Upumuaji wa Mimea na Metaboli ya Nishati

Mimea hupumua kama wanyama, ikitumia oksijeni kuunguza sukari iliyotengenezwa kwenye usanisinuru ili kutoa nishati na mifumo ya kaboni inayoendesha ukuaji, ikiwa na sifa bainifu kama vile njia mbadala ya upumuaji.

Definition

Upumuaji wa mimea ni uharibifu wa oksidi wa molekuli za kikaboni ili kutoa nishati kama ATP na kutoa mifumo ya kaboni, na metaboli ya nishati ni mtandao mpana wa njia zinazohifadhi, kuhamisha, na kutumia nishati ya kemikali kwenye mmea.

Scope

Mada hii inahusu glikolisi, mzunguko wa asidi ya trikaboksiliki (TCA), usafirishaji wa elektroni wa mitokondria na ufosforoli wa oksidi katika mimea, njia za sitosoli na plastidi, na sifa mahususi za mimea ikiwemo oksidesi mbadala na mwingiliano wa upumuaji na usanisinuru.

Core questions

• Glikolisi na mzunguko wa TCA huvunjaje sukari ili kutoa nishati?
• Usafirishaji wa elektroni wa mitokondria huzalishaje ATP, na unadhibitiwaje?
• Jukumu la njia ya oksidesi mbadala mahususi kwa mimea ni lipi?

Key theories

Ufosforoli wa oksidi

Elektroni kutoka kwa uoksidishaji wa substrati za upumuaji hupita kwenye mnyororo wa usafirishaji wa elektroni wa mitokondria, zikisukuma protoni ambazo kurudi kwake kupitia ATP sintasi huzalisha ATP nyingi za seli.

Unyumbulifu wa Upumuaji katika Mimea

Mimea ina njia za ziada, zisizohifadhi nishati — hasa oksidesi mbadala — zinazoruhusu upumuaji kuendelea wakati mnyororo mkuu umezuiwa, ikiondoa nishati ya ziada na kusawazisha metaboli.

Mechanisms

Glikolisi kwenye sitosoli hubadilisha glukosi kuwa piruvati, ikitoa ATP na NADH; piruvati huingia kwenye mitokondria ambapo mzunguko wa TCA huoksidisha kikamilifu kuwa dioksidi kaboni, ikizalisha NADH na FADH2. Vibebaji hivi vilivyopunguzwa hulisha mnyororo wa usafirishaji wa elektroni, ambao husukuma protoni ili kuendesha ATP sintasi. Mitokondria ya mimea pia ina oksidesi mbadala na dehidrojenasi zisizoathiriwa na rotenoni ambazo hupita sehemu za mnyororo, kuruhusu mtiririko wa kaboni na usawa wa redoksi kuendelea bila uzalishaji sawia wa ATP.

Clinical relevance

Upumuaji huamua ni kiasi gani cha usanisinuru wa zao kinabaki kama biomasi inayoweza kuvunwa na hudhibiti hasara baada ya mavuno, kwani matunda, mboga, na nafaka zilizohifadhiwa huendelea kupumua na kuharibika; kudhibiti upumuaji huongeza muda wa kuhifadhi.

History

Ufafanuzi wa Krebs wa mzunguko wa asidi ya sitriki na nadharia ya kemosmotiki ya Mitchell viliweka msingi wa upumuaji wa seli, ambao ulipanuliwa katika mimea kwa ugunduzi wa oksidesi mbadala na vipengele vingine vya upumuaji mahususi kwa mimea.

Key figures

• Hans Krebs
• Peter Mitchell

Seminal works

• buchanan2015
• taiz2015

Frequently asked questions

Je, mimea hupumua usiku?

Ndiyo; mimea hupumua mfululizo, mchana na usiku, ili kuendesha seli zao, lakini usiku, bila usanisinuru, upumuaji huu husababisha kutolewa kwa dioksidi kaboni na kunyonya oksijeni.

Oksidesi mbadala ni nini?

Oksidesi mbadala ni kimeng'enya cha upumuaji cha mimea kinachoruhusu elektroni kupita sehemu ya mnyororo unaohifadhi nishati, ikitoa nishati kama joto; husaidia kusawazisha metaboli na, katika baadhi ya mimea, huzalisha joto ili kuyeyusha harufu za maua.