Inligting

Gebruik van sonlig in biologiese prosesse

Gebruik van sonlig in biologiese prosesse


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Sonlig word deur groen plante in fotosintese gebruik, maar dit word ook deur diere gebruik in die sintese van vitamien D. Is daar ooreenkomste tussen die twee prosesse en hoe word die ligenergie eintlik gebruik?


Ons kry dit nie van die son af nie, dit word gesintetiseer.

Mense kan dit kry...

  • via voeding.
  • via sintese in die vel, wat afhang van UV -straling. Son is die hoofbron daarvan (die bestraling, nie die vitamien nie), en sintese in die vel die hoofbron van die vitamien. Dit benodig egter verdere verandering in die lewer of nier om bioaktief te word. UV -straling is nodig en veroorsaak direk die opening van 'n sikliese molekuulstruktuur, wat 'n cholesterol verander in 'n previtamien D3.

Vir meer besonderhede sien hoofstuk 'Biosintese' by https://en.wikipedia.org/wiki/Vitamin_D


Ooreenkomste

Ten spyte van groot algehele verskille, is daar 'n paar basiese ooreenkomste in die twee prosesse:

  • Lig -energie prikkel 'n elektron tot 'n hoër energievlak.
  • 'n Kovalente binding word gebreek soos die elektron elders heen beweeg. Hierdie proses word 'fotolise' genoem en is bloot chemies.

Verskille

Die verskil is in wat gebeur met die opgewonde elektron en die omvang van die betrokkenheid van sellulêre proteïene en lipiede:

  • In vitamien D -sintese beweeg die elektron net 'spontaan' na 'n ander binding in die nuwe molekule wat gevorm word. Dit is die einde van die saak en ensieme is nie by hierdie reaksie betrokke nie.
  • In fotosintese word die lig eers deur fotoreseptore vasgevang en na die plek van fotolise gelei. Na fotolise verseker die samewerking van baie proteïene in 'n komplekse proses binne 'n membraanbindingstelsel dat die opgewekte elektron na NAD oorgedra word+, wat NADH vorm, die verminderende krag vir die daaropvolgende omskakeling van koolstofdioksied na fosfoglyceraat. ('N Elektrochemiese membraanpotensiaal word ook opgewek, waardeur ADP in ATP omgeskakel kan word, waarvan die hidrolise gebruik word vir die vorming van die C-C bindings van die fosfoglyseraat.)

Vitamien D sintese

Die fotolise -stap in vitamien D -sintese word hieronder getoon:

Die voorlopermolekule word gevorm uit cholesterol in 'n reeks ensiemreaksies en die geproduseerde vitamien D3 (wat eintlik voortspruit uit 'n spontane herrangskikking van die aanvanklike produkmolekule) kan verder gemetaboliseer word in ensiemetiese prosesse (sien Berg et al. vir meer besonderhede). Die fotolise van die binding wat in rooi aangedui word, is egter suiwer chemies.

'n Mens kan vra hoekom geen ander elektrone tot 'n hoër energievlak verhef word en die ooreenstemmende bindings verbreek word nie. Ander elektrone kan moontlik opgewonde wees, maar in die afwesigheid van 'n geskikte reaksiepad na 'n verbinding met laer termodinamiese vrye energie sal die elektron terugval na sy oorspronklike energievlak, wat hitte vrystel. In die geval van 7-dehidrocholesterol verskaf die gekoördineerde dubbelbindingsisteem 'n geskikte reaksiepad na 'n produk met laer vrye energie. 'N Mens kan dink aan lig (van gepaste golflengte) wat die aktiveringsenergie van die reaksie verskaf (die energiebarrière wat die hoër vrye energie van die reaksiemiddel tussenkom) oorkom.

Fotosintese

Die reaksies van fotosintese wat ligenergie benut (die sogenaamde 'ligreaksies') behels twee komplekse fotosisteme wat in standaardtekste beskryf word, bv. Berg et al.. Die vereenvoudigde diagram handel slegs oor die algehele fotolitiese proses.

Die molekule wat fotolise hier ondergaan, is water - die twee HO -bindings word gebreek en suurstof word geproduseer. In hierdie geval is die produk egter toevallig omdat dit die elektron in staat stel om NAD te verminder+. (Chemies oksidasie is die verwydering van elektrone en die byvoeging daarvan.) Soos hierbo genoem, lei hierdie komplekse reeks reaksies ook tot 'n elektrochemiese gradiënt binne die chloroplast. Die beweging van waterstofione deur 'n ATP-sintase in die tilakoïedmembraan van die chloroplaststroma verander ADP na ATP (op 'n soortgelyke wyse as dié van oksidatiewe fosforilering).

Die resultaat van die fotolise in hierdie geval is die voorsiening van molekulêre reduseerkrag en 'energie' wat gebruik sal word om 1-C koolstofdioksied om te skakel na die 3-C gereduseerde suiker in 'n aparte reeks reaksies wat nie self ligenergie behels nie (dit word 'donker reaksies' genoem, hoewel dit natuurlik nie in die donker hoef te gebeur nie).

Coda

Alhoewel 'n mens gereeld verwys na ligenergie wat gebruik word om vitamien D of suikers te "maak", kan dit nogal misleidend wees. Ek stel voor dat dit beter is om uit te druk wat die ligenergie in chemiese terme bereik en dit dan in die konteks van die relevante sintetiese proses te plaas.


Gebruik van sonlig in biologiese prosesse - Biologie

Het jy al ooit opgemerk dat plante sonlig nodig het om te lewe? Dit lyk nogal vreemd, nie waar nie? Hoe kan sonlig 'n soort voedsel wees? Wel, sonlig is energie en fotosintese is die proses wat plante gebruik om die energie van sonlig te neem en dit te gebruik om koolstofdioksied en water in voedsel om te skakel.

Drie dinge wat plante nodig het om te lewe

Plante benodig drie basiese dinge om te lewe: water, sonlig en koolstofdioksied. Plante asem koolstofdioksied, net soos ons suurstof inasem. As plante koolstofdioksied inasem, blaas hulle suurstof uit. Plante is die belangrikste bron van suurstof op die planeet Aarde en help ons om aan die lewe te bly.

Ons weet nou dat plante sonlig as energie gebruik, water uit reën kry en koolstofdioksied uit asemhaling kry. Die proses om hierdie drie belangrikste bestanddele te neem en dit in voedsel te maak, word fotosintese genoem.

Hoe vang plante sonlig op?

Plante vang sonlig op met behulp van 'n verbinding genaamd chlorofil. Chlorofil is groen, daarom lyk so baie plante groen. U kan eers dink dat dit groen is omdat dit groen lig wil absorbeer en gebruik. Uit ons studie van lig weet ons egter dat die kleur wat ons sien eintlik die kleur van die lig is wat gereflekteer word. So chlorofil weerkaats eintlik groen lig en absorbeer blou en rooi lig.

Meer besonderhede oor fotosintese

Binne 'n plant se selle is strukture wat chloroplaste genoem word. Dit is in hierdie strukture waar die chlorofil voorkom.

Daar is twee hooffases in die proses van fotosintese. In die eerste fase word sonlig deur die chloroplaste vasgevang en die energie word in 'n chemiese stof genaamd ATP gestoor. In die tweede fase word die ATP gebruik om suiker en organiese verbindings te skep. Dit is die voedsel wat plante gebruik om te lewe en te groei.

Die eerste fase van die proses moet sonlig hê, maar die tweede fase kan sonder sonlig en selfs in die nag gebeur. Die tweede fase word die Calvyn-siklus genoem omdat dit deur wetenskaplike Melvin Calvyn ontdek en beskryf is.

Alhoewel plante sonlig en water nodig het om te lewe, benodig verskillende plante verskillende hoeveelhede van elkeen. Sommige plante benodig net 'n bietjie water, terwyl ander baie nodig het. Sommige plante hou daarvan om die hele dag in direkte sonlig te wees, terwyl ander die skaduwee verkies. Om te leer oor die behoeftes van plante kan jou help om te leer waar om hulle in jou tuin te plant en hoe om hulle die beste nat te maak sodat hulle sal floreer.

Nou weet ons dat plante sonlig, water en koolstofdioksied nodig het om te lewe. Hulle neem hierdie drie komponente en gebruik chlorofil om hulle te help omskep in voedsel, wat hulle vir energie gebruik, en suurstof, wat hulle uitasem en ons gebruik om te lewe. Alle plante gebruik fotosintese, sodat hulle almal sonlig nodig het.


Gebruik van sonlig in biologiese prosesse - Biologie

Die Biologiese en Omgewingsnavorsing (BER)-program ondersteun wetenskaplike navorsing en fasiliteite om 'n voorspellende begrip van komplekse biologiese, aarde en omgewingstelsels te verkry met die doel om die land se energie- en infrastruktuursekuriteit te bevorder. Die program poog om die onderliggende biologie van plante en mikrobes te ontdek terwyl hulle reageer op en hul omgewings verander. Hierdie kennis maak die herontwerp van mikrobes en plante vir energie en ander toepassings moontlik. BER -navorsing bevorder ook die begrip van die dinamiese prosesse wat nodig is om die aardstelsel te modelleer, insluitend atmosferiese, landmassas, see-, see -ys en ondergrondse prosesse.

Oor die afgelope drie dekades het BER biologiese en aardstelselwetenskap getransformeer. Ons het gehelp om die menslike genoom in kaart te bring en die grondslag te lê vir moderne biotegnologie. Ons was 'n pionier in die aanvanklike navorsing oor atmosferiese en oseaan sirkulasie wat uiteindelik tot klimaat- en aardstelselmodelle gelei het. In die afgelope dekade het BER-navorsing aansienlike vordering gemaak in biologie wat die produksie van biobrandstof en bioprodukte uit hernubare biomassa ondersteun, vooruitgang in genoomvolgordebepaling en genomiese wetenskap gelei, en die voorspellende vermoëns van ekosisteem- en globale skaalmodelle versterk deur die wêreld se vinnigste rekenaars te gebruik.

BER ondersteun drie DOE Office of Science-gebruikersfasiliteite, die Atmosferiese Stralingsmeting (ARM)-gebruikersfasiliteit, Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL), en Joint Genome Institute (JGI). Hierdie fasiliteite huisves unieke wêreldklas wetenskaplike instrumente en vermoëns wat beskikbaar is vir die hele navorsingsgemeenskap op 'n mededingende portuurbeoordelingsbasis. Boonop is vier DOE Bio-energie Navorsingsentrums gestig om innoverende vroeë-stadium navorsing oor bio-gebaseerde produkte, skoon energie en volgende-generasie bio-energie tegnologie na te streef.


Hoe verkry en gebruik lewende dinge energie?

Plante kry energie van die son en gebruik koolstofdioksied en water in die proses wat fotosintese genoem word om energie in die vorm van suikers te produseer. Diere gebruik suikers wat deur plante en ander organismes verskaf word om energie te produseer in die vorm van adenosientrifosfaat (ATP).

Alle lewende organismes kry hul materiaal en energie uit die omgewing, of dit nou uit die lug, grond, water of voedsel kom. Wetenskaplikes het die Piramide van Energie ontwerp om te verduidelik hoe energie oor die voedselketting beweeg. Die piramide bevat produsente, primêre verbruikers, sekondêre verbruikers en tersiêre verbruikers. Produsente, soos plante, is aan die onderkant van die piramide. Produsente verbruik nie ander organismes vir energie nie. Primêre verbruikers maak staat op plante vir hul energie en sekondêre verbruikers vertrou op primêre verbruikers vir hul energie. Bo -aan die piramide is tersiêre verbruikers, of ontbinders, wat energie kry van sekondêre verbruikers. Ontbinders breek verrottende organismes af om hul energie te verkry. Selle in lewende organismes benodig energie om hul strukture en funksie te behou, sowel as om te groei en voort te plant. Lewende organismes produseer ook elektriese energie en kan kopieë van DNA -molekules maak deur ATP te gebruik. Energie word ook gebruik om spiere te beweeg en seine van die brein na verskillende senuwees te dra.


Negatiewe (skadelike) effekte van UV

Veroorsaak velkanker - UV is 'n omgewings menslike karsinogeen. Dit is die mees prominente en universele kankerveroorsakende middel in ons omgewing. Daar is baie sterk bewyse dat elk van die drie hooftipes velkanker (basale selkarsinoom, plaveiselkarsinoom en melanoom) veroorsaak word deur blootstelling aan die son. Navorsing toon dat soveel as 90% van die velkanker te wyte is aan UV -straling.

Veroorsaak sonbrand - UV brand die vel. Sonbrand is 'n brand wat voorkom wanneer velselle beskadig word. Hierdie skade aan die vel word veroorsaak deur die opname van energie uit UV -strale. Ekstra bloed vloei na die beskadigde vel in 'n poging om dit te herstel, en daarom word u vel rooi as u sonbrand.

Beskadig immuunstelsel -Oormatige blootstelling aan UV-straling het 'n skadelike onderdrukkende effek op die immuunstelsel. Wetenskaplikes glo dat sonbrand die verspreiding en funksie van siektebestrydende witbloedselle by mense tot 24 uur na blootstelling aan die son kan verander. Herhaalde oormatige blootstelling aan UV-straling kan selfs meer skade aan die liggaam se immuunstelsel veroorsaak. Die immuunstelsel verdedig die liggaam teen bakterieë, mikrobes, virusse, gifstowwe en parasiete (siektes en infeksies). Jy kan sien hoe doeltreffend die immuunstelsel is deur te kyk hoe vinnig iets verval wanneer dit sterf en die immuunstelsel ophou werk.

Beskadig oë - Langdurige blootstelling aan UV of hoë intensiteite van UV (byvoorbeeld in sonbeddens) beskadig die weefsel van die oë en kan 'n 'brand' van die oogoppervlak veroorsaak, wat 'sneeublindheid' of fotokeratitis genoem word. Die gevolge verdwyn gewoonlik binne 'n paar dae, maar kan later in die lewe tot verdere komplikasies lei. In 1998 het die Tydskrif van die American Medical Association berig dat selfs klein hoeveelhede sonlig die risiko kan verhoog om oogskade te ontwikkel, soos katarak (wat onbehandeld bly, blindheid veroorsaak), pterygium en pinguecula. UV-skade aan die oë is kumulatief, so dit is nooit te laat om die oë te begin beskerm nie.

Ouderdom vel - UV versnel die veroudering van die vel, aangesien die UV kollageen en bindweefsel onder die boonste laag van die vel vernietig. Dit veroorsaak plooie, bruin 'lewer' -kolle en verlies aan velelastisiteit. Die verskil tussen velkleur, plooie of pigmentasie aan die onderkant van 'n persoon se arm en die bokant van dieselfde arm illustreer die uitwerking van sonblootstelling op die vel. Gewoonlik het die bokant van die arm meer blootstelling aan die son gehad en toon groter sonskade. Omdat fotoveroudering van die vel kumulatief is, is dit nooit te laat vir 'n persoon om 'n sonbeskermingsprogram te begin nie. Andersins, alhoewel 'n bruin kleur nou goed kan lyk, kan u dit later met 'n rimpelagtige vel of velkanker betaal.

Verswak plastiek – Baie polimere wat in verbruikersitems gebruik word (insluitend plastiek, nylon en polistireen) word afgebreek of verloor sterkte as gevolg van blootstelling aan UV-lig.

Verbleik kleure - Baie pigmente (wat gebruik word om voedsel, skoonheidsmiddels, materiaal, plastiek, verf, ink en ander materiale te kleur) en kleurstowwe absorbeer UV en verander van kleur. Weefsels, meubels en skilderye benodig beskerming teen UV (fluoresserende lampe sowel as sonlig) om kleurverandering of verlies te voorkom.


Rekenaarbiologie verander idees in hipoteses

Uiteindelik het rekenaars biologie hervorm deur fuzzy konsepte streng en toetsbaar te maak. Hier is 'n voorbeeld uit my eie navorsing: kankernavorsers het dekades lank die idee bespreek dat genetiese heterogeniteit tussen selle in dieselfde gewas help om 'n kankerbestandheid teen terapie te maak [6]. Dit is 'n eenvoudige idee: hoe meer divers die selpopulasie is, hoe meer waarskynlik is dit dat 'n subset van die selle bestand is teen terapie en die gewas kan hergroei nadat alle ander selle doodgemaak is.

Maar hoe kan u 'genetiese heterogeniteit' presies meet, en hoe groot is die invloed daarvan op die ontwikkeling van weerstand? Om hierdie vrae te beantwoord, moes ons die idee in 'n toetsbare hipotese verander. Ons het genomiese benaderings gebruik om veranderinge in kankergenome op verskillende plekke by 'n pasiënt te meet en daarna kwantitatiewe metings van heterogeniteit gedefinieer, wat statisties vergelyk kan word met kliniese inligting oor behandelingsweerstand. En inderdaad, ons het bewyse gevind wat die aanvanklike idee ondersteun dat heterogeniteit weerstand bepaal [7].

Dit is slegs een van vele voorbeelde waarin 'n kwantitatiewe berekeningsbenadering nodig was om 'n vaag idee in 'n toetsbare hipotese te verander. Berekeningsbiologie presteer daarin om groot hoeveelhede komplekse data te distilleer tot iets wat in die nat laboratorium getoets kan word, en sodoende eksperimentele opvolging vorm en rig.


Waarom is hierdie onderwerpe belangrik?

Deur die rol van sonstraling in die aarde se klimaatstelsel te verstaan, kan ons belangrike konsepte begryp, soos:

Die oorsake van die seisoene.

Seisoene word veroorsaak deur die kanteling van die aarde se as. Die gekantelde as beteken dat die noordelike en suidelike dele van die Aarde nie gelyke hoeveelhede sonstraling ontvang nie (energie per oppervlakte-eenheid). As die suidelike halfrond na die son gekantel word, is dit somer in die suidelike halfrond en winter in die noordelike halfrond. (Beginsel 1c)

Die rede waarom ystydperke voorkom.

Die ystydperke is veroorsaak deur veranderinge in die verspreiding van sonstraling wat oor die aarde se oppervlak ontvang is. Die baan van die aarde se baan is nie konstant nie. Variasies in die Aarde se wentelbaan laat die sonstraling wat enige punt op die Aarde se oppervlak bereik, verander. (Beginsel 1d)

Hoe die hoeveelheid energie wat deur die son vrygestel word (son se helderheid) met verloop van tyd verander.

Die son se uitset is nie konstant nie. Sy helderheid (totale energie wat die son uitstraal) het oor geologiese tyd toegeneem en wissel effens oor korter tydskale.

Waarom onlangse klimaatsverhitting nie veroorsaak is deur toenames in die son se energie-uitset nie.

Die son se energie-uitset het nie genoeg verander oor die afgelope dekades om rekening te hou met die stygings in temperature wat gedurende dieselfde tyd waargeneem is nie. (Beginsel 1e)

Die meeste vorme van energie wat mense gebruik, is afkomstig van sonenergie.

Baie vorme van energie wat mense gebruik, is uiteindelik afkomstig van sonstraling, soos voedsel, koolwaterstowwe (soos olie en aardgas), windenergie, hidro -elektriese krag en natuurlik sonenergie.


Evolusie van die biosfeer

Gedurende die lang geskiedenis van die aarde het lewensvorme die chemiese samestelling van die biosfeer drasties verander. Terselfdertyd het die chemiese samestelling van die biosfeer die lewensvorme van die aarde beïnvloed. In die verlede was die tempo waarteen voedingstowwe van een chemiese vorm na 'n ander getransformeer is, nie altyd hul transformasie gelyk aan hul oorspronklike vorm nie. Dit het gelei tot 'n verandering in die relatiewe konsentrasies van chemikalieë soos koolstofdioksied en suurstof in die biosfeer. Die afname in koolstofdioksied en toename in atmosferiese suurstof wat mettertyd plaasgevind het, was te wyte aan fotosintese wat teen 'n vinniger tempo as respirasie plaasgevind het. Die koolstof wat as koolstofdioksied in die atmosfeer teenwoordig was, lê nou in fossielbrandstofafsettings en kalksteengesteentes.

Wetenskaplikes glo dat die toename in atmosferiese suurstofkonsentrasie die evolusie van lewe beïnvloed het. Dit was eers toe suurstof hoë konsentrasies bereik het soos dit vandag op aarde bestaan, dat meersellige organismes soos ons kon ontwikkel het. Ons benodig hoë suurstofkonsentrasies om ons hoë asemhalingtempo te akkommodeer en sou nie kon oorleef as die biosfeer nie verander is deur die organismes wat voor ons gekom het nie.


STEMvisions Blog

As u honger word, neem u 'n happie uit u yskas of spens. Maar wat kan plante doen as hulle honger word? U weet waarskynlik dat plante sonlig, water en 'n huis (soos grond) nodig het om te groei, maar waar kry hulle hul voedsel? Hulle maak dit self!

Plante word outotrofe genoem omdat hulle energie van lig kan gebruik om hul eie voedselbron te sintetiseer, of maak. Baie mense glo dat hulle 'n plant "voed" as hulle dit in die grond sit, dit natmaak of buite in die son plaas, maar niks van hierdie dinge word as voedsel beskou nie. Plante gebruik eerder sonlig, water en die gasse in die lug om glukose te maak, wat 'n vorm van suiker is wat plante nodig het om te oorleef. Hierdie proses word fotosintese genoem en word uitgevoer deur alle plante, alge en selfs sommige mikroörganismes. Om fotosintese uit te voer, benodig plante drie dinge: koolstofdioksied, water en sonlig.

Deur water (H2O) deur die wortels, koolstofdioksied (CO2) uit die lug en ligenergie van die son op te neem, kan plante fotosintese uitvoer om glukose (suikers) en suurstof (O2) te maak. KREDIET: mapichai/Shutterstock.com

Net soos jy, moet plante gasse inneem om te lewe. Diere neem gasse in deur 'n proses wat asemhaling genoem word. Tydens die asemhalingsproses asem diere alle gasse in die atmosfeer in, maar die enigste gas wat aangehou word en nie onmiddellik uitgeasem word nie, is suurstof. Plante neem egter koolstofdioksiedgas in en gebruik dit
vir fotosintese. Koolstofdioksied gaan deur klein gaatjies in 'n plant se blare, blomme, takke, stingels en wortels. Plante benodig ook water om hul kos te maak. Afhangende van die omgewing, sal die toegang van 'n plant tot water wissel. Byvoorbeeld, woestynplante, soos 'n kaktus, het minder beskikbare water as 'n lelieblok in 'n dam, maar elke fotosintetiese organisme het 'n soort aanpassing of spesiale struktuur wat ontwerp is om water op te vang. Vir die meeste plante is wortels verantwoordelik vir die opname van water.

Die laaste vereiste vir fotosintese is belangrik omdat dit die energie verskaf om suiker te maak. Hoe neem 'n plant koolstofdioksied en watermolekules en maak 'n voedselmolekule? Die Son! Die energie uit lig veroorsaak 'n chemiese reaksie wat die molekules van koolstofdioksied en water afbreek en dit herorganiseer om die suiker (glukose) en suurstofgas te maak. Nadat die suiker geproduseer is, word dit dan deur die mitochondria afgebreek in energie wat vir groei en herstel gebruik kan word. Die suurstof wat geproduseer word, word vrygestel uit dieselfde klein gaatjies waardeur die koolstofdioksied ingekom het. Selfs die suurstof wat vrygestel word, dien 'n ander doel. Ander organismes, soos diere, gebruik suurstof om hul oorlewing te bevorder.

As ons 'n formule vir fotosintese sou skryf, sou dit so lyk:

Die hele proses van fotosintese is 'n oordrag van energie van die Son na 'n plant. In elke suikermolekule wat geskep word, is daar 'n klein bietjie energie van die son, wat die plant later kan gebruik of stoor.

Stel jou 'n ertjieplant voor. As die ertjieplant nuwe peule vorm, benodig dit 'n groot hoeveelheid suiker -energie om groter te word. Dit is soortgelyk aan hoe jy kos eet om langer en sterker te word. Maar eerder as om winkel toe te gaan en kruideniersware te koop, sal die ertjieplant sonlig gebruik om die energie te verkry om suiker te bou. Wanneer die ertjie peule
volgroeid is, het die plant moontlik nie meer soveel suiker nodig nie en sal dit in sy selle gestoor word. 'N Honger konyn kom saam en besluit om van die plant te eet, wat die energie bied wat die konyn in staat stel om terug te spring huis toe. Waar kom die energie van die haas vandaan? Beskou die proses van fotosintese. Met die hulp van koolstofdioksied en water het die ertjie peul die energie van sonlig gebruik om die suikermolekules te bou. Toe die haas die ertjiepeul geëet het, het dit indirek energie van sonlig ontvang, wat in die suikermolekules in die plant gestoor is.

Ons kan fotosintese bedank vir brood! Koringkorrels word, soos dié op die foto, in groot landerye verbou. Wanneer hulle geoes word, word hulle tot 'n poeier gemaal wat ons as meel kan herken. Krediet: Elena Schweitzer/Shutterstock.com

Mense, ander diere, swamme en sommige mikroörganismes kan nie voedsel in hul eie liggame maak soos outotrofe nie, maar hulle maak steeds staat op fotosintese. Deur die oordrag van energie van die Son na plante, bou plante suikers wat mense verbruik om ons daaglikse aktiwiteite aan te dryf. Selfs as ons dinge soos hoender of vis eet, dra ons energie van die son in ons liggame oor, omdat een organisme op 'n stadium 'n fotosintetiese organisme verbruik het (bv. Die vis het alge geëet). Dus, die volgende keer dat u 'n happie neem om u energie aan te vul, dank die son daarvoor!

Dit is 'n uittreksel uit die Struktuur en funksie eenheid van ons kurrikulumproduklyn, Science and Technology Concepts TM (STC). Besoek ons ​​uitgewer, Carolina Biological, vir meer inligting.

[BONUS VIR ONDERWYSERS] Kyk "Fotosintese: verblind deur die lig" om studente se wanopvattings oor materie en energie in fotosintese en strategieë om studente-idees te ontlok om aan te spreek of daarop voort te bou, te ondersoek.


Nasionale kurrikulum vir voer en grasvelde

Alle plante, insluitend voergewasse, benodig relatief groot hoeveelhede stikstof (N) vir behoorlike groei en ontwikkeling. Biologiese stikstofbinding (BNF) is die term wat gebruik word vir 'n proses waarin stikstofgas (N2) uit die atmosfeer in die weefsel van sekere plante opgeneem word. Slegs 'n geselekteerde groep plante kan N op hierdie manier verkry met behulp van grondmikro -organismes. Onder die voerplante is die groep plante bekend as peulgewasse (plante in die botaniese familie Fabaceae) bekend daarvoor dat hulle N uit lug N kan verkry2.

By voerproduksie kan hierdie proses baie belangrik wees omdat dit beteken dat die broodnodige N uit drie bronne verkry kan word: die atmosfeer via BNF, die grond en uit kunsmis. Voerkwekprodusente wat maniere vind om die hoeveelheid N wat deur die BNF uit die atmosfeer verkry word, te maksimeer, sal hul kunsmiskoste kan verlaag terwyl grondvrugbaarheid, hoë vlakke van voerproteïene en hoë opbrengste behoue ​​bly.

Die proses waardeur sommige voergewasse N kan inkorporeer2 uit die lug in hul weefsels behels 'n gasheerplant (ook bekend as die macrosymbiont). Byvoorbeeld: lusern en 'n mikro-organisme (ook bekend as die mikrosimbiont) wat met die gasheerplant geassosieer word, funksioneer in wat 'n simbiotiese verhouding of simbiose genoem word. 'n Simbiotiese verhouding is een waarin twee organismes 'n wedersyds voordelige verhouding vorm. By die meeste voergewasse is die tweede organisme 'n bakterie wat natuurlik in die grond voorkom. Die bakterieë wat meestal by voergewasse betrokke is, staan ​​algemeen bekend as rhizobia, omdat dit geklassifiseer word as deel van die bakteriese genus, bekend as Rhizobium.

Hierdie grondbakterieë besmet die wortels van die plant en vorm strukture bekend as knoppies. Die chemiese reaksies, dit is die proses bekend as BNF, vind in die nodules plaas.

Alhoewel die proses 'n aantal komplekse biochemiese reaksies behels, kan dit op 'n relatief eenvoudige manier saamgevat word deur die volgende vergelyking:

Die vergelyking hierbo dui aan dat een molekule stikstofgas (N2) kombineer met agt waterstofione (ook bekend as protone) (8H+) om twee molekules ammoniak (2NH) te vorm3) en twee molekules waterstofgas (2H2). Hierdie reaksie word uitgevoer deur 'n ensiem bekend as nitrogenase. Die 16 molekules ATP (ATP = Adenosine Trifosfaat, 'n verbinding wat energie stoor) verteenwoordig die energie wat nodig is vir die BNF -reaksie. In biochemiese terme verteenwoordig 16 ATP 'n relatief groot hoeveelheid plantenergie. Die proses van BNF is dus 'duur' vir die aanleg in terme van energieverbruik. Wat is die uiteindelike bron van hierdie energie wat nodig is vir BNF? Die son, via die proses van fotosintese. As ammoniak (NH3) gevorm word, word dit omgeskakel na 'n aminosuur soos glutamien. Die stikstof in aminosure kan deur die plant gebruik word om proteïene vir sy groei en ontwikkeling te sintetiseer.


Kyk die video: Praktijkleren: Vakexpert biologisch-dynamische landbouw (Oktober 2022).