Cellulær respiration i planter: Energiopproduktion forklaret

Cellulær respiration

Planter bruger respiration til at omdanne energien i glucosemolekyler produceret under fotosyntese til brugbare energiinholdende molekyler. Processen forbruger glukose og ilt, det samme som respiration gør hos dyr, og producerer energi, kulstofdioxid og vand.

Glycolyse

Glycolyse er den første proces i cellulær respiration. Den sker i plantencellens cytoplasma, det væskefyldte frie rum inden for celulkroppen. Under glycolyse brydes glukose produceret under fotosyntese og frigivet i cytoplasma ned i syremolekyler, frigivende en lille mængde energi i processen, gemt i molekyler. Ilt er ikke involveret i glycolyse, hvilket gør det til en anaerob proces.

Krebs-cyklus

Krebs-cyklussen, også kaldt citronsyrecyklussen, omdanner syren produceret under glycolyse til energimolekyler. Denne proces sker i cellens mitochondrier, et organelle, der indeholder lag af membraner foldet mange gange. Disse membraner kaldes cristae. De er udstyret med enzymer, der kan fjerne energien i form af elektroner fra energimolekylerne produceret under respiration. Krebs-cyklussen producerer også kulstofdioxid som et affaldsprodukt.

Elektrontransportkjede

Enzymerne indeholdt langs cristae i mitochondrierne sammen med pigmentmolekyler danner elektrontransportkjeden. Når energimolekyler passerer gennem en række af disse enzymer og pigmenter, fjernes deres elektroner og bruges til at føre hydrogenmolekyler, taget fra energimolekylerne, over membranen ind i den ydre del af mitochondriet. Ilt er en essentiel komponent i denne proces. Det er ansvarlig for at fjerne elektroner fra kjeden, så de kan levere energi til planten. Elektronerne bliver til sidst sendt langs kjeden og bruges til at danne et nyt energimolekyle, der er egnet til energilagring. Ilt binder med det hydrogen, der pumpes over membranen, og danner vand.

Chemiosmose

Produktionen af energilagrende molekyler sker gennem en proces kaldet chemiosmose. Dette sker, når hydrogen bevæges over mitochondriemembranen til det ydre kompartiment i slutningen af elektrontransportkjeden. Opbygningen af positivt ladet hydrogen på insiden af membranen skaber en uligeladning på den ene side. Som resultat overføres hydrogen til den mere negativt ladede ydre del af mitochondriet, frigivende sin energi, mens den passerer. Denne energi bruges derefter til at producere de energiinholdende molekyler.

Gæring

Respiration kan stadig finde sted uden ilt. Denne anaerobe proces kaldes gæring og starter med glycolyse. Fordi intet ilt er involveret i glycolyse, giver processen stadig syre i anaerobe forhold. Under gæring sker glycolyse i gærceller, hvor den producerede syre omdannes til ethylalkohol. Gærceller indeholder specialiserede enzymer, der er i stand til at udføre denne omdannelse. Gæring producerer energilagrende molekyler og kulstofdioxid. Bøv og alkohol produceres begge ved hjælp af gæring.