Co to jest biosynteza roślin?

Biosynteza roślin to zbiór naturalnych procesów, które rośliny poddają się do przekształcania nieorganicznych elementów mineralnych, takich jak potas i azot w glebie, wraz z pierwiastkami w wodzie i powietrza w składniki odżywcze, z wykorzystaniem energii pochodzącej z światła słonecznego. Procesy te są podzielone na trzy podstawowe kategorie dla roślin, które obejmują fotosyntezę, oddychanie i syntezę chemiczną. Podobnie jak zwierzęta i inne żywe organizmy, takie jak bakterie, rośliny polegają na wymianie tlenu i dwutlenku węgla w atmosferze w celu przeżycia. Syntetyzują również i rozkładają wiele tych samych związków w biosyntezy roślin, co zwierzęta, w tym aminokwasy, lipidy i węglowodany.

Zrozumienie kluczowych procesów fotosyntezy i oddychania komórkowego w roślinach jest pierwszym krokiem w kierunku zrozumienia biosyntezy w ogóle. Fotosynteza to proces, który pobiera energię ze światła widzialnego w określonych długościach fali i przechowuje ją w cząsteczkach cukruw roślinach za pomocą choloroplastów. Chloroplasty to małe organelle w komórkach roślinnych, które zawierają chlorofil, zielony związek, który daje roślinom ich kolor i jest stosowany w syntezy węglowodanów, takich jak cukier.

Biosynteza roślin wykorzystuje trzy różne rodzaje pigmentów, aby zmaksymalizować jego wchłanianie światła. Chlorofil pigmentowy najsilniej wchłania światło wokół długości fali 430 nanometrowej, która ma w dużej mierze niebieski kolor, a chlorofil wchłania światło wokół długości fali 470 nanometrowej, która jest prawdziwa zielona. Kolejnym pigmentem wytwarzanym przez niektóre rośliny jest karotenoid, który pochłania światło w zakresie żółtego do pomarańczowego widma widzialnego z 500 długości fali nanometrowych lub większych.

Oddychanie roślin jest również kluczową cechą, w jaki sposób rośliny funkcjonują w dwutlenku węgla i usuwać tlen jako gaz odpadowy, ale nie oddychają tych gassów, jak i out jakoZwierzęta. Proces oddychania w biosyntezy roślin obejmuje rośliny umożliwiające rozproszenie powietrza do zewnętrznej struktury komórkowej, w której te połączone gazy są następnie transportowane przez wodę do wewnętrznych błon komórkowych. Energia oddychania pochodzi z przechowywanej glukozy stworzonej podczas fotosyntezy. Rośliny rozkładają glukozę na energię, podobnie jak zwierzęta i są raczej wydajne z przyrostem energii netto 22% do 38%. Jest to lepsze od wielu form współczesnej technologii ludzkiej, takich jak samochód, który jest mniejszy niż 25% wydajny w przekształcaniu benzyny na energię w celu ruchu.

Proces produkcji energii w biosyntezy roślin opiera się na tej samej reakcji chemicznej, którą wszystkie zwierzęta zużywają do generowania energii. Rośliny wykorzystują cząsteczki trifosforanu adenozyny (ATP) do przechowywania i uwalniania energii, ponieważ ATP jest zarówno budowane chemicznie, jak i rozkładane przez mitochondria w komórkach roślinnych. Różnica między roślinami i zwierzętami w tym procesie polega na tym, że produkty odpadowe oF Produkcja energii dla roślin to także glukoza, tlen i woda, z których wszystkie są niezbędnymi związkami, na których zwierzęta polegają na przeżyciu.

Metabolizm roślin innych chemikaliów może być niezwykle złożony, a nauka jest misternie zaangażowana w badanie szlaków biosyntezy w roślinach ze względu na liczne rodzaje przydatnych związków organicznych wytwarzanych przez rośliny. Enzymy roślinne są znane w 2011 r. W celu syntezy ponad 200 000 różnych rodzajów chemikaliów, z których wiele można zebrać do stosowania w produktach spożywczych i lekach. Większość komercyjnie przydatnych związków wytwarzanych przez biosyntezę roślin nie może być jeszcze wykonana za pomocą sztucznych środków w warunkach laboratoryjnych, więc same rośliny muszą być uprawiane w celu zebrania chemikaliów. Badania biosyntezy roślin od 2011 r. Koncentrują się na faktycznej metodologii stosowanej przez roślinę do stworzenia związku, a gdy zostanie to dokładnie zrozumiane, kultury komórkowe rośliny można hodować w dużej liczbie, aby wytworzyć chemiczny komercyjnie.