植物生合成とは何ですか？

植物生合成は、植物が受ける自然プロセスの収集であり、土壌中のカリウムや窒素などの無機鉱物要素を、水と空気中の元素を栄養素に変換し、最初に日光から導出されたエネルギーを使用します。これらのプロセスは、光合成、呼吸、化学合成を含む植物の3つの基本的なカテゴリに分類されます。動物や細菌などの他の生物と同様に、植物は大気中の酸素と二酸化炭素の交換に依存して生き残ります。また、アミノ酸、脂質、炭水化物など、動物が行う植物生合成における同じ化合物の多くを合成して分解します。

植物の光合成と細胞呼吸の重要なプロセスを理解することは、植物全体の生合成を理解するための最初のステップです。光合成は、特定の波長で可視光からエネルギーを採取し、砂糖分子に保存するプロセスですコロロプラストを使用して植物で。葉緑体は、植物に色を与え、糖などの炭水化物の合成に使用される緑色の化合物であるクロロフィルを含む植物細胞内の小さなオルガネラです。

植物生合成は、3つの異なるタイプの色素を使用して、光の吸収を最大化します。色素クロロフィル a は、430ナノメートルの波長の周りで最も強く光を吸収します。一部の植物によって生成される別の色素はカロテノイドであり、500ナノメートルの波長以上から可視スペクトルの黄色からオレンジの範囲の光を吸収します。

植物の呼吸は、植物が二酸化炭素を摂取し、廃棄ガスとして酸素を除去するために機能する方法の重要な特徴でもありますが、これらのガスを出入りすることはありません。動物はそうします。植物の生合成における呼吸のプロセスには、植物が外部の細胞構造に空気が拡散することを可能にする植物が含まれ、これらの組み合わせたガスは水によって内部細胞膜に輸送されます。呼吸のためのエネルギーは、光合成中に生成された貯蔵されたグルコースに由来します。植物は動物と同様にエネルギーのためにグルコースを分解し、22％から38％の正味エネルギーゲインでかなり効率的です。これは、自動車などの多くの形態の現代の人間技術よりも優れており、動きのエネルギーにガソリンを変換するのに25％未満です。

植物生合成におけるエネルギー生産プロセスは、すべての動物がエネルギーを生成するために使用するのと同じ化学反応に基づいています。植物は、ATPが化学的に蓄積され、植物細胞のミトコンドリアによって分解されるため、エネルギーの両方にエネルギーを保存および放出する両方に、アデノシン三リン酸（ATP）の分子を利用します。このプロセスにおける植物と動物の違いは、廃棄物oF植物のエネルギー生産もグルコース、酸素、水であり、これらはすべて、動物が生存のために依存する不可欠な化合物です。

他の化学物質の植物代謝は非常に複雑であり、科学は植物が生成する多くの種類の有用な有機化合物のために、植物の生合成経路の研究に複雑に関与しています。植物酵素は、200,000を超える種類の化学物質を合成するために2011年の時点で知られており、その多くは食品や薬で使用するために収穫できます。しかし、植物の生合成によって生成されるほとんどの市販の化合物は、実験室の設定で人工的な手段ではまだ作成できないため、植物自体を栽培して化学物質を収穫する必要があります。 2011年現在の植物生合成の研究は、植物が化合物を作成するために使用する実際の方法論に焦点を当てており、これが完全に理解されると、植物の細胞培養を大量に栽培して商業的に化学物質を生産できます。