Che cosa si può ottenere dalla materia vegetale composta principalmente da fibre cellulari non commestibili che formano gli steli e i rami della maggior parte delle piante?
doc-13715
Secondo l' Agenzia Internazionale dell' Energia, le bioraffinerie di etanolo cellulosico potrebbero permettere ai biocarburanti di svolgere in futuro un ruolo molto più importante di quello che organizzazioni come l' AIE in precedenza pensavano. L' etanolo cellulosico può essere ottenuto da materiale vegetale composto principalmente da fibre di cellulosa non commestibili che formano gli steli e i rami della maggior parte delle piante. Residui vegetali (come raspi di mais, paglia di grano e paglia di riso), scarti di legno e rifiuti solidi urbani sono potenziali fonti di biomassa cellulosica. Le colture energetiche dedicate, come l' erba da pascolo, sono anche fonti di cellulosa promettenti che possono essere prodotte in modo sostenibile in molte regioni.
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doc-2382
La botanica moderna è un argomento ampio e multidisciplinare con contributi provenienti dalla maggior parte delle altre aree scientifiche e tecnologiche. I temi di ricerca includono lo studio della struttura delle piante, crescita e differenziazione, riproduzione, biochimica e metabolismo primario, prodotti chimici, sviluppo, malattie, relazioni evolutive, sistematiche e tassonomia delle piante. Temi dominanti nella scienza vegetale del XXI secolo sono la genetica molecolare e l' epigenetica, che sono i meccanismi e il controllo dell' espressione genica durante la differenziazione di cellule e tessuti vegetali. La ricerca botanica ha diverse applicazioni nella fornitura di alimenti di base, materiali come legno, olio, gomma, fibre e farmaci, nell' orticoltura moderna, in agricoltura e silvicoltura, nella propagazione delle piante, nell' allevamento e nella modificazione genetica, nella sintesi di prodotti chimici e materie prime per la costruzione e la produzione di energia, nella gestione ambientale e nel mantenimento della biodiversità.
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doc-2381
La botanica ha avuto origine nella preistoria come erborismo con gli sforzi dei primi esseri umani per identificare - e successivamente coltivare - piante commestibili, medicinali e velenose, rendendolo uno dei rami più antichi della scienza. I giardini fisici medievali, spesso legati ai monasteri, contenevano piante di importanza medica. Sono stati i precursori dei primi giardini botanici annessi alle università, fondati a partire dal 1540. Uno dei primi era il giardino botanico di Padova. Questi giardini facilitarono lo studio accademico delle piante. Gli sforzi per catalogare e descrivere le loro collezioni furono gli inizi della tassonomia vegetale, e portarono nel 1753 al sistema binomio di Carl Linneo che ancora oggi rimane in uso.
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doc-11536
Le diete dei carnivori e degli erbivori sono in contrasto, con proporzioni di azoto basico e carbonio che variano a seconda degli alimenti. "Il contenuto di azoto dei tessuti vegetali è mediamente del 2% circa, mentre in funghi, animali e batteri è mediamente del 5%-10%". Molti erbivori si affidano alla fermentazione batterica per creare nutrienti digeribili dalla cellulosa vegetale indigestibile, mentre i carnivori obbligano a mangiare carne animale per ottenere alcune vitamine o nutrienti che altrimenti il loro corpo non può sintetizzare. Tutte le diete di tutti gli animali devono fornire una quantità sufficiente degli elementi di base di cui hanno bisogno, fino al punto in cui la loro particolare biologia può sintetizzare il resto. I tessuti animali contengono composti chimici come acqua, carboidrati (zucchero, amido e fibre), aminoacidi (in proteine), acidi grassi (in lipidi) e acidi nucleici (DNA e RNA). Questi composti a loro volta consistono di elementi quali carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo, calcio, ferro, zinco, magnesio, manganese e così via. Tutti questi composti ed elementi chimici si presentano in varie forme e combinazioni (ad es.
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doc-2420
L' anatomia vegetale è lo studio della struttura delle cellule e dei tessuti vegetali, mentre la morfologia vegetale è lo studio della loro forma esterna. Tutte le piante sono eucarioti multicellulari, il loro DNA immagazzinato in nuclei. Le caratteristiche peculiari delle cellule vegetali che le distinguono da quelle di animali e funghi comprendono una parete cellulare primaria composta da polisaccaridi cellulosa, emicellulosa e pectina, vacuoli più grandi che in cellule animali e la presenza di plasticidi con funzioni fotosintetiche e biosintetiche uniche come nei cloroplasti. Altri plastidi contengono prodotti di conservazione come amido (amiloplasti) o lipidi (elaioplasti). Unicamente, le cellule streptofite e quelle dell' ordine algale verde Trentepohliales dividono per la costruzione di un frasegmoplasto come modello per la costruzione di una piastra cellulare tardiva divisione cellulare.
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doc-2414
Le alghe sono un gruppo polifilattico e sono collocate in varie divisioni, alcune più strettamente legate alle piante di altre. Ci sono molte differenze tra loro in caratteristiche come la composizione della parete cellulare, biochimica, pigmentazione, struttura cloroplastica e riserve di nutrienti. La divisione algale Charophyta, sorella della divisione algale verde Clorofita, è considerata contenere l' antenato delle piante vere. La Charophyte classe Charophyceae Charophyceae e la terra vegetale sub- regno Embriofita insieme formano il gruppo monofilo o clade Streptophytina.
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doc-2400
La Fitochimica è una branca della biochimica vegetale che si occupa principalmente delle sostanze chimiche prodotte dalle piante durante il metabolismo secondario. Alcuni di questi composti sono tossine come l' alcaloide coniina da hemlock. Altri, come l' olio essenziale di menta piperita e l' olio di limone sono utili per il loro aroma, come aromi e spezie (ad esempio, capsaicina), e in medicina come prodotti farmaceutici come l' oppio da papaveri di oppio. Molte droghe medicinali e ricreative, come il tetraidrocannabinolo (ingrediente attivo della cannabis), caffeina, morfina e nicotina provengono direttamente dalle piante. Altri sono derivati semplici di prodotti botanici naturali. Ad esempio, l' aspirina ammazzatrice di dolore è l' estere acetilico dell' acido salicilico, originariamente isolato dalla corteccia di alberi di salice, e un' ampia gamma di antidolorifici oppiacei come l' eroina sono ottenuti dalla modifica chimica della morfina ottenuta dal papavero da oppio. Gli stimolanti popolari provengono da piante, come la caffeina dal caffè, tè e cioccolato, e la nicotina dal tabacco. La maggior parte delle bevande alcoliche proviene dalla fermentazione di prodotti vegetali ricchi di carboidrati come orzo (birra), riso (sake) e uva (vino).
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doc-2418
L' ipotesi che la crescita e lo sviluppo delle piante siano coordinati da ormoni vegetali o regolatori di crescita delle piante è emersa per la prima volta alla fine del XIX secolo. Darwin sperimentò sui movimenti di germogli e radici della pianta verso la luce e la gravità, e concluse:"Non è esagerato dire che la punta della radichetta. . agisce come il cervello di uno degli animali inferiori. . dirigere i vari movimenti". Circa nello stesso tempo, il ruolo delle auxine (dal greco auxein, per crescere) nel controllo della crescita delle piante è stato delineato per la prima volta dallo scienziato olandese Frits Went. Il primo acido auxinico noto, indole-3-acetico (IAA), che promuove la crescita cellulare, è stato isolato dalle piante solo circa 50 anni dopo. Questo composto media le risposte tropicali di germogli e radici verso la luce e la gravità. La scoperta nel 1939 che il callo vegetale potesse essere mantenuto in coltura contenente IAA, seguita dall' osservazione nel 1947 che potrebbe essere indotto a formare radici e germogli controllando la concentrazione di ormoni della crescita sono stati i passi chiave nello sviluppo della biotecnologia vegetale e la modificazione genetica.
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doc-2416
La fisiologia vegetale comprende tutte le attività chimiche e fisiche interne delle piante associate alla vita. I prodotti chimici ottenuti dall' aria, dal suolo e dall' acqua costituiscono la base di ogni metabolismo vegetale. L' energia della luce solare, catturata dalla fotosintesi ossigenata e rilasciata dalla respirazione cellulare, è alla base di quasi tutta la vita. I fotoautotrofi, comprese tutte le piante verdi, le alghe e i cianobatteri, raccolgono l' energia direttamente dalla luce solare mediante fotosintesi. Eterotrofi compresi tutti gli animali, tutti i funghi, tutte le piante completamente parassite e i batteri non fotosintetici prendono in esame le molecole organiche prodotte dai fotoautotrofi e le respingono o le usano nella costruzione di cellule e tessuti. La respirazione è l' ossidazione dei composti di carbonio, che si scompongono in strutture più semplici per liberare l' energia che contengono, essenzialmente il contrario della fotosintesi.
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doc-2408
La maggior parte degli organismi sessualmente riproduttori sono diploidi, con cromosomi accoppiati, ma il raddoppio del loro numero di cromosomi può verificarsi a causa di errori nella citochinasi. Questo può verificarsi nelle prime fasi di sviluppo per produrre un organismo autopoliploide o parzialmente autopoliploide, o durante i normali processi di differenziazione cellulare per produrre alcuni tipi di cellule che sono poliploide (endopoliploidia), o durante la formazione di gameti. Una pianta allopoliploide può risultare da un evento di ibridazione tra due specie diverse. Sia le piante autopoliploidi che allopoliploidi possono spesso riprodursi normalmente, ma potrebbero non essere in grado di incrociare con successo la popolazione genitrice perché c' è una discrepanza nei numeri dei cromosomi. Queste piante, che sono isolate riproduttivamente dalla specie madre ma vivono all' interno della stessa area geografica, possono avere successo sufficiente per formare una nuova specie. Alcuni poliploidi vegetali altrimenti sterili possono ancora riprodursi vegetativamente o per apomissia seme, formando popolazioni clonali di individui identici. Il grano duro è un allopoliploide tetraploide fertile, mentre il grano pane è un esaploide fertile. La banana commerciale è un esempio di un ibrido triploide sterile e senza semi. Il tarassaco comune è un triploide che produce semi vitali per seme apomomittico.
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doc-2429
Nel 1998 il Gruppo Angiosperm Phylogeny ha pubblicato una filogeny per piante da fioritura basata sull' analisi delle sequenze di DNA della maggior parte delle famiglie di piante da fioritura. Come risultato di questo lavoro, molte domande, come ad esempio quali famiglie rappresentano i primi rami di angiosperme, hanno ora ricevuto risposta. Studiare come le specie vegetali sono correlate tra loro permette ai botanici di comprendere meglio il processo di evoluzione delle piante. Nonostante lo studio di piante modello e l' uso crescente di prove di DNA, c' è in corso di lavoro e discussione tra i tassonomisti su come classificare al meglio le piante in diversi taxa. Gli sviluppi tecnologici come i computer e i microscopi elettronici hanno notevolmente aumentato il livello di dettaglio studiato e la velocità di analisi dei dati.
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