În funcție de modul în care obțin substanțe organice, plantele sunt împărțite în:
- heterotrofă - depinde de furnizarea de org. l. din mediu
- autotrofă - substanțele organice sunt produse din substanțe anorganice
- mixotrofă - nutriție combinată, utilizați ambele metode
Heterotrofia plantelor
Plantele heterotrofe obțin carbon pentru a construi molecule organice din materia organică. În funcție de unde planta extrage materia organică, recunoaștem:
- plante saprofite elimină materia organică din cadavrele plantelor și animalelor și o mineralizează în CO2, H2O, H2S, NH3 și săruri. Ele sunt o componentă importantă a lanțurilor alimentare detitrice (descompunere). La descompunerea substratului, organismele saprofite alternează în ordinea exactă. Produsul de descompunere al unui saprofit este materia primă pentru următorul. Dintre plantele de sămânță, saprofitul cunoscut este putregaiul de molid.
- organisme parazite iau nutrienți din organismul viu, la care ne referim ca gazdă. Ei pătrund în planta gazdă prin intermediul rădăcinilor variabile - ventuze. Acestea pătrund în lichi și în părțile lemnoase ale fasciculelor vasculare ale gazdei, de unde parazitul atrage atât nutrienți organici, cât și anorganici. Gazda previne activitatea parazitului prin formarea fenolilor. Porumbul cunoscut este una dintre cele mai cunoscute plante parazite.
- semi-paraziți cu istoricul lor, ei pătrund și în fasciculele vasculare ale gazdei, dar numai în partea de lemn. Conțin clorofilă și fotosinteză. Aceasta include, de exemplu, vascul alb.
Autotrofia plantelor
Plantele autotrofe absorb carbonul pentru a forma molecule organice din CO2. Substanțele organice se formează în corpul lor din substanțe anorganice. Este necesară energie pentru a transforma substanțele anorganice în organice. Plantele autotrofe folosesc lumina ca sursă de energie pentru această transformare și, prin urmare, acest proces se mai numește fotoautotrofie sau asimilare fotosintetică, adică fotosinteză. Plantele verzi pot folosi coloranți fotosintetici pentru a transforma energia radiantă a luminii în energia legăturilor chimice.
Fotosinteza este un proces biochimic de captare a energiei radiației solare și a utilizării sale pentru fixarea dioxidului de carbon din plantele verzi și a unor procariote pentru a forma carbohidrați. Este un fel de asimilare a dioxidului de carbon, este o sursă de aproape toate substanțele organice care se formează în mod natural, adică fără intervenția activității tehnice umane. Toate organismele heterotrofe depind de produsele fotosintezei, oxigenul prezent în atmosferă este și produsul său.
Procesul fotosintezei la plantele superioare are loc în cloroplaste, unde clorofila a și clorofila b, la care ne referim ca coloranți de asimilare, se găsesc pe membranele tilacoidelor. În plus față de clorofilă, alți coloranți, cum ar fi carotenoizii, sunt implicați în fotosinteză. Principalul colorant asimilator este clorofila a, care singură are capacitatea de a absorbi fotonii incidenți. Clorofilă și se numește clorofilă activă. Alți coloranți de asimilare sunt de ajutor. Ele formează un fel de „rețea” în care captează fotonii incidenți, care duc la molecula de clorofilă și.
Distingem două tipuri de stații de recepție:
- fotosistemul I - se aplică absorbției de lumină cu o lungime de undă de 700 nm sau mai mare
- fotosistem II - se aplică absorbției de lumină cu o lungime de undă de 680 nm și mai mică.
Cursul chimic al fotosintezei poate fi scris printr-o ecuație sumară: 6CO2 + 12H2O + 2830 kJ + clorofilă → C6H12O6 + 6H2O + 6O2
În timpul fotosintezei, energia primită a radiației luminii din celulele plantelor, algelor și a unor procariote se transformă în energia legăturii chimice, iar substanțele organice se formează din cele anorganice. Chemosinteza este asimilarea dioxidului de carbon, în care energia se obține prin oxidarea substanțelor anorganice simple, rareori a substanțelor organice. Este filogenetic cel mai vechi mod de a crea substanțe organice, care a supraviețuit până în prezent. Apare mai ales în microorganisme care nu au coloranți asimilatori, de ex. bacterii. Oxigenul nu este eliberat în timpul chemosintezei. Procesele de chimiosinteză au jucat un rol de neînlocuit în evoluție, importanță în agricultură, depozit și geologia minereului.
Bacterii care se hrănesc cu chemosinteza: bacterii nitrificante, bacterii denitrifiante, bacterii sulf, bacterii hidrogen, bacterii fier
- Faza fotochimică
Indică procesele principale ale fotosintezei care necesită prezența luminii. Esența lor este conversia energiei radiante în energia legăturilor chimice. În timpul proceselor primare, are loc fotofosforilarea și fotoliza apei. Fotofosforilarea începe cu absorbția energiei luminii de către o moleculă de clorofilă. Aceasta eliberează electronii din clorofilă, care captează enzima redox feredoxină. Din el, electronii sunt transferați înapoi în clorofilă de un lanț de enzime redox. Energia emisă de electron este utilizată pentru a forma legături fosfat macroergice în molecula ATP. Deoarece în acest proces electronii efectuează ciclul: clorofilă - feredoxină - enzime redox - clorofilă și în același timp se formează legături fosfat macroergice, adică la fosforilare, ne referim la această parte a fotosintezei drept fotofosforilare ciclică.
- Fotoliza apei este un eveniment în care are loc descompunerea ușoară a apei:
H2O → ½O2 + 2H + + 2e-
Oxigenul eliberat intră în atmosferă. Electronii excitați sunt transferați la feredoxină, ceea ce reduce coenzima NADP (nicotinamidă adenină fosfat dinucleotidic) prin consumul de ioni H + NADP + 2H + + 2e- → NADPH2
Rezultatul proceselor primare de fotosinteză este formarea de ATP și NADPH2, care sunt utilizate în procesele secundare de fotosinteză.
- Faza termochimică
Indică procese secundare care nu necesită prezența luminii. În timpul acestor procese, CO2 este fix și se formează carbohidrați. Sursa de energie pentru această conversie este ATP și agentul de reducere NADPH2.
- Cunoaștem două mecanisme de fixare a CO2:
- Plantele C3 - principalul acceptor de CO2 este ribuloza-1,5-bisfosfat
- Plantele C4 - principalul acceptor al CO2 este fosfoenolpiruvatul
- Respirație aerobă - oxidare completă
Are loc în mitocondrii cu ajutorul enzimelor, există o scindare treptată a acidului piruvic într-un proces numit decarboxilare oxidativă pentru intermediari pentru a descompune complet CO2 și H2O.
Un intermediar important este acidul activ. acetic - acetilCoA, care intră în reacții suplimentare. Ciclul Krebs și lanțul respirator sunt o succesiune de reacții biochimice în care CO2 și H2O sunt descompuse treptat și 36 de molecule ATP sunt eliberate. Prin urmare, oxidarea completă este energetic mai avantajoasă decât glicoliza anaerobă.
- Respirație anaerobă - oxidare incompletă
Prima etapă de oxidare biologică - glicoliza anaerobă este clivajul enzimatic al glucozei până la acidul piruvic și câștigul de energie a 2 molecule de ATP Glucoză → acid piruvic + H2 + 2ATP
Dacă descompunerea ulterioară a acidului piruvic are loc fără acces la oxigenul extern, pot avea loc procese de fermentare - biodegradarea zaharurilor de către microorganisme.
Mixotrofia plantelor
Plantele care au capacitatea de a se hrăni autotrofic și primesc, de asemenea, substanțe nutritive organice sunt numite mixotrofe. Sunt plante carnivore care trăiesc pe soluri sărace în azot și completează deficitul de azot prin capturarea hranei pentru animale. Totuși, pot trăi și destul de autotrofic. Animalele prind în diferite moduri:
- folosind tricomi lipicioși (de exemplu, pinguin)
- la ulcioare (ex. ulcioare)
- mișcare activă (de exemplu, vezicule - vezicule care prind)
- Bioluminiscență - fluorescență, aceasta apare prin prevenirea accesului oxigenului la substanțele luminescente.
- C3-plante - principalul acceptor de CO2 este ribuloza-1,5-bisfosfat. La legarea dioxidului de carbon de RuBP, se formează un intermediar instabil cu șase carbon, care apoi se descompune în două molecule de acid 3-fosfogliceric. Reducerea lor de NADPH2 și consumul de energie al ATP produce gliceraldehidă-3-fosfat. 5/6 din acesta este utilizat pentru regenerarea acceptorului și 1/6 din care carbohidrații sunt sintetizați. În fotosinteză, produsele de fotosinteză tind să fie în mare parte degradate de respirație în timpul fotosintezei. Aceasta degradare o numim fotorespiratie.
- C4-plante - aceste plante trec prin așa-numitele Calea Hatch-Slack, unde principalul acceptor de CO2 este fosfoenolpiruvatul. Plantele C4 au mai puțină fotorespirare și, prin urmare, au un randament mai mare de fotosinteză.
Pigmenții de asimilare acționează ca colectoare de energie solară, pe care le transmit către acceptorul final (receptor). Clorofila și ca unic pigment nu numai că absoarbe pasiv energia purtătorilor, ci o poate folosi și activ.
Nu garantăm acuratețea și originea materialelor de studiu.