1. Edukacja Nauka Biologia Jak rośliny zdobywają energię

Rośliny muszą dostać żywność do swoich systemów, aby uzyskać energię i kontynuować życie, podobnie jak zwierzęta. Rośliny wytwarzają energię dla zwierząt, dlatego muszą uzupełniać swoje składniki odżywcze. I rośliny w pewien sposób oddychają. Pobierają dwutlenek węgla, który wydzielają wszystkie zwierzęta, i oddają tlen, z którego mogą korzystać wszystkie zwierzęta. Całkiem fajny design, prawda?

Wytwarzanie energii z ostatecznego źródła energii

Fotosynteza to proces, w którym rośliny przetwarzają energię słoneczną. Jest to proces, który pozwala roślinom tworzyć cząsteczki organiczne, które wykorzystują jako paliwo. Oto jak to działa.

  • Cząsteczki chlorofilu zawarte w chloroplastach pochłaniają energię w postaci światła słonecznego. Niektóre rośliny potrzebują więcej światła słonecznego niż inne, ale wszystkie potrzebują co najmniej trochę. Zamiast pobierać tlen i wydychać dwutlenek węgla, tak jak robią to zwierzęta, rośliny pobierają dwutlenek węgla z atmosfery. Rośliny pochłaniają wodę z ziemi przez korzenie. Podczas fotosyntezy energia słoneczna rozdziela cząsteczki wody na wodór i tlen. Cząsteczki tlenu są wydzielane przez roślinę i emitowane do atmosfery. Cząsteczki ATP powstają w komórce roślinnej. Reakcje te nazywane są reakcjami fotochemicznymi lub lekkimi, ponieważ wymagają one wystąpienia światła. Enzymy w roślinie następnie katalizują połączenie wodoru i dwutlenku węgla, tworząc związek węglowy zwany półproduktem. Półprodukt jest związkiem stosowanym do kontynuowania procesu tworzenia innego związku. W roślinach półprodukt nazywa się fosfogliceraldehydem (PGAL). PGAL kontynuuje proces produkcji glukozy, którą roślina wykorzystuje jako paliwo do przetrwania. Reakcje te nazywane są reakcjami utrwalania węgla (lub reakcjami ciemnymi w celu odróżnienia ich od reakcji światła powyżej), ponieważ atomy węgla są „utrwalone”; oznacza to, że są one umieszczane w stabilnych związkach, które można stosować celowo zamiast po prostu bez celu unosić się wokół komórki. Kiedy roślina wytworzyła więcej glukozy, niż potrzebuje do życia, łączy cząsteczki glukozy w większe cząsteczki węglowodanów zwane skrobią. Cząsteczki skrobi są przechowywane w dużych wakuolach w komórkach roślinnych. W razie potrzeby roślina może rozbijać cząsteczki skrobi, aby odzyskać glukozę na energię lub stworzyć inne związki, takie jak białka, kwasy nukleinowe lub tłuszcze.

Przepływaj przez ksylem i łyko

Rośliny poddawane są fotosyntezie w celu wytworzenia energii dla siebie (i ostatecznie dla ludzi). Do przeprowadzenia tego procesu potrzebne jest światło i woda. Ale w jaki sposób rośliny dostają wodę i światło do swoich komórek?

Tkanki zwane ksylemem i łykiem zwykle znajdują się razem w tak zwanych wiązkach naczyniowych. Oba rodzaje tkanek przewodzą substancje przez korzeń i łodygę rośliny. Ksylem przewodzi wodę i minerały z gleby; łyk „przepływa” cząsteczkami cukru.

Wszystkie komórki roślinne mają ścianę komórkową, ale komórki w ksylemie mają dodatkową ścianę komórkową, aby zapewnić im dodatkową siłę (pomaga uniknąć przedostania się wody przez łodygę). Elementy naczyń to wyspecjalizowane komórki w ksylemie, które tworzą kolumny zwane naczyniami. Woda przepływa przez otwory na końcach każdego elementu naczynia i płynie w górę przez całą kolumnę naczynia.

Tkanka łykowa zawiera komórki zwane elementami sitowo-rurowymi, które łączą się w kolumnach zwanych sitami sitowymi. Każdy element rurki sitowej ma na końcu por, przez który cytoplazma z jednego elementu rurki sitowej może „dotykać” cytoplazmy następnego elementu rurki sitowej. Ta struktura umożliwia przepływ paliwa wytwarzanego przez liście w liściach i odżywianie reszty rośliny. Ten proces nazywa się translokacją.

Transport wody z komórki do komórki

Rośliny mają dwa sposoby przemieszczania wody z zewnątrz korzenia do wnętrza korzenia do tkanki ksylemu i łyka. Woda może przepływać między ścianami komórek sąsiednich komórek. Pomyśl o tym obszarze jak o korytarzu. Lub woda może przepływać między komórkami przez rurki łączące cytoplazmatę każdej komórki, podobnie jak ludzie mogą przechodzić przez drzwi sąsiednich pokoi.

Inspiracja do transpiracji

Transpiracja to techniczny termin odparowywania wody z roślin. Gdy woda odparowuje z liści (lub dowolnej części rośliny wystawionej na działanie powietrza), tworzy napięcie w liściach i tkankach ksylemu. Ponieważ rośliny tracą wodę przez otwory w liściach zwane szparkami, muszą odzyskać wodę. Dlatego inspiracją do transpiracji jest utrata wody. Utrata medium, które przenosi niezbędne minerały, inspiruje roślinę do wciągania większej ilości wody z ziemi.