Dove sono ossidate le molecole alimentari all' anidride carbonica e all' acqua?
doc-5282
Ogni organismo vivente si affida ad una fonte esterna di energia-radiazione solare nel caso delle piante verdi, energia chimica in qualche forma nel caso degli animali, per poter crescere e riprodursi. Le calorie giornaliere 1500-2000 (6-8 MJ) raccomandate per un adulto umano sono prese come una combinazione di ossigeno e molecole alimentari, quest' ultima per lo più carboidrati e grassi, di cui il glucosio (C6H12O6) e la stearina (C57H110O6) sono esempi pratici. Le molecole di cibo sono ossidate ad anidride carbonica e acqua nei mitocondri una fonte esterna di energia.
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doc-11539
Le piante assorbono gli elementi essenziali dal suolo attraverso le radici e dall' aria (costituita principalmente da azoto e ossigeno) attraverso le foglie. Le piante verdi ottengono il loro apporto di carboidrati dall' anidride carbonica nell' aria attraverso il processo di fotosintesi. Il carbonio e l' ossigeno vengono assorbiti dall' aria, mentre altri nutrienti vengono assorbiti dal suolo. L' assorbimento di nutrienti nel suolo è ottenuto mediante lo scambio cationico, in cui i peli radicali pompano gli ioni idrogeno (H+) nel suolo attraverso pompe protoniche. Questi ioni idrogeno sostituiscono i cationi attaccati a particelle di terreno caricate negativamente in modo che i cationi siano disponibili per l' assorbimento da parte della radice. Nelle foglie, gli stomati si aprono per assumere anidride carbonica ed espellere l' ossigeno. Le molecole di anidride carbonica sono utilizzate come fonte di carbonio nella fotosintesi.
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doc-2393
Lo studio delle piante è vitale perché sono alla base di quasi tutta la vita animale sulla Terra, generando una gran parte dell' ossigeno e del cibo che forniscono agli esseri umani e ad altri organismi la respirazione aerobica con l' energia chimica di cui hanno bisogno per esistere. Piante, alghe e cianobatteri sono i principali gruppi di organismi che realizzano la fotosintesi, un processo che sfrutta l' energia della luce solare per convertire acqua e anidride carbonica in zuccheri utilizzabili sia come fonte di energia chimica che di molecole organiche utilizzate nei componenti strutturali delle cellule. Come sottoprodotto della fotosintesi, le piante rilasciano ossigeno nell' atmosfera, un gas necessario a quasi tutti gli esseri viventi per la respirazione cellulare. Inoltre, sono influenti nei cicli globali del carbonio e dell' acqua e le radici delle piante legano e stabilizzano i suoli, prevenendo l' erosione del suolo. Le piante sono cruciali per il futuro della società umana in quanto forniscono cibo, ossigeno, medicine e prodotti per le persone, oltre a creare e preservare il suolo.
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doc-5281
La luce solare è catturata anche dalle piante come energia chimica potenziale nella fotosintesi, quando l' anidride carbonica e l' acqua (due composti a bassa energia) sono convertiti in carboidrati composti ad alta energia, lipidi e proteine. Le piante rilasciano anche ossigeno durante la fotosintesi, che viene utilizzato dagli organismi viventi come accettatore di elettroni, per rilasciare l' energia di carboidrati, lipidi e proteine. Il rilascio dell' energia accumulata durante la fotosintesi come calore o luce può essere scatenata improvvisamente da una scintilla, in un incendio boschivo, oppure può essere resa disponibile più lentamente per il metabolismo animale o umano, quando queste molecole sono ingerite e il catabolismo è innescato dall' azione enzimatica.
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doc-14780
I processi chimici solari utilizzano l' energia solare per produrre reazioni chimiche. Questi processi producono energia di compensazione che altrimenti verrebbe da una fonte di combustibili fossili e possono anche convertire l' energia solare in combustibili immagazzinabili e trasportabili. Le reazioni chimiche indotte dal sole possono essere suddivise in reazioni chimiche termochimiche o fotochimiche. La fotosintesi artificiale può produrre una varietà di combustibili. La chimica catalitica multielettronica coinvolta nella produzione di combustibili a base di carbonio (come il metanolo) dalla riduzione dell' anidride carbonica è impegnativa; un' alternativa praticabile è la produzione di idrogeno dai protoni, anche se l' uso dell' acqua come fonte di elettroni (come fanno le piante) richiede padroneggiare l' ossidazione multielettronica di due molecole di acqua per l' ossigeno molecolare. Alcuni prevedono che entro il 2050 saranno operativi impianti solari nelle aree metropolitane costiere - la scissione dell' acqua di mare che fornisce idrogeno da far passare attraverso le adiacenti centrali elettriche a celle a combustibile e il sottoprodotto puro dell' acqua che entra direttamente nel sistema idrico comunale. Un' altra visione riguarda tutte le strutture umane che ricoprono la superficie terrestre (cioè strade, veicoli ed edifici) facendo la fotosintesi in modo più efficiente rispetto alle piante.
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doc-1798
Il metabolismo del carbonio nei batteri è eterotrofico, in cui i composti organici del carbonio sono utilizzati come fonti di carbonio, o autotrofico, il che significa che il carbonio cellulare è ottenuto fissando anidride carbonica. I batteri eterotrofici includono i tipi parassiti. I batteri autotrofici tipici sono i cianobatteri fototrofici, i batteri verdi dello zolfo e alcuni batteri viola, ma anche molte specie chemiolitotrofiche, come i batteri nitrificanti o solforanti. Il metabolismo energetico dei batteri è basato sulla fototrofia, l' uso della luce attraverso la fotosintesi, o sulla chemiotrofia, l' uso di sostanze chimiche per la produzione di energia, che sono per lo più ossidate a scapito dell' ossigeno o di accettatori di elettroni alternativi (respirazione aerobica/anaerobica).
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doc-912
La maggior parte degli animali utilizza indirettamente l' energia della luce solare mangiando piante o animali che si nutrono di piante. La maggior parte delle piante usa la luce per convertire le molecole inorganiche nel loro ambiente in carboidrati, grassi, proteine e altre biomolecole, tipicamente contenenti carbonio ridotto sotto forma di legami carbonio-idrogeno. Partendo dall' anidride carbonica (CO2) e dall' acqua (H2O), la fotosintesi converte l' energia della luce solare in energia chimica sotto forma di zuccheri semplici (ad es. glucosio) con il rilascio di ossigeno molecolare. Questi zuccheri vengono poi utilizzati come elementi di base per la crescita delle piante, compresa la produzione di altre biomolecole. Quando un animale mangia le piante (o mangia altri animali che hanno mangiato le piante), i composti a ridotto tenore di carbonio negli alimenti diventano una fonte di energia e materiali da costruzione per l' animale.
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doc-14768
L' energia solare può essere utilizzata in uno stagno di stabilizzazione dell' acqua per trattare le acque reflue senza sostanze chimiche o elettricità. Un ulteriore vantaggio ambientale è che le alghe crescono in tali stagni e consumano anidride carbonica nella fotosintesi, anche se le alghe possono produrre sostanze chimiche tossiche che rendono l' acqua inutilizzabile.
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doc-2399
Le piante sintetizzano un certo numero di polimeri unici come le molecole polisaccaridi cellulosa, pectina e xilloglucano da cui è costruita la parete cellulare della pianta terra. Le piante vascolari di terra fanno lignina, un polimero usato per rinforzare le pareti cellulari secondarie dei tracheidi xilomani e dei vasi per evitare che crollino quando una pianta succhia acqua attraverso di loro sotto stress idrico. La lignina è utilizzata anche in altri tipi di cellule come le fibre sclerenchyma che forniscono supporto strutturale ad una pianta ed è uno dei principali componenti del legno. La Sporopollenina è un polimero chimicamente resistente che si trova nelle pareti cellulari esterne delle spore e del polline delle piante terrestri responsabili della sopravvivenza delle spore di terra delle piante primitive e del polline delle piante da seme nel record fossile. È ampiamente considerato come un marcatore per l' inizio dell' evoluzione delle piante nel periodo ordovicano. La concentrazione di anidride carbonica nell' atmosfera è oggi molto più bassa di quanto non fosse quando le piante emerse sul terreno durante i periodi ordovico e silurese. Molti monocoti come il mais, l' ananas e alcuni dicocche come le Asteraceae hanno da allora evoluto in modo indipendente vie come il metabolismo degli acidi crassulaceanici e la via di fissazione del carbonio C4 per la fotosintesi che evitano le perdite derivanti dalla fotorespirazione nella via di fissazione del carbonio C3 più comune. Queste strategie biochimiche sono uniche per le piante terrestri.
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doc-10975
Per ragioni che rimangono oscure, la termosfera del pianeta è a una temperatura anomala di circa 750 K. Il pianeta è troppo lontano dal Sole perché questo calore sia generato dalle radiazioni ultraviolette. Un candidato per un meccanismo di riscaldamento è l' interazione atmosferica con gli ioni nel campo magnetico del pianeta. Altri candidati sono le onde di gravità dall' interno che si disperdono nell' atmosfera. La termosfera contiene tracce di anidride carbonica e acqua, che possono essere depositate da fonti esterne come meteoriti e polveri.
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doc-8003
Esistono molti modelli diversi di scambio di gas dimostrati da diversi gruppi di insetti. I modelli di scambio di gas negli insetti possono variare da una ventilazione continua e diffusa a uno scambio discontinuo di gas. 65-68 Durante lo scambio continuo di gas, l' ossigeno viene assorbito e l' anidride carbonica rilasciata in un ciclo continuo. In uno scambio discontinuo di gas, tuttavia, l' insetto assorbe ossigeno mentre è attivo e piccole quantità di anidride carbonica vengono rilasciate quando l' insetto è a riposo. La ventilazione diffusa è semplicemente una forma di scambio continuo di gas che avviene per diffusione piuttosto che per assorbimento fisico dell' ossigeno. Alcune specie di insetti che sono sommerse hanno anche adattamenti per aiutare la respirazione.
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