Melalui fotosintesis, tumbuhan mengubah sinar matahari menjadi energi potensial dalam bentuk ikatan kimia molekul karbohidrat. Namun, untuk menggunakan energi yang tersimpan itu untuk menggerakkan proses kehidupan esensial mereka – dari pertumbuhan dan reproduksi hingga penyembuhan struktur yang rusak – tumbuhan harus mengubahnya menjadi bentuk yang dapat digunakan. Konversi itu terjadi melalui respirasi seluler, jalur biokimia utama yang juga ditemukan pada hewan dan organisme lain.
TL;DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
Respirasi merupakan serangkaian reaksi yang digerakkan oleh enzim yang memungkinkan tumbuhan mengubah energi yang disimpan dari karbohidrat yang dibuat melalui fotosintesis menjadi bentuk energi yang dapat mereka gunakan untuk menggerakkan pertumbuhan dan proses metabolisme.
Dasar Respirasi
Respirasi memungkinkan tanaman dan makhluk hidup lainnya melepaskan energi yang tersimpan dalam ikatan kimia karbohidrat seperti gula yang terbuat dari karbon dioksida dan air selama fotosintesis. Sementara berbagai karbohidrat, serta protein dan lipid, dapat dipecah dalam respirasi, glukosa biasanya berfungsi sebagai molekul model untuk mendemonstrasikan proses tersebut, yang dapat dinyatakan sebagai rumus kimia berikut:
C 6 H 12 O 6 (glukosa) + 6O 2 (oksigen) –> 6CO 2 (karbon dioksida) + 6H 2 O (air) + 32 ATP (energi)
Melalui serangkaian reaksi yang difasilitasi oleh enzim, respirasi memecah ikatan molekul karbohidrat untuk menciptakan energi yang dapat digunakan dalam bentuk molekul adenosin trifosfat (ATP) serta produk sampingan dari karbon dioksida dan air. Energi panas juga dilepaskan dalam proses.
Jalur Respirasi Tumbuhan
Glikolisis berfungsi sebagai langkah pertama dalam respirasi dan tidak membutuhkan oksigen. Itu terjadi di sitoplasma sel dan menghasilkan sejumlah kecil ATP dan asam piruvat. Piruvat ini kemudian memasuki membran dalam mitokondria sel untuk fase kedua respirasi aerobik – siklus Krebs, juga dikenal sebagai siklus asam sitrat atau jalur asam trikarboksilat (TCA), yang meliputi serangkaian reaksi kimia. yang melepaskan elektron dan karbon dioksida. Akhirnya, elektron yang dibebaskan selama siklus Krebs memasuki rantai transpor elektron, yang melepaskan energi yang digunakan dalam reaksi oksidatif-fosforilasi berpuncak untuk membuat ATP.
Respirasi dan Fotosintesis
Secara umum, respirasi dapat dianggap sebagai kebalikan dari fotosintesis: Masukan fotosintesis – karbon dioksida, air dan energi – adalah keluaran dari respirasi, meskipun proses kimiawi di antaranya bukanlah bayangan cermin dari satu lain. Sementara fotosintesis hanya terjadi dengan adanya cahaya dan daun yang mengandung kloroplas, respirasi terjadi siang dan malam di semua sel hidup.
Respirasi dan Produktivitas Tumbuhan
Laju relatif fotosintesis, yang menghasilkan molekul makanan, dan respirasi, yang membakar molekul makanan tersebut untuk energi, memengaruhi produktivitas tanaman secara keseluruhan. Di mana aktivitas fotosintesis melebihi respirasi, pertumbuhan tanaman berlangsung pada tingkat tinggi. Di mana respirasi melebihi fotosintesis, pertumbuhan melambat. Fotosintesis dan respirasi meningkat dengan meningkatnya suhu, tetapi pada titik tertentu, laju fotosintesis berhenti sementara laju respirasi terus meningkat. Hal ini dapat menyebabkan penipisan energi yang tersimpan. Produktivitas primer bersih – jumlah biomassa yang dihasilkan oleh tanaman hijau yang dapat digunakan untuk sisa rantai makanan – mewakili keseimbangan fotosintesis dan respirasi, dihitung dengan mengurangkan energi yang hilang untuk respirasi pembangkit listrik dari total energi kimia dihasilkan oleh fotosintesis, alias produktivitas primer bruto.
MommoM_ns/iStock/GettyImages
