Qu'est-ce que la biosynthèse des plantes?
La biosynthèse des plantes est la collecte de processus naturels que les plantes subissent pour convertir des éléments minéraux inorganiques tels que le potassium et l'azote dans le sol ainsi que les éléments de l'eau et de l'air en nutriments, en utilisant l'énergie initialement de la lumière du soleil. Ces processus sont divisés en trois catégories de base pour les plantes, qui incluent la photosynthèse, la respiration et la synthèse chimique. Comme les animaux et autres organismes vivants tels que les bactéries, les plantes s'appuient sur l'échange d'oxygène et de dioxyde de carbone dans l'atmosphère pour survivre. Ils synthétisent et décomposent également bon nombre des mêmes composés dans la biosynthèse des plantes que les animaux, y compris les acides aminés, les lipides et les glucides.
Comprendre les processus clés de la photosynthèse et de la respiration cellulaire dans les plantes est le premier pas vers la compréhension de la biosynthèse chez les plantes dans l'ensemble. La photosynthèse est un processus qui prend l'énergie de la lumière visible dans des longueurs d'onde spécifiques et la stocke en molécules de sucredans les plantes par l'utilisation de choloroplastes. Les chloroplastes sont de petits organites dans les cellules végétales qui contiennent de la chlorophylle, un composé vert qui donne aux plantes leur couleur et est utilisé pour synthétiser les glucides tels que le sucre.
La biosynthèse végétale utilise trois types différents de pigments pour maximiser son absorption de la lumière. La chlorophylle pigmentaire A absorbe le plus la lumière autour de la longueur d'onde nanométrique de 430, qui est largement de couleur bleue, et la chlorophylle B absorbe la lumière autour d'une longueur d'onde nanométrique 470 qui est vrai vert. Un autre pigment produit par certaines plantes est le caroténoïde, qui absorbe la lumière dans la gamme jaune à orange du spectre visible à partir de 500 longueurs d'onde nanométriques ou plus.
La respiration végétale est également une caractéristique clé de la façon dont les plantes fonctionnent pour prendre le dioxyde de carbone et éliminer l'oxygène comme un gaz déchetLes animaux le font. Le processus de respiration dans la biosynthèse des plantes implique des plantes permettant à l'air de se diffuser dans leur structure cellulaire externe, où ces gaz combinés sont ensuite transportés par l'eau vers des membranes cellulaires internes. L'énergie de la respiration provient du glucose stocké créé pendant la photosynthèse. Les plantes décomposent le glucose pour l'énergie comme les animaux, et sont assez efficaces avec un gain d'énergie net de 22% à 38%. Ceci est supérieur à de nombreuses formes de technologie humaine moderne comme l'automobile, qui est inférieure à 25% efficace pour convertir l'essence en énergie pour le mouvement.
Le processus de production d'énergie dans la biosynthèse des plantes est basé sur la même réaction chimique que tous les animaux utilisent pour générer de l'énergie. Les plantes utilisent des molécules de l'adénosine triphosphate (ATP) pour stocker et libérer l'énergie car l'ATP est à la fois construite chimiquement et décomposée par les mitochondries dans les cellules végétales. La différence entre les plantes et les animaux dans ce processus est que les déchetsLa production d'énergie pour les plantes est également le glucose, l'oxygène et l'eau, qui sont tous des composés essentiels sur lesquels les animaux comptent pour la survie.
Le métabolisme des plantes d'autres produits chimiques peut être extrêmement complexe, et la science est complexe dans l'étude des voies de biosynthèse des plantes en raison des nombreux types de composés organiques utiles que les plantes produisent. Les enzymes végétales sont connues en 2011 pour synthétiser plus de 200 000 types de produits chimiques différents, dont beaucoup peuvent être récoltés pour une utilisation dans les produits alimentaires et les médicaments. Les composés les plus utiles commercialement produits par la biosynthèse des plantes ne peuvent pas encore être fabriqués par des moyens artificiels en laboratoire, cependant, les plantes elles-mêmes doivent donc être cultivées pour récolter les produits chimiques. La recherche sur la biosynthèse des plantes en 2011 se concentre sur la méthodologie réelle qu'une plante utilise pour créer un composé et, une fois que cela est complètement compris, les cultures cellulaires de la plante peuvent être cultivées en grand nombre pour produire le produit chimique commercialement.