RESPIRATIA PLANTELOR

Sistemele biologice vii realizeaza un permenent schimb de materie si energie: materie necesara sintezelor de noi molecule, mentinerea unei concentratii optime intre diferite componente, iar energia necesara ansamblarii moleculelor completeaza activitatea biologica pe baza schimbului informational ce coordoneaza toate aceste procese. Materialul necesar este obtinut din mediu, iar energia este rezultatul a trei procese fiziologice majore fotosinteza, fermentatie si respiratie celulara. Fiecare dinre aceste procese prezinta un tip propriu de metabolism energetic ( fig. 77).

Producerea de energie in plante se realizeaza prin biodegradarea substantelor de rezerva, constituite in principal din glucide, lipide si protide. Compusii intermediari ai procesului respirator sunt utilizati in biosintezei unor substante organice implicate in procese de crestere celulara.

Fotosinteza utilizeaza energia radianta solara pentru sinteza compusilor organici. Fermentatia elibereaza energia inmagazinata in compusii organici si este an mod particular importanta pentru anaerobionte si pentru celulele la care aportul de oxigen a fost stopat. Respiratia celulara implica prezenta oxigenului cu eliberarea unei importante cantitati de energie.

DEFINITIE SI IMPORTANTA

Respiratia este procesul fiziologic caracteristic vietii prin care substantele organice sunt degradate pe cale enzimatica cu eliberare de energie. Este un proces fiziologic esential, datorita capacitatii de a furniza energia necesara sintezelor endotermice de proteine, lipide si alte biomolecule structurale, la absorbtia activa a apei si ionilor minerali si la circulatia sevei brute si elaborate prin corpul plantei.

Energia mai este utilizata in procesele de crestere, miscare, dezvoltare, excitabilitate, sensibilitate, etc. Respiratia este opusa ca sens fotosintezei, ea facand parte din latura catabolica a metabolismului, in timp ce fotosinteza apartine anabolismului.

In timpul zilei, organele verzi ale plantelor realizeaza respiratia concomitent cu fotosinteza. Organele lipsite de pigmentii asimilatori, desi nu sunt capabile de fotosinteza respira prin utilizarea substratului respirator, transportat de la organele asimilatoare prin seva elaborata.

La exterior respiratia se manifesta sub forma unui schimb de gaze, invers fotosintezei, in care se absoarbe O₂ si de degaja CO₂. Ca si continut, consta intr-un sir de reactii de oxido-reducere catalizate de enzime, din care se degaja treptat energia.

Respiratia este un proces caracteristic tuturor celulelor vii ce are loc permanent, ziua si noaptea, cat timp dureaza viata celulelor.

Energia eliberata din respiratie ia diferite forme: cea mai mare parte se concentreaza in legaturile macroergice ale compusilor fosfatici de tipul ATP, ca energie chimica, utilizata in metabolism la sinteza unor compusi organici complecsi, la absorbtia si circulatia activa a apei, substantelor minerale si organice, la cresterea, inflorirea si fructificarea plantelor. O parte a energiei se transforma in energie mecanica sau electrica, iar o alta parte, cca. 35% se transforma in energie calorica.

Respiratia este efectuata la nivelul organitelor celulare numite condriozomi.

Condriozomii sunt organite celulare cu rol energetic. Dupa forma pot fi mitocondrii, in forma de granule sferice sau ovale, condrioconte in forma de bastonase si condriomite, ca lanturi de grauncioare.

Structura submicroscopica a unei mitocondrii a fost stabilita la microscopul electronic (fig. 78). Ea prezinta la exterior o membrana dubla alcatuita din doua foite cu structura fosfolipo-proteica. Foita externa este neteda, iar cea interna este pliata spre interior intr-un sens perpendicular pe axul longitudinal al mitocondriei, formand criste mitocondriale.

Aceste creste maresc suprafata interna a mitocondriei proportional cu intensitatea activitatii fiziologice. Continutul este ocupat de o plasma mitocondriala (matrix). Pe creste sunt situate diferite granule numite oxizomi ce contin enzime ale respiratiei. Constituentii chimici ai mitocondriei sunt proteine, lipoizi, acizi nucleici si enzime cu rol in ciclul Krebs. Mitocondriile contin 50% din enzimele celulei.

In condriozomi are loc degradarea acidului piruvic in ciclul Krebs, degajarea CO₂, H₂O si a energiei. Energia se acumuleaza in reactii de fosforilare oxidativa in ATP, acumulator de energie de 7600 kcal/mol si este transportata altor compusi celulari. In acest fel condriozomii sunt centrii respiratori ai celulelor, uzine energetice, baterii energetice, care realizeaza producerea, transformarea si stocarea energiei. Mitocondriile detin un ADN propriu (mitocondrial), fiind sediul ereditatii extranucleare.

Respiratia este de doua tipuri, aeroba si anaeroba.