Frøspiring

Amylose er en stivelsesform, et uforgrenet polysakkarid (dvs. en kulhydratform sammensat af mange monosakkarider via glykosidbindinger - i dette tilfælde monosakkaridet glukose). Hos et frø vil depotnæringen forekomme i form af amylose, men når frøet påbegynder spiringen sker der en gradvis nedbrydning af amylosen til mindre bestanddele (di- og monosakkarider) via amylaseenzymer. De lettereomsættelige kulhydratformer vil planten hernæst kunne anvende til egen vækst (respirationsprocessen). Amylose er særlig smart som depotnæring, fordi det udelukkende er opbygget af monosakkaridet glukose i lange kæder - derfor skal planten ikke først til fx at omsætte fruktose til glukose for dernæst at kunne anvende det til sin respiration, men kan med det samme udnytte glukosen fra amylosen. Når amylose nedbrydes af amylase brydes glykosidbindingerne mellem de enkelte glukosemolekyler, som amylose samlet er opbygget af, hvorved glukosen (monosakkarid) frigives til spiren og dernæst kan anvende i sin respirationsproces (frøet er jo så lille, at det ikke har kunnet danne glukose via fotosynteseprocessen, idet den jo endnu ikke på dette stadium har udviklet blade/stængel, mv.) Spiren har derfor, indtil den er stor nok til at kunne lave fotosyntese, brug for amylosedepotnæringen, så den kan foretage den fornødne respiration og altså opleve så megen vækst at den selv bliver i stand til at foretage fotosyntese, og herved ikke længere er afhængig af sin depotnæring længere.


Dette bevirker, at vådvægten hos en spirende plante stiger, idet den jo netop i forbindelse med sin vækst begynder at udvikle sit omfang. Som sagt nedbrydes amylosen hos frøet i starten af dens vækst, så den jo netop kan sætte gang i sin vækst via amyloses nedbrydning til glukose, og derfor 'forbrændes' depotnæringen hos frøet, hvilket i starten af frøets vækstperiode udgør tørvægten, hvorfor tørvægten hos en plante falder i starten af dens vækst. Men siden bliver planten jo så stor, at den selv er i stand til at foretage fotosyntese, hvorfor planten nu ikke længere har brug for at tærre på sine depoter (altså nedbryde amylosen). Derfor vil den nu, via fotosyntesen, kunne producere glukose, og herved begrænse/stoppe nedbrydningen af amylosen til glukose til respirationen, og istedet anvende den producerede glukose fra fotosyntesen til sin respiration - og samtidig vil planten gradvist blive i stand til også at kunne 'lægge lidt til side', dvs. begynde at opbygge ekstra depotnæring hvis der skulle komme trænge kår et stykke tid - altså vil tørvægten igen stige. En plante forbrænder således sammenfattet sine depoter i starten, men bygger dem igen op senere når den har 'overskud' af glukose (bl.a. amylose, cellulose, lignin, mv.)

Respiration og fotosyntese hos planter - SIMPEL VERSION!

Der forekommer hos planter to essentielle processer: fotosyntese og respiration.

Fotosynteseprocessen er noget ganske særligt, som kun planter har patent på. Det er den ældste og vigtigste biokemiske proces på jorden. Under processen omdannes de uorganiske stoffer vand og kuldioxid til kulhydrat, ilt og vand via solenergi (dvs. elektromagnetisk stråling). Overordnet kan processen beskrives således:

12 H2O + 6 CO2 + lysenergi → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H20

Processen foregår i plantecellernes grønkorn inde i cellerne. Planter optager kuldioxid fra luften via spalteåbninger på undersiden af blade i dagslys. Vandet optages fra jorden via rødderne og den elektromagnetiske stråling optages direkte i stoffet klorofyl i plantecellerne. Klorofyl omdanner de røde og blå dele af sollyset til kemisk energi i form af ATP og NADPH. Denne del af fotosynteseprocessen benævnes primærprocessen eller lysprocessen. Da klorofyl er grønt, tilbagekastes en betydelig del af netop det grønne lys, hvilket giver bladene deres karakteristiske grønne farve. Den kemisk dannede energi bruges dernæst til den efterfølgende energikrævende proces i fotosyntesen, sekundærprocessen eller mørkeprocessen, hvor vand og carbondioxid omdannes til glukose og ilt. Både lys og mørkeprocessen forekommer om dagen, men mørkeprocessen foregår i modsætning til lysprocessen uden direkte brug af lysenergi, hvilket har givet processen sit navn.

Som direkte modsætning til fotosyntesen findes respirationsprocessen hos planter. Det er nemlig nødvendigt for planter at optage ilt for at kunne gøre den dannede energi fra fotosyntesen tilgængelig i de dele af planten, hvor der ikke forekommer fotosyntese, f.eks. i spirende frø og om natten, hvor fotosyntesen jo som bekendt ikke forekommer. Respirationsprocessen hos planter finder således sted både om dagen og om natten, mens fotosyntesen kun forekommer om dagen. Respirationsprocessen finder sted i planternes mitokondrier i plantecellerne, og langt de fleste levende væsner anvender respiration for at udvinde bioenergi af organisk stof. Ved respirationen nedbrydes glukose derfor ved hjælp af ilt, så den kemiske energi i glukose overføres til ATP. Ved processen dannes desuden kuldioxid og vand. Processens kemiske reaktionsligning ser således ud:
C6H12O2 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ATP (energi)

Kilder:http://da.wikipedia.org/wiki/Fotosyntese, http://www.denstoredanske.dk/Krop,_psyke_og_sundhed/Sundhedsvidenskab/Fysiologi/respiration/respiration_(Respiration_hos_planter), http://da.wikipedia.org/wiki/Respiration,

(For mere dybdegående beskrivelse af de to processer se indlægget med samme titel, men med betegnelsen UDDYBET VERSION under mappen 'august')

En win-win situation mellem planter og mikroorganismer!

Næringsstoffer som kvælstof og fosfor er essentielle for planters overlevelse. Men mange næringsstoffer er bundet til svært nedbrydelige organiske forbindelser og humusstoffer, hvilket planter ikke selv kan nedbryde. F.eks. er helt op til 95% af alt kvælstof i jorden ofte bundet i organiske forbindelser, mens kun ca. 5% findes i jorden som løst bundet nitrat og ammonium, som planternes rodceller kan udnytte.
Dog har planter udviklet et symbiotisk forhold med mikroorganismerne omkring rodnettet, da mikroorganismerne nemlig har den evne, at kunne nedbryde disse svært nedbrydelige organiske forbindelser via særlige enzymer og dermed frigøre de næringsstoffer til jordvæsken som planterne søger til vækst. For at lokke mikroorganismerne hen til planternes rodnet og på den måde øge den mikrobielle aktivitet omkring rodnettet, forsyner planterne mikroorganismerne med letomsættelige kulhydrater som mikroorganismerne skal bruge til egen vækst og formering. Der opstår således et symbiotisk forhold mellem planter og mikroorganismer.

Planter udskiller dog ikke en konstant mængde af letomsættelige kulhydrater til jordvæsken hele året, men varierer udskillelsen i løbet af året, for på den måde at variere og tilpasse den mikrobielle aktivitet i forhold til plantens vækst.
Ved at foretage undersøgelser med radioaktivt mærket CO2, er det muligt at bestemme hvor stor en del af kulhydratproduktionen i planter der går til de mange processer i planter i løbet af et år.
Den radioaktive CO2 indbygges via planternes fotosynteseproces i glukosen, der omdannes til sukkerstoffet sucrose for at kunne blive transporteret ud til alle plantes celler og udnyttes. Man kan derfor følge sukkerstoffet rundt i planterne, og se hvad planterne anvender det til.

Undersøgelserne har vist, at det særligt er i starten af en vækstsæson, at planter investerer store dele af deres primære produktion af kulhydrater til at fremme den mikrobielle aktivitet omkring rødderne. Planterne udskiller derfor mange letomsættelige kulhydrater til mikroorganismerne i starten af foråret, hvor planterne har meget brug for, at vigtige næringsstoffer til egen vækst frigøres i jordvæsken og har brug for at danne et godt mikrobielt miljø omkring rodnettet til resten af vækstsæsonen.

Som vækstsæsonen skrider frem, ændrer dette sig dog markant. Når rodnettet er godt udviklet og udbygget og det mikrobielle miljø omkring rødderne er sikret til resten af vækstsæsonen, så kan planterne begynde at reducere udskillelsen af letomsættelige kulhydrater til mikroorganismerne, og i stedet begynde at investere i den overjordiske del af planten. Nu bruges den største del af kulhydratproduktionen hos planterne derfor mest af alt til udvikling og modning af frø.

Senere i vækstsæsonen øges bakterieantallet omkring rodnettet, hvilket trækker protozoer og nematoder til omkring rødderne. Årsagen hertil er, at planterne nu afskærer en del af deres rodnet for at overleve den kommende vinter. Det døde rodnet skaber en ny mikrobiel aktivitet, idet mikroorganismer nu begynder at omsætte det døde rodvæv.

Planter og mikroorganismer er derfor inderligt afhængige af hinanden i løbet af en vækstsæson.

Sikar og vedkar – plantens forunderlige transportsystemer

I en plante forekommer to transportsystemer, som henholdsvis sørger for transport af sukkerstoffet sukrose og transport af vand.

Når en plante via fotosynteseprocessen bl.a. danner sukkerstoffet glukose, som skal bruges til plantens vækst og til at skabe mikrobiel aktivitet omkring rødderne, så kan overskuddet af glukosen pumpes ud i bladkarstenglens sikar i form af sukkerstoffet sukrose. Sikar eller phloem er derfor et langt kanalsystem i planten, som består af ufattelig mange langstrakte planteceller der forekommer yderst i plantens stængel.
I sikarene findes en plantesaft hvori sukrosen opløses og dernæst flyder med kanalerne til modtagercellerne. Transporten af plantesaften med sukrosen sker automatisk idet modtagercellerne trækker sukrosen til sig fra lav koncentration til høj koncentration. Der forekommer således det man kalder en massestrømning.
Via sikarene kan sukrosen på denne måde fordeles til andre dele af planten, som skal bruge sukkerstoffet til forskellige processer. Rødder, knopper og frugter, der alle kræver energi for at kunne udvides, vokse og modnes, er de dele af planten som kræver særligt meget sukrose. Desuden lagrer planten ofte sukrose i løbet af vinteren i form af stivelse, for på denne måde at være klar med energi når den nye vækstsæson starter.
Ud over sikarkanalerne findes også vedkar eller xylem i planter. Dette er igen et transportsystem. Det vi kalder årringe er i virkeligheden en række ældre vedkarlag. Hvert år danner planten nemlig et nyt lag af vedkar udenpå det gamle lag af vedkar.
I vedkar transporteres vand fra rødder op til plantes mange plantedele. Vand er essentielt for planter idet næsten 95% af deres optagne vand fordamper når de såkaldte spalteåbninger på undersiden af deres blade er åbne, hvorigennem bladene optager kuldioxid til deres fotosynteseproces. Vand er også en vigtig bestanddel i alle plantecellers cytoplasma og vand udgør samtidig en stor del af planternes fotosynteseproces.
Vandet optages igennem rødderne via passiv osmose, dvs. via en diffusionsform som ikke er energikrævende og hvor vandet bevæger sig fra en lav stofkoncentration til en høj stofkoncentration forårsaget af den højere saltkoncentration i rodcellerne.
Vandet i vedkarrene trækkes i planten fra rødderne op til bladene idet fordampningen af vand fra bladene skaber et undertryk i plantecellerne, hvormed de derfor trækker nyt vand fra vedkarrene for at udligne undertrykket.
Den efterfølgende vandoptagelse gennem plantens rødder, for at erstatte det fordampede vand, følger fordampningen fra bladene med nogle timers forsinkelse. Fordampningen fra bladene er størst midt på dagen, hvor solindstrålingen er kraftigst, men i løbet af eftermiddagen, hvor lysniveauet aftager opnår planten den optimale vandoptagelse gennem rødderne.

Vedkarrenes transport af vand forudsætter, at kanalsystemet er ubeskadiget, dvs. udgør en sammenhængende søjle af vand fra rødder til blade. Men hvis vedkarrene beskadiges og luft trænger ind i vedkarrene og bryder vandsøjlen, så vil vedkarrene være ubrugelige idet luften vil stoppe transporten af vand.
Når man derfor køber afskårne blomster hos blomsterhandleren, er det altid en god ide, hvis man gerne vil have sine blomster til at overleve længst muligt, at klippe det nederste af stænglerne fra inde de sættes i vand, idet man derfor klipper den del af plantestilken fra, hvor vedkarrene er beskadigede og blokerede med luft. På denne måde vil blomsterbuketten kunne overleve længere.