Hva er plantebiosyntese?

Plantebiosyntese er samlingen av naturlige prosesser som planter gjennomgår for å konvertere uorganiske mineralelementer som kalium og nitrogen i jord sammen med elementer i vann og luft i næringsstoffer, ved bruk av energi som opprinnelig ble avledet fra sollys. Disse prosessene er delt opp i tre grunnleggende kategorier for planter, som inkluderer fotosyntese, respirasjon og kjemisk syntese. I likhet med dyr og andre levende organismer som bakterier, er planter avhengige av utveksling av oksygen og karbondioksid i atmosfæren for å overleve. De syntetiserer og bryter ned mange av de samme forbindelsene i plantebiosyntese som dyr gjør, inkludert aminosyrer, lipider og karbohydrater.

Å forstå nøkkelprosessene for fotosyntese og cellulær respirasjon i planter er det første trinnet mot å forstå biosyntesen i planter totalt. Fotosyntese er en prosess som tar energien fra synlig lys i spesifikke bølgelengder og lagrer den i sukkermolekyleri planter gjennom bruk av koloroplaster. Kloroplaster er små organeller i planteceller som inneholder klorofyll, en grønn forbindelse som gir planter deres farge og brukes til å syntetisere karbohydrater som sukker.

Plantebiosyntese bruker tre forskjellige typer pigmenter for å maksimere absorpsjonen av lys. Pigmentet klorofyll a absorberer lys sterkest rundt 430 nanometer bølgelengden, som stort sett er blå i fargen, og klorofyll b absorberer lys rundt en 470 nanometer bølgelengde som er ekte grønn. Et annet pigment produsert av noen planter er karotenoid, som absorberer lys i det gule til oransje området til det synlige spekteret fra 500 nanometer bølgelengder eller større.

Plant respirasjon er også et sentralt trekk i hvordan planter fungerer å ta inn karbondioksid og fjerne oksygen som avfallsgass, men de puster ikke disse gassene inn og ut som somDyr gjør det. Respirasjonsprosessen i plantebiosyntese involverer planter som lar luft diffundere inn i sin ytre cellulære struktur, der disse kombinerte gassene deretter transporteres med vann til indre cellemembraner. Energien til respirasjon kommer fra lagret glukose som er skapt under fotosyntesen. Planter bryter ned glukose for energi akkurat som dyr gjør, og er ganske effektive til det med en netto energiforsterkning på 22% til 38%. Dette er overlegen mange former for moderne menneskelig teknologi som bilen, som er mindre enn 25% effektiv til å konvertere bensin til energi for bevegelse.

Energiproduksjonsprosessen i plantebiosyntese er basert på den samme kjemiske reaksjonen som alle dyr bruker for å generere energi. Planter bruker molekyler av adenosintrifosfat (ATP) for både å lagre og frigjøre energi da ATP både er bygd opp kjemisk og brutt ned av mitokondrier i planteceller. Forskjellen mellom planter og dyr i denne prosessen er at avfallsproduktene oF energiproduksjon for planter er også glukose, oksygen og vann, som alle er essensielle forbindelser som dyr er avhengige av for å overleve.

Plantmetabolisme av andre kjemikalier kan være ekstremt kompleks, og vitenskap er intrikat involvert i å studere biosynteseveier i planter på grunn av de mange typene nyttige organiske forbindelser som planter produserer. Planteenzymer er kjent som 2011 for å syntetisere over 200 000 forskjellige typer kjemikalier, hvorav mange kan høstes for bruk i matprodukter og medisiner. De fleste kommersielt nyttige forbindelser produsert av plantebiosyntese kan ennå ikke lages på kunstige midler i laboratorieinnstillinger, men plantene selv må dyrkes for å høste kjemikaliene. Forskning på plantebiosyntese fra og med 2011 fokuserer på den faktiske metodikken som en plante bruker for å skape en forbindelse, og når dette først er forstått, kan cellekulturene i planten dyrkes i stort antall for å produsere det kjemiske kommersielt.