Fotosynteettinen ravitsemus terveydelle ja elämälle

Fotosynteettinen ravitsemus terveydelle ja elämälle

Elävät organismit reagoivat jatkuvasti kemiallisesti, mikä johtaa energian muutoksiin kehossaan. Kaikkia näitä reaktioita ja muutoksia kutsutaan aineenvaihdunnaksi. Pohjimmiltaan aineenvaihdunta koostuu kahdesta prosessista: monimutkaisten kehon aineiden synteesistä tai rakentamisesta yksinkertaisemmista komponenteista ja energiasta sekä näiden monimutkaisten aineiden ja energian hajoamisesta tai hajoamisesta. Ensimmäinen prosessi tunnetaan anabolismina ja toinen katabolismina.

Yksi elävien organismien pääominaisuuksista on kyky ruokkia. Tätä kutsutaan ravinnoksi. Ravitsemus on siis prosessi, jossa hankitaan energiaa ja materiaaleja solujen aineenvaihduntaan, mukaan lukien solujen ylläpito, korjaus ja kasvu. Elävissä organismeissa ravitsemus on monimutkainen sarja sekä anabolisia että katabolisia prosesseja, joiden kautta elimistöön kulutettu ruoka muuttuu monimutkaisiksi kehon aineiksi (pääasiassa kasvua varten) ja energiaksi (työtä varten). Eläimillä nautitut ruoat ovat yleensä monimutkaisten, liukenemattomien yhdisteiden muodossa. Nämä hajoavat yksinkertaisemmiksi yhdisteiksi, jotka solut voivat absorboida. Kasveissa kasvisolut syntetisoivat ensin monimutkaisia ​​ravintoaineita, jotka jakautuvat sitten kaikkiin kasvin kehon osiin. Täällä ne muunnetaan yksinkertaisempiin, liukeneviin muotoihin, jotka voivat imeytyä kunkin solun protoplasmaan. Näiden monimutkaisten elintarvikemateriaalien syntetisoimiseen tarvittavat raaka-aineet saadaan ilmasta ja maaperästä kasviympäristössä.

Kaikkia eläviä organismeja, jotka eivät pysty tuottamaan omaa energiansa fotosynteesin tai kemosynteesin kautta, kutsutaan heterostrofeiksi tai heterostrofisiksi organismeiksi. Heterostrofinen tarkoittaa muiden ruokkimista. Kaikki eläimet ovat heterostrofeja. Muut organismit, kuten monenlaiset bakteerit, jotkut kukkivat kasvit ja kaikki sienet, käyttävät tätä ravitsemusmenetelmää. Heterostrofien tapa saada ruokaa vaihtelee suuresti. Kuitenkin tapa, jolla ruoka muuttuu elimistössä käyttökelpoiseen muotoon, on useimmissa tapauksissa hyvin samanlainen. Kaikilla vihreillä kasveilla on kuitenkin kyky tuottaa hiilihydraatteja tietyistä ilman ja maaperän raaka-aineista. Tämä kyky ei ole tärkeä vain kasveille itselleen, vaan myös eläimille, mukaan lukien ihmisille, jotka ovat suoraan tai epäsuorasti riippuvaisia ​​kasveista ravinnon saamisessa.

Fotosynteesi on prosessi, jossa kasvit tuottavat ruokaa aurinkoenergialla ja saatavilla olevilla raaka-aineilla. Se on hiilihydraattien tuotantoa kasveissa. Se tapahtuu vain lehtien ja varsien klorofyllisoluissa (eli vihreissä). Nämä vihreät solut sisältävät kloroplasteja, jotka ovat välttämättömiä ruoan synteesille. Kaikki fotosynteesiin tarvittavat raaka-aineet, eli maaperän vesi ja kivennäissuolat sekä ilmakehän hiilidioksidi, on siksi kuljetettava klorofyllisoluihin, joita on eniten lehdissä.

Pienet huokoset tai suuaukot, jotka ovat tavallisesti yleisempiä useimpien lehtien alapinnoissa, sallivat ilmakehän kaasujen pääsyn kudokseen. Avanne on soikea epidermaalinen solu, joka tunnetaan suojasoluna. Jokainen avanne on itse asiassa substomataalisen ilmakammion aukko. Tämä on suuri solujen välinen ilmatila, joka sijaitsee avanteen vieressä. Se on jatkuvaa muiden lehden solujen välisten ilmatilojen kanssa. Kunkin suuhuokosen koko riippuu sitä ympäröivien suojasolujen kaarevuudesta. Kun suojakennot täyttyvät vedellä, ne turpoavat tai pullistuvat, jolloin huokos avautuu. Kuitenkin, kun veden taso on alhainen, ne muuttuvat pehmeiksi tai veteläksi ja sen seurauksena sortuvat, jolloin huokoset sulkeutuvat. Avanneen ollessa auki ilma pääsee substomataaliseen kammioon ja diffuusoituu solujen välisen ilman läpi, joka liukenee soluja ympäröivään veteen. Tämä hiilidioksidiliuos diffundoituu sitten lehtisoluihin, erityisesti palisadisoluihin. Täällä kloroplastit käyttävät sitä fotosynteesiin.

Vesi, joka sisältää liuenneita mineraalisuoloja, kuten natriumin, kaliumin, kalsiumraudan ja magnesiumin fosfaatteja, klorideja ja bikarbonaatteja, imeytyy maaperästä juurien kautta. Tämä maaperävesi pääsee juurikarvojen sisään osmoosiksi kutsutun prosessin kautta. Vesimolekyyli siirretään puoliläpäisevän kalvon läpi alhaisemman pitoisuuden alueelta korkeamman pitoisuuden alueelle. Ksyleemikudos kuljettaa sen sitten ylöspäin juurista varren kautta lehtiin. Se kuljetetaan kaikkiin soluihin suonen ja sen haarojen kautta.

Kloroplastit sisältävät vihreää pigmenttiä (klorofylliä), joka antaa kasveille väriä ja voi imeä valoenergiaa auringonvalosta. Tätä energiaa käytetään yhteen fotosynteesin ensimmäisistä välttämättömistä vaiheista. nimittäin vesimolekyylin hajoaminen hapeksi ja vedyksi. Tämä happi vapautuu ilmakehään. Käytetyt vetykomponentit vähentävät myös hiilidioksidia useissa entsyymeissä ja energiaa kuluttavissa reaktioissa muodostaen monimutkaisia ​​orgaanisia yhdisteitä, kuten sokereita ja tärkkelyksiä.

Fotosynteesin aikana korkeaenergisiä yhdisteitä, kuten hiilihydraatteja, syntetisoidaan matalaenergisista yhdisteistä, kuten hiilidioksidista ja vedestä auringonvalon ja klorofyllin läsnä ollessa. Koska aurinkoenergiaa tarvitaan fotosynteesiin, prosessi ei voi tapahtua yöllä, koska auringonvaloa ei ole. Fotosynteesin lopputuotteet ovat hiilihydraatit ja happi. Edellinen on jaettu järjestelmän kaikkiin osiin. Jälkimmäinen vapautuu ilmakehään kaasuna stomatan kautta vastineeksi absorboituneesta hiilidioksidista. Fotosynteesin esiintyminen vihreissä lehdissä voidaan osoittaa kokeilla, jotka osoittavat hiilidioksidin, veden ja energian imeytymistä lehtiin sekä hapen ja hiilihydraattien tuotantoa. Yksinkertaisilla kokeilla voidaan osoittaa vihreiden kasvien hapen vapautuminen, hiilihydraattien (eli tärkkelyksen) muodostuminen lehdissä ja hiilidioksidin, auringonvalon ja klorofyllin tarve tärkkelyksen muodostumiseen vihreissä lehdissä.

Fysiologiset kokeet sisältävät biologisen materiaalin, kuten kasvien ja eläinten tai kasvi- ja eläinten osien sijoittamisen epätavallisiin olosuhteisiin, kuten: B. lasit, häkit tai laatikot. Jos suoritetaan koe hiilidioksidin puuttumisen fotosynteesiprosessin aikana aiheuttamien vaikutusten osoittamiseksi, tällaisen kokeen tuloksen voidaan katsoa johtuvan osittain biologisen materiaalin sijoittamisesta epäluonnollisiin koeolosuhteisiin, minkä vuoksi on tarpeen suorittaa kaksi lähes identtistä koetta; Toinen asetetaan normaaleihin olosuhteisiin (kontrollikoe), joissa kaikki fotosynteesiin tarvittavat tekijät ovat läsnä, kun taas toinen (testikoe) asetetaan tilaan, jossa yksi tekijä eliminoidaan tai sitä muutetaan kaikkien muiden tekijöiden ollessa läsnä. Tällä tavalla kokeen tekijä voi olla varma, että hänen testikokeen tulos johtuu eliminoidusta tai vaihtelevasta tekijästä eikä kokeellisesta asetelmasta. Siten kontrollikoe toimii oppaana sen varmistamiseksi, että testikokeen johtopäätös ei ole virheellinen.

Tiettyjen asianmukaisten kokeiden jälkeen havainto osoittaa selvästi, että happea vapautuu vain fotosynteesin tapahtuessa eli päivän aikana. Ilman auringonvaloa tärkkelystä ei voi muodostua, vaikka muita olennaisia ​​tekijöitä, kuten vettä, hiilidioksidia ja klorofylliä, voi esiintyä.

Fotosynteesi on ravinnon peruskomponentti, joka on toiminut terveen elämän yhtenäisyydessä ja jolla on olennainen rooli eläville organismeille. Kasvien monimutkaiset solurakenteet rakentuvat fotosynteesin päätuotteesta, yksinkertaisesta hiilihydraatista, kuten glukoosista. Tässä vaiheessa täytyy olla selvää, että vaikka fotosynteesiin on kiinnitetty paljon huomiota, proteiinisynteesiprosessi on yhtä tärkeä kuin edellinenkin. Proteiinisynteesin aikana kasvien absorboimat typpeä sisältävät yhdisteet ja tietyissä tapauksissa fosfori ja muut alkuaineet yhdistyvät glukoosiin muodostaen erilaisia ​​kasviproteiineja.

Sen lisäksi, että glukoosi edistää kasviproteiinien synteesiä, se on tärkeä, koska se voi muuttua rasvoiksi ja öljyiksi useiden kemiallisten reaktioiden jälkeen. Se on myös päätuote, josta muodostuu muita orgaanisia yhdisteitä.

Fotosynteesin merkitystä kaikissa ravinnonsykleissä ei voi liikaa korostaa. Eläimet eivät pysty käyttämään auringon energiaa energiarikkaiden yhdisteiden syntetisoimiseen yksinkertaisista, helposti saatavilla olevista aineista, kuten vedestä ja hiilidioksidista, joita ympäröivässä ilmakehässä on. Melaniini ja keratiini vaikuttavat eläimen ihon väriin ja vahvuuteen sekä joihinkin sisäisiin vaurioihin. Siksi on onnekas, että kasvit voivat käyttää auringonvalon tuottamaa energiaa energiarikkaiden yhdisteiden syntetisoimiseen ja varastointiin, joista kaikki eläinelämä lopulta riippuvat.

Selviytyäkseen ihmiset eivät syö vain kasvituotteita, kuten hedelmiä, vihanneksia ja viljaa, vaan myös eläimiä, kuten karjaa ja kalaa. Nautakarja ja muut kasvinsyöjäeläimet ovat täysin riippuvaisia ​​kasveista. Tietyt kalat ovat kasvinsyöjiä, kun taas toisilla on sekaruokavalio ja suuri osa niistä on täysin lihansyöjiä. Lihansyöjäeläimet elävät epäsuorasti kasveilla. Heidän välitön ruokavalio koostuu pienemmistä eläimistä, joiden on ruokittava itsensä, jos ei kokonaan, niin osittain kasveilla. Fotosynteesi on ensimmäinen askel kaikissa ravinnonsykleissä.

Fotosynteesiprosessin aikana ilmakehästä poistetaan hiilidioksidia ja lisätään happea. Jos tätä puhdistusprosessia ei olisi luonnossa, ilmakehä kyllästyisi pian eläinten ja kasvien hengityksen ja orgaanisen aineen hajoamisen aikana vapautuvasta hiilidioksidista, jolloin kaikki elämä pysähtyisi vähitellen. Ilman fotosynteesiä ei ole ravintoa. Ja jos ei ole ravintoa, ei ole elävää olentoa. Ja jos maan päällä ei ole eläviä olentoja, maa on silti muodoton ja täysin tyhjä. Ei ole olemassa elävää olentoa, joka toimii, jos fotosynteesi ei sovi. Ihmettelen, mikä on elävien olentojen kohtalo tänään tai jossain vaiheessa, jos fotosynteesi pysähtyy.