1. Utdanning VitenskapBiologi Hvordan planter skaffer seg energien

Planter må få mat inn i systemene sine for å skaffe energi og fortsette å leve, på lik linje med dyr. Planter skaper energi for dyr å bruke, så de må fylle på med næringsstoffene. Og planter puster på en måte. De tar inn karbondioksid som alle dyrene gir fra seg, og de gir fra seg oksygen for alle dyrene å bruke. Ganske kult design, er det ikke?

Tjener energi fra den ultimate energikilden

Fotosyntese er prosessen der planter konverterer energi fra solen. Det er prosessen som lar planter lage organiske molekyler som de bruker som drivstoff. Slik fungerer det.

  • Klorofyllmolekylene i kloroplastene tar opp energi i form av lys fra solen. Noen planter trenger mer sollys enn andre, men alle trenger minst litt. I stedet for å ta inn oksygen og puste ut karbondioksid slik som dyr gjør, tar planter inn karbondioksid fra atmosfæren. Planter absorberer vann fra grunnen opp gjennom røttene sine. Under fotosyntesen deler energien fra solen vannmolekylene i hydrogen og oksygen. Oksygenmolekylene blir gitt av planten og slippes ut i atmosfæren. Molekyler av ATP lages i plantecellen. Disse reaksjonene kalles fotokjemiske eller lysreaksjoner fordi de krever lys for å oppstå. Enzymer i planten katalyserer deretter kombinasjonen av hydrogen og karbondioksyd for å skape en karbonforbindelse som kalles et mellomprodukt. Et mellomprodukt er en forbindelse som brukes til å fortsette en prosess for å lage en annen forbindelse. I planter kalles mellomproduktet fosfoglyceraldehyd (PGAL). PGAL fortsetter i prosessen med å produsere glukose, som anlegget bruker som drivstoff for å overleve. Disse reaksjonene kalles karbonfikseringsreaksjoner (eller mørke reaksjoner for å skille dem fra lysreaksjonene ovenfor) fordi karbonatomer er "faste"; det vil si at de blir satt inn i stabile forbindelser som kan brukes målrettet i stedet for bare å flyte rundt cellen uten mål. Når planten har skapt mer glukose enn den trenger for å opprettholde liv, kombinerer den glukosemolekyler til større karbohydratmolekyler kalt stivelse. Stivelsesmolekylene lagres i de store vakuolene i plantecellene. Når det er nødvendig, kan planten bryte stivelsesmolekylene ned for å hente glukose for energi eller for å lage andre forbindelser, for eksempel proteiner, nukleinsyrer eller fett.

Strøm gjennom xylem og floem

Planter gjennomgår fotosyntesen for å produsere energi for seg selv (og til slutt mennesker). Lys og vann er nødvendig for å utføre denne prosessen. Men hvordan får plantene vann og lys inn i cellene?

Vev som kalles xylem og floemet finnes vanligvis sammen i det som kalles vaskulære bunter. Begge typer vev leder stoffer opp gjennom roten og stammen av en plante. Xylemet fører vann og mineraler fra jorda; floemet "flyter" sukkermolekyler.

Alle planteceller har en cellevegg, men celler i xylem har en ekstra cellevegg for å gi dem ekstra styrke (hjelper til med å unngå en utblåsning av vann gjennom stammen). Fartøyselementer er spesialiserte celler i xylemet som danner kolonner som kalles kar. Vann passerer gjennom hull i endene av hvert karelement, og fortsetter opp gjennom hele karksøylen.

Flohemvev inneholder celler som kalles sikt-rørelementer, som kobles sammen i kolonner som kalles siktrør. Hvert silrørelement har en pore på enden av det, hvorved cytoplasmaen fra ett silrørelement kan "berøre" cytoplasmaen til det neste silrørelementet. Denne strukturen gjør at drivstoffet som planten lager i bladene, kan passere gjennom og gi næring til resten av planten. Denne prosessen kalles translokasjon.

Transport av vann fra celle til celle

Planter har to måter å flytte vann fra utenfor roten mot innsiden av roten til xylem og floemvevet. Vann kan strømme mellom celleveggene til tilstøtende celler. Tenk på dette området som en gang. Eller vann kan strømme mellom celler gjennom rør som forbinder cytoplasma til hver celle, omtrent som folk kan gå gjennom dører i tilstøtende rom.

Inspirasjonen til transpirasjon

Transpirasjon er den tekniske betegnelsen for fordamping av vann fra planter. Når vann fordamper fra bladene (eller en hvilken som helst del av planten utsatt for luft), skaper det en spenning i bladene og vevene til xylem. Fordi planter mister vann gjennom åpninger i bladene som kalles stomata, må de gjenvinne vann. Derfor er inspirasjonen for transpirasjon tap av vann. Tapet av mediet som bærer nødvendige mineraler inspirerer anlegget til å trekke mer vann inn fra bakken.