Според начина, по който получават органични вещества, растенията се разделят на:
- хетеротрофни - в зависимост от предлагането на орг. л. от околната среда
- автотрофни - органичните вещества се произвеждат от неорганични вещества
- миксотрофни - комбинирано хранене, използвайте и двата метода
Растителна хетеротрофия
Хетеротрофните растения получават въглерод за изграждане на органични молекули от органични вещества. В зависимост от това откъде растението черпи органични вещества, ние разпознаваме:
- сапрофитни растения те премахват органичните вещества от мъртвите тела на растения и животни и ги минерализират до CO2, H2O, H2S, NH3 и соли. Те са важен компонент на хранителните вериги, които се разлагат (разлагат). При разлагането на субстрата сапрофитните организми се редуват в точния ред. Продуктът на разлагането на един сапрофит е изходният материал за следващия. От семенните растения известният сапрофит е смърчово гниене.
- паразитни организми те приемат хранителни вещества от живия организъм, който ние наричаме гостоприемник. Те проникват в растението гостоприемник чрез променливи корени - вендузи. Те проникват в личи и дървесни части на съдовите снопове на гостоприемника, откъдето паразитът черпи както органични, така и неорганични хранителни вещества. Домакинът предотвратява активността на паразита, като образува феноли. Известната царевица е едно от добре познатите паразитни растения.
- полупаразити със своите истории те също проникват в съдовите снопчета на гостоприемника, но само в дървената част. Те съдържат хлорофил и фотосинтезират. Това включва например бял имел.
Автотрофия на растенията
Автотрофните растения абсорбират въглерода, за да образуват органични молекули от CO2. Органичните вещества се образуват в тялото им от неорганични вещества. Необходима е енергия за превръщане на неорганичните вещества в органични. Автотрофните растения използват светлина като източник на енергия за това преобразуване и следователно този процес се нарича още фотоавтотрофия или фотосинтетична асимилация, т.е. фотосинтеза. Зелените растения могат да използват фотосинтетични багрила, за да трансформират лъчистата енергия на светлината в енергия на химическите връзки.
Фотосинтезата е биохимичен процес на улавяне на енергията на слънчевата радиация и използването му за фиксиране на въглероден диоксид в зелените растения и някои прокариоти за образуване на въглехидрати. Това е един вид асимилация на въглероден диоксид, той е източник на почти всички органични вещества, които се образуват по естествен начин, т.е. без намесата на човешката техническа дейност. Всички хетеротрофни организми зависят от продуктите на фотосинтезата, кислородът, присъстващ в атмосферата, също е негов продукт.
Процесът на фотосинтеза при висшите растения протича в хлоропластите, където хлорофил а и хлорофил b, които ние наричаме асимилационни багрила, се намират върху мембраните на тилакоидите. В допълнение към хлорофила, във фотосинтезата участват и други оцветители като каротеноидите. Основното асимилиращо багрило е хлорофил а, който сам по себе си има способността да абсорбира падащите фотони. Хлорофил и се нарича активен хлорофил. Други асимилационни багрила са полезни. Те образуват един вид „мрежа“, в която улавят падащи фотони, които водят до молекулата на хлорофила и.
Различаваме два вида приемни станции:
- фотосистема I - важи за поглъщане на светлина с дължина на вълната 700 nm или повече
- фотосистема II - се отнася за поглъщане на светлина с дължина на вълната 680 nm и по-къса.
Химичният ход на фотосинтезата може да бъде написан чрез обобщено уравнение: 6CO2 + 12H2O + 2830 kJ + хлорофил → C6H12O6 + 6H2O + 6O2
По време на фотосинтезата в клетките на растенията, водораслите и някои прокариоти получената енергия на светлинното лъчение се преобразува в енергията на химическа връзка и органичните вещества се образуват от неорганични. Хемосинтезата е усвояване на въглероден диоксид, при което енергията се получава чрез окисляване на прости неорганични вещества, рядко органични вещества. Това е филогенетично най-старият начин за създаване на органични вещества, който е оцелял и до днес. Появява се особено при микроорганизми, които нямат асимилиращи багрила, напр. бактерии. Хемосинтезата не отделя кислород. Процесите на хемосинтеза играят незаменима роля в еволюцията, значението в земеделието, геологията на находищата и рудите.
Бактерии, които се хранят с хемосинтеза: нитрифициращи бактерии, денитрифициращи бактерии, сярни бактерии, водородни бактерии, железни бактерии
- Фотохимична фаза
Показва основните процеси на фотосинтеза, изискващи присъствието на светлина. Тяхната същност е превръщането на лъчистата енергия в енергията на химическите връзки. По време на първичните процеси се извършва фотофосфорилиране и фотолиза на водата. Фотофосфорилирането започва с усвояването на светлинната енергия от молекула хлорофил. Това освобождава електрони от хлорофила, който улавя редокс ензима фередоксин. Оттам електроните се прехвърлят обратно към хлорофила чрез верига от редокс ензими. Енергията, излъчвана от електрона, се използва за образуване на макроергични фосфатни връзки в молекулата на АТФ. Тъй като в този процес електроните изпълняват цикъла: хлорофил - фередоксин - редокс ензими - хлорофил и в същото време се образуват макроергични фосфатни връзки, т.е. фосфорилиране, ние наричаме тази част от фотосинтезата циклично фотофосфорилиране.
- Фотолизата на водата е събитие, при което настъпва светлинно разлагане на водата:
H2O → ½O2 + 2H + + 2e-
Освободеният кислород влиза в атмосферата. Възбудените електрони се прехвърлят към фередоксин, който намалява коензима NADP (никотинамид аденин динуклеотид фосфат) чрез консумиране на йони H + NADP + 2H + + 2e- → NADPH2
Резултатът от първичните процеси на фотосинтеза е образуването на АТФ и NADPH2, които се използват при вторични процеси на фотосинтеза.
- Термохимична фаза
Показва вторични процеси, които не изискват присъствието на светлина. По време на тези процеси CO2 се фиксира и се образуват въглехидрати. Източникът на енергия за това преобразуване е АТФ и редуциращият агент NADPH2.
- Познаваме два механизма на фиксиране на CO2:
- C3-растения - основният акцептор на CO2 е рибулоза-1,5-бисфосфат
- C4-растения - основният акцептор на CO2 е фосфоенолпируват
- Аеробно дишане - пълно окисление
Провежда се в митохондриите с помощта на ензими, има постепенно разцепване на пировиноградна киселина в процес, наречен окислително декарбоксилиране до междинни продукти за пълно разлагане до CO2 и H2O.
Важен междинен продукт е активираната киселина. оцетен - ацетилКоА, който влиза в по-нататъшни реакции. Цикълът на Кребс и дихателната верига са последователност от биохимични реакции, при които CO2 и H2O постепенно се разграждат и 36 молекули АТФ се освобождават. Следователно пълното окисление е енергийно по-изгодно от анаеробната гликолиза.
- Анаеробно дишане - непълно окисление
Първият етап на биологичното окисление - анаеробната гликолиза е ензимното разцепване на глюкоза до пировиноградна киселина и енергиен принос на 2 молекули АТФ глюкоза → пировиноградна киселина + H2 + 2ATP
Ако по-нататъшното разлагане на пировиноградната киселина се осъществи без достъп до външен кислород, могат да настъпят ферментационни процеси - биоразграждане на захарите от микроорганизми.
Миксотрофия на растенията
Растенията, които имат способността да се хранят автотрофно и също така получават органични хранителни вещества, се наричат миксотрофни. Те са месоядни растения, живеещи на бедни на азот почви и допълват азотния дефицит, като улавят храна за животни. Те обаче могат да живеят и доста автотрофно. Животните ловят по различни начини:
- използване на лепкави трихоми (напр. пингвин)
- към кани (напр. кани)
- активно движение (напр. мехури - улавяне на везикули)
- Биолуминесценция - флуоресценция, това се случва чрез предотвратяване на достъпа на кислород до луминесцентни вещества.
- C3-растения - основният акцептор на CO2 е рибулоза-1,5-бисфосфат. При свързване на въглеродния диоксид с RuBP се образува нестабилен междинен продукт с шест въглерода, който след това се разлага на две молекули 3-фосфоглицеринова киселина. Намаляването им на NADPH2 и енергийната консумация на АТФ произвеждат глицералдехид-3-фосфат. 5/6 от него се използва за акцепторна регенерация и 1/6 от които се синтезират въглехидрати. При фотосинтезата продуктите на фотосинтезата обикновено се разграждат до голяма степен от дишането по време на фотосинтезата. Ние наричаме това разграждане фотодишане.
- С4-растения - тези растения преминават през т.нар Маршрутът Hatch-Slack, където основният акцептор на CO2 е фосфоенолпируват. Растенията С4 имат по-малко фотодишане и следователно имат по-висок добив на фотосинтеза.
Асимилационните пигменти действат като колектори на слънчева енергия, които предават на крайния акцептор (приемник). Хлорофилът и като единствен пигмент не само пасивно абсорбира енергията на носители, но може и активно да я използва.
Ние не гарантираме точността и произхода на учебните материали.