1. ОбразованиеНаукаБиологияКак растенията придобиват своята енергия

Растенията трябва да получават храна в своите системи, за да придобият енергия и да продължат да живеят, подобно на животните. Растенията създават енергия за използване от животните, така че те трябва да попълнят хранителните си вещества. И растенията дишат, по някакъв начин. Те приемат въглеродния диоксид, който всички животни отделят, и отделят кислород за всички животни, които могат да използват. Доста страхотен дизайн, нали?

Изработка на енергия от крайния енергиен източник

Фотосинтезата е процесът, чрез който растенията преобразуват енергия от слънцето. Това е процесът, който позволява на растенията да създават органични молекули, които използват като гориво. Ето как работи.

  • Съдържащите се в хлоропластите молекули на хлорофила абсорбират енергия под формата на светлина от слънцето. Някои растения се нуждаят от повече слънчева светлина от други, но всички се нуждаят поне от малко. Вместо да поемат кислород и да вдишват въглероден диоксид, както животните, растенията приемат въглероден диоксид от атмосферата. Растенията абсорбират водата от земята нагоре през корените си. По време на фотосинтезата енергията от слънцето разделя водните молекули на водород и кислород. Молекулите на кислорода се отделят от растението и се отделят в атмосферата. Молекулите на АТФ се създават в растителната клетка. Тези реакции се наричат ​​фотохимични или светлинни реакции, защото изискват появата на светлина. Ензимите в растението след това катализират комбинацията от водород и въглероден диоксид, за да се създаде въглеродно съединение, което се нарича междинен продукт. Междинният продукт е съединение, използвано за продължаване на процеса за създаване на различно съединение. В растенията междинният продукт се нарича фосфоглицералдехид (PGAL). PGAL продължава в процеса на производство на глюкоза, която растението използва като гориво за оцеляване. Тези реакции се наричат ​​реакции на фиксиране на въглерод (или тъмни реакции за разграничаването им от светлите реакции по-горе), защото атомите на въглерода са "фиксирани"; т. е. те се поставят в стабилни съединения, които могат да се използват целенасочено, вместо просто да се плуват около клетката безцелно. Когато растението е създало повече глюкоза, отколкото е необходимо за поддържане на живота, тя комбинира глюкозни молекули в по-големи въглехидратни молекули, наречени нишесте. Молекулите на нишестето се съхраняват в големите вакуоли в растителните клетки. Когато е необходимо, растението може да разгради молекулите на нишестето надолу, за да извлече глюкозата за енергия или да създаде други съединения, като протеини, нуклеинови киселини или мазнини.

Пролейте през ксилемата и флоемата

Растенията се подлагат на фотосинтеза, за да произвеждат енергия за себе си (и в крайна сметка за хората). Светлина и вода са необходими за извършване на този процес. Но как растенията вкарват водата и светлината в клетките си?

Тъкани, наречени ксилем и флоема, обикновено се намират заедно в така наречените съдови снопове. И двата вида тъкан пренасят вещества нагоре през корена и стъблото на растението. Ксилема провежда вода и минерали от почвата; флоемата "тече" захарни молекули.

Всички растителни клетки имат клетъчна стена, но клетките в ксилемата имат допълнителна клетъчна стена, която им придава допълнителна сила (помага да се избегне издухване на вода през стъблото). Елементите на съда са специализирани клетки в ксилемата, които образуват колони, наречени съдове. Водата преминава през дупки в краищата на всеки елемент на съда и продължава нагоре през цялата колона на съда.

Филоемната тъкан съдържа клетки, наречени елементи от ситови тръби, които се свързват в колони, наречени ситови тръби. Всеки елемент на ситовата тръба има пори на края си, през които цитоплазмата от един сито-тръбен елемент може да "докосне" цитоплазмата на следващия сито-тръбен елемент. Тази структура позволява на горивото, което растението прави в листата, да преминава през и да подхранва останалата част от растението. Този процес се нарича транслокация.

Транспортиране на вода от клетка до клетка

Растенията имат два начина за придвижване на водата от корена към вътрешността на корена към ксилемата и флоемата тъкан. Водата може да тече между клетъчните стени на съседни клетки. Мислете за тази зона като за коридор. Или водата може да тече между клетките през тръби, свързващи цитоплазмата на всяка клетка, подобно на това, че хората могат да минават през врати на съседни стаи.

Вдъхновението за транспирация

Транспирацията е техническият термин за изпаряването на водата от растенията. Докато водата се изпарява от листата (или която и да е част от растението, изложена на въздух), тя създава напрежение в листата и тъканите на ксилема. Тъй като растенията губят вода през отвори в листата, наречени стомаси, те трябва да си възвърнат водата. Следователно вдъхновението за транспирация е загубата на вода. Загубата на средата, която носи необходимите минерали, вдъхновява растението да изтегля повече вода от земята.