Che cosa usano le piante per convertire le molecole inorganiche in carboidrati, grassi, proteine e altre biomolecole?
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.
None
doc-11519
Le molecole di carboidrati e grassi sono costituite da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno. I carboidrati vanno dai monosaccaridi semplici (glucosio, fruttosio, galattosio) ai polisaccaridi complessi (amido). I grassi sono trigliceridi, costituiti da monomeri di acidi grassi assortiti legati ad una spina dorsale di glicerolo. Alcuni acidi grassi, ma non tutti, sono essenziali nella dieta: non possono essere sintetizzati nel corpo. Le molecole di proteine contengono atomi di azoto oltre a carbonio, ossigeno e idrogeno. I componenti fondamentali delle proteine sono gli aminoacidi contenenti azoto, alcuni dei quali sono essenziali nel senso che gli esseri umani non possono farli internamente. Alcuni degli amminoacidi sono convertibili (con dispendio di energia) in glucosio e possono essere utilizzati per la produzione di energia, proprio come il normale glucosio, in un processo noto come gluconeogenesi. Distruggendo le proteine esistenti, lo scheletro di carbonio dei vari amminoacidi può essere metabolizzato in intermedi nella respirazione cellulare; l' ammoniaca rimanente viene scartata principalmente come urea nelle urine. Questo si verifica normalmente solo durante la fame prolungata.
None
doc-11512
Nel 1816, François Magendie scoprì che cani nutriti solo con carboidrati (zucchero), grassi (olio d' oliva) e acqua morirono evidentemente di fame, ma anche cani nutriti con proteine sono sopravvissuti, identificando la proteina come componente essenziale della dieta. William Prout nel 1827 fu la prima persona a dividere gli alimenti in carboidrati, grassi e proteine. Durante il XIX secolo, Jean-Baptiste Dumas e Justus von Liebig litigarono sulla loro comune convinzione che gli animali ottenessero le proteine direttamente dalle piante (le proteine animali e vegetali sono le stesse e gli esseri umani non creano composti organici). Con una reputazione come il principale chimico organico del suo tempo, ma senza credenziali in fisiologia animale, Liebig si arricchì di ricchi rendendo gli estratti alimentari come brodo di manzo e latte per lattanti che sono stati poi trovati per essere di discutibile valore nutrizionale. Nel 1860, Claude Bernard scoprì che il grasso corporeo può essere sintetizzato da carboidrati e proteine, dimostrando che l' energia in glucosio nel sangue può essere conservato come grasso o come glicogeno.
None
doc-11518
I macronutrienti sono carboidrati, grassi, proteine e acqua. I macronutrienti (escluse le fibre e l' acqua) forniscono materiale strutturale (aminoacidi da cui sono costruite le proteine, e lipidi da cui sono costruite le membrane cellulari e alcune molecole di segnalazione) ed energia. Parte del materiale strutturale può essere utilizzato per generare energia internamente, e in entrambi i casi viene misurato in joule o chilocalorie (spesso chiamato "Calorie" e scritto con una C maiuscola per distinguerli dalle piccole calorie' c'). I carboidrati e le proteine forniscono circa 17 kJ (4 kcal) di energia per grammo, mentre i grassi forniscono 37 kJ (9 kcal) per grammo, anche se l' energia netta da entrambi dipende da fattori come l' assorbimento e lo sforzo digestivo, che variano sostanzialmente da un esempio all' altro. Vitamine, minerali, fibre e acqua non forniscono energia, ma sono necessari per altri motivi.
None
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.
None
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.
None
doc-11555
C' è un dibattito su come e in che misura fattori dietetici diversi - come l' assunzione di carboidrati trasformati, proteine totali, grassi e carboidrati, l' assunzione di acidi grassi saturi e trans, e la bassa assunzione di vitamine / minerali - contribuiscono allo sviluppo di insulina e resistenza alle leptine. In ogni caso, analogamente al modo in cui l' inquinamento provocato dall' uomo moderno può avere il potenziale di sopraffare la capacità dell' ambiente di mantenere l' omeostasi, la recente introduzione esplosiva di alto indice glicemico e gli alimenti trasformati nella dieta umana può possedere il potenziale di sopraffare la capacità del corpo di mantenere l' omeostasi e la salute (come evidenziato dall' epidemia di sindrome metabolica).
None
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.
None
doc-11522
Una molecola di grasso dietetico è costituita in genere da diversi acidi grassi (contenenti lunghe catene di atomi di carbonio e idrogeno), legati ad un glicerolo. Si trovano tipicamente come trigliceridi (tre acidi grassi attaccati ad una spina dorsale in glicerolo). I grassi possono essere classificati come saturi o insaturi a seconda della struttura dettagliata degli acidi grassi interessati. I grassi saturi hanno tutti gli atomi di carbonio nelle loro catene di acidi grassi legati agli atomi di idrogeno, mentre i grassi insaturi hanno alcuni di questi atomi di carbonio a doppio legame, per cui le loro molecole hanno relativamente meno atomi di idrogeno di un acido grasso saturo della stessa lunghezza. I grassi insaturi possono essere ulteriormente classificati come monoinsaturi (un doppio legame) o polinsaturi (molti doppi legami). Inoltre, a seconda della posizione del doppio legame nella catena degli acidi grassi, gli acidi grassi insaturi sono classificati come acidi grassi omega-3 o omega-6. I grassi trans sono un tipo di grasso insaturo con legami transisomeri; sono rari in natura e negli alimenti di origine naturale; sono tipicamente creati in un processo industriale chiamato idrogenazione (parziale). Ci sono nove chilocalorie in ogni grammo di grasso. Gli acidi grassi come l' acido linoleico coniugato, l' acido catalpico, l' acido eleostearico e l' acido punico, oltre a fornire energia, rappresentano potenti molecole immunitarie modulatorie.
None
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.
None
doc-2417
Le molecole vengono spostate all' interno degli impianti mediante processi di trasporto che operano su diverse scale spaziali. Il trasporto subcellulare di ioni, elettroni e molecole come acqua ed enzimi avviene attraverso le membrane cellulari. I minerali e l' acqua vengono trasportati dalle radici ad altre parti della pianta nel flusso di traspirazione. Diffusione, osmosi, trasporto attivo e flusso massico sono tutti modi diversi di trasporto. Esempi di elementi che le piante devono trasportare sono azoto, fosforo, potassio, calcio, magnesio e zolfo. Nelle piante vascolari, questi elementi vengono estratti dal terreno come ioni solubili dalle radici e trasportati attraverso la pianta nello xilema. La maggior parte degli elementi necessari per l' alimentazione delle piante proviene dalla decomposizione chimica dei minerali del suolo. Il saccarosio prodotto dalla fotosintesi viene trasportato dalle foglie ad altre parti della pianta nel floema e gli ormoni vegetali sono trasportati da una varietà di processi.
None