Hóa sinh thực vật
Hóa sinh học thực vật là nghiên cứu các quá trình hóa học được sử dụng bởi thực vật. Một số Các quá trình này được sử dụng trong quá trình chuyển hóa quang hợp chính của họ như chu trình Calvin và Thực vật CAM. Những người khác làm cho các vật liệu chuyên dụng như cellulose và lignin dùng để xây dựng các cơ quan của họ, và các sản phẩm phụ như các loại nhựa và các hợp chất hương thơm.
Các giấy của lá rau bina chiết xuất sắc ký đồ cho thấy tách các sắc tố khác nhau trong chloroplastsPlants của họ làm cho sắc tố quang hợp khác nhau, một số trong đó có thể được nhìn thấy ở đây thông qua chromatography.XanthophyllsChlorophyll giấy b aChlorophyll
Thực vật và các nhóm khác khác nhau của sinh vật nhân chuẩn quang hợp gọi chung là “tảo” có bào quan độc đáo nổi tiếng của lục lạp. Lục lạp được cho là hậu duệ của những mối quan hệ cộng sinh nội bào cyanobacteria que hình thành với cây cổ xưa và tổ tiên tảo. Cyanobacteria và lục lạp chứa sắc tố diệp lục màu xanh lá cây màu xanh-a. Chlorophyll a (cũng như của thực vật và tảo đặc trưng xanh em họ diệp lục b) hấp thụ ánh sáng trong màu xanh tím và màu cam / phần màu đỏ của quang phổ trong khi phản ánh và truyền ánh sáng que xanh thấy w màu đặc trưng của những sinh vật này. Năng lượng trong que ánh sáng màu đỏ và màu xanh Những sắc tố hấp thụ bởi lục lạp được sử dụng để thực hiện các hợp chất carbon giàu năng lượng từ carbon dioxide và nước bằng cách quang hợp oxygenic, quá trình này tạo ra que oxy phân tử (O2) như là một sản phẩm phụ của.
Chu trình Calvin (sơ đồ tương tác) chu trình Calvin Kết hợp carbon dioxide vào phân tử đường.
Chu trình Calvin (sơ đồ tương tác) chu trình Calvin Kết hợp carbon dioxide vào phân tử đường.
Calvin chu kỳ background.svg ribulose 1,5-biphosphate.svg Rubisco carbon dioxide molecule.svg 3-phosphoglycerate molecule.svg 3-phosphoglycerate molecule.svg triphosphate.svg Adenosine Adenosine diphosphate.svg 1,3-biphosphoglycerate.svg icon.svg NADPH vô cơ NADP phosphate + svg group.svg glyceraldehyde-3-phosphate phosphate.svg ribulose 5 molecule.svg triphosphate.svg Adenosine Adenosine diphosphate.svg giảm cố định Carbon 3-phosphoglycerate 3-phosphoglycerate Carbon dioxide biphosphoglycerate 1,3-glyceraldehyde-3-phosphate
(G3P) vô cơ phosphate ribulose 5-phosphate ribulose-1,5-bisphosphate Chỉnh sửa hình ảnh · Nguồn
Năng lượng ánh sáng được bắt bởi các chất diệp lục ban đầu dưới hình thức điện tử (và sau đó là gradient proton) được dùng để làm cho phân tử NADPH và ATP nào tạm thời lưu trữ và năng lượng vận chuyển. năng lượng của họ được sử dụng trong các phản ứng ánh sáng phụ thuộc vào chu trình Calvin bởi enzyme rubisco của các phân tử để sản xuất 3-carbon glyceraldehyde đường 3-phosphate (G3P). Glyceraldehyde 3-phosphate là sản phẩm đầu tiên của quang hợp và các nguyên liệu từ hầu hết Mà glucose và các phân tử hữu cơ khác có nguồn gốc sinh học được tổng hợp. Một số glucose được chuyển thành tinh bột được giữ trong lạp lục. Tinh bột là cửa hàng năng lượng đặc trưng của hầu hết các thực vật trên cạn và tảo, trong khi inulin, một polymer của fructose được sử dụng cho các mục đích tương tự trong gia đình hướng dương Asteraceae. Một số glucose được chuyển thành sucrose (đường ăn thông thường) để xuất khẩu sang các phần còn lại của nhà máy.
Không giống như ở động vật (nào thiếu lục lạp), Cây và thân nhân của họ eukaryote có nhiều vai trò sinh hóa giao cho lục lạp của họ, bao gồm tất cả synthesising axit béo của họ, và axit amin nhất . Các axit béo làm Đó lục lạp được sử dụng cho nhiều điều, chẳng hạn như cung cấp vật liệu xây dựng ra khỏi màng tế bào và làm cho polymer cutin nào được tìm thấy trong lớp biểu bì bảo vệ thực vật Đó thực vật trên cạn bị khô tháng
Cây tổng hợp số lượng các phân tử độc đáo polyme polysaccharide như cellulose, pectin và xyloglucan từ vùng đất nào vách tế bào thực vật được xây dựng. thực vật trên cạn mạch máu làm cho lignin, polymer sử dụng để tăng cường các bức tường tế bào của mạch xylem thứ cấp và tracheids để Giữ chúng từ sụp đổ Khi cây hút nước qua Them dưới căng thẳng về nước. Cũng Lignin được sử dụng trong các loại tế bào khác như sợi sclerenchyma Đó Hỗ trợ cấu trúc cho nhà máy và là một thành phần chính của gỗ. Sporopollenin là một polymer ngoài chịu hóa chất được tìm thấy trong các bức tường tế bào của bào tử và phấn hoa của thực vật trên cạn Chịu trách nhiệm cho sự sống còn của các bào tử cây trên cạn đầu tiên và phấn hoa của hạt giống thực vật trong các mẫu hóa thạch. Nó được coi là một dấu hiệu cho sự bắt đầu của quá trình tiến hóa nhà máy đất Trong giai đoạn Ordovic. Nồng độ carbon dioxide trong khí quyển hiện nay là thấp hơn nhiều so với thời điểm khi xuất hiện các nhà máy trên đất Trong Ordovic và thời gian Silur. Nhiều cây một lá mầm như ngô và dứa và các loại tương Asteraceae một số cây hai lá mầm đã phát triển một cách độc lập từ năm như con đường Thực vật CAM và C4 carbon cố định con đường cho quang hợp nào tránh được những tổn thất do photore
Y học và vật liệu
Người trồng rừng khai thác cây cao su
Khai thác cây cao su ở Thái Lan
Phytochemistry là một chi nhánh của hóa sinh thực vật chủ yếu liên quan đến các chất hóa học được sản xuất bởi các nhà máy trong quá trình trao đổi chất thứ cấp . Một số trong số các hợp chất này là các chất độc như alkaloid coniine từ hemlock. Những người khác, chẳng hạn như tinh dầu bạc hà và dầu chanh rất hữu ích cho hương vị của họ, các hương liệu và gia vị (ví dụ, capsaicin), trong y học và trong các dược phẩm thuốc phiện từ cây thuốc phiện. Nhiều dược phẩm và thuốc giải trí, như tetrahydrocannabinol (hoạt chất trong cần sa), caffeine, morphine và nicotin đến trực tiếp từ thực vật. Một số khác là dẫn xuất đơn giản của các sản phẩm thực vật tự nhiên. Ví dụ, aspirin đau kẻ giết người là este acetyl của axit salicylic, ban đầu được phân lập từ vỏ cây liễu, và một loạt các thuốc giảm đau dạng thuốc phiện như heroin thu được bằng cách thay đổi hóa học của morphin Thu được từ cây thuốc phiện. Các chất kích thích phổ biến đến từ thực vật, chẳng hạn như caffeine từ cà phê, trà và sô-cô-la, và nicotine từ thuốc lá. Hầu hết các đồ uống có cồn là từ quá trình lên men các sản phẩm giàu carbohydrate như lúa mạch (beer), gạo (sake) và nho (rượu vang). Người Mỹ bản địa đã sử dụng nhiều loại cây khác nhau để điều trị bệnh tật hoặc bệnh tật trong hàng ngàn năm . Kiến thức này người Mỹ bản địa đã được ghi chép bởi enthnobotanists và sau đó lần lượt đã được sử dụng bởi các công ty dược phẩm như là một cách để khám phá thuốc .
Cây có thể tổng hợp thuốc nhuộm màu hữu ích và sắc tố như anthocyanins Chịu trách nhiệm cho màu đỏ của rượu vang đỏ, hàn màu vàng và màu cây tùng lam xanh sử dụng cùng nhau để sản xuất Lincoln xanh, indoxyl, nguồn gốc của chàm thuốc nhuộm màu xanh truyền thống sử dụng để nhuộm denim và sắc tố của nghệ sĩ gamboge và rose madder. Đường, tinh bột, bông, lanh, gai dầu, một số loại dây thừng, gỗ và hạt bảng, giấy cói và giấy, dầu thực vật, sáp, và cao su tự nhiên là những ví dụ của các vật liệu thương mại quan trọng được làm từ tế bào thực vật hoặc các sản phẩm phổ thông của họ. Than, hình thức tinh khiết của khí carbon do nhiệt phân gỗ, có một lịch sử lâu dài làm nhiên liệu luyện kim, các chất hấp phụ và các thiết bị lọc và thiết bị của một nghệ sĩ và là một trong ba thành phần của thuốc súng. Cellulose, polymer hữu cơ phổ biến nhất thế giới, có thể được biến đổi thành năng lượng, nhiên liệu, vật liệu và nguyên liệu hóa học. Các sản phẩm làm từ cellulose bao gồm rayon và giấy bóng kính, bột dán, chất biobutanol và bông súng. Mía, hạt cải dầu và đậu nành là một số trong các nhà máy với một đường hoặc hàm lượng dầu que cao lên men được sử dụng là các nguồn nhiên liệu sinh học, thay thế quan trọng đối với nhiên liệu hóa thạch như dầu diesel sinh học. Sweetgrass đã được sử dụng bởi NativeAmericanse để ngăn chặn các lỗi như muỗi. ] Những đặc tính chống lại lỗi này của cỏ ngọt sau đó đã được Hiệp hội Hoá học Hoa Kỳ tìm thấy trong các phân tử phytol và coumarin.