe i tulpinii tulpini); seminseminele ele n curs de germinaren curs de germinare, aflate n lips de oxigen.

n funcie de specie i de organ, de durata de timp i de procentajul de O2 se formeaz alcool etilic, acid lactic, CO2 etc.Alcoolul Alcoolul acumulat n aceste organe este toxic moartea esuturilor.