Ka Mana o nā Kumu Abiotic ma ka Metabolism Mea kanu
ʻO ka metabolism o nā mea kanu ka huina o nā hopena kemika āpau e kū nei i loko o nā cell mea kanu e hoʻomau i ke ola, ka ulu ʻana, a me ka hoʻomohala ʻana. Hoʻopuni ka metabolism i ʻelua mau hui nui o nā kaʻina hana: anabolism (ka synthesis o nā hui paʻakikī, e like me ka photosynthesis a me ka synthesis protein) a me ka catabolism (ka haki ʻana o nā hui e hana i ka ikehu, e like me ka hanu ʻana). ʻAʻole wale nā mea genetic akā na nā kūlana o ke kaiapuni. ʻO nā mea ola ʻole o ke kaiapuni, i kapa ʻia he mau mea abiotic, e komo pū me ka mālamalama, ka mahana, ka wai, ka makū, ka pH lepo, ka paʻakai, nā meaʻai, ka makani, a me nā ʻano kinoea e like me CO₂ a me O₂. Hiki i nā loli i nā mea abiotic ke hoʻonui a hoʻemi paha i ka pono o ka metabolism o nā mea kanu , a hiki i ka hoʻoulu ʻana i ke kaumaha e hoʻopilikia i ka huahana.
1. Ka māmā a me ka metabolism photosynthetic
ʻO ke kukui ka mea abiotic koʻikoʻi loa no ka mea ʻo ia ke kumu ikehu no ka photosynthesis. Ma kēia kaʻina hana, hopu ka chlorophyll i ka ikehu kukui e hoʻololi i ka CO₂ a me ka wai i glucose a me ka oxygen. ʻO ka ikaika o ke kukui, ka maikaʻi (ka lōʻihi o ka nalu), a me ka lōʻihi o ka hōʻike ʻana (photoperiod) e hoʻopilikia i ka wikiwiki o ka photosynthesis.
Ma nā ikaika haʻahaʻa o ke kukui, lohi ka photosynthesis no ka mea ua kaupalena ʻia ka ikehu i hopu ʻia e ka chlorophyll. Ke piʻi ka ikaika o ke kukui, piʻi ka wikiwiki o ka photosynthesis a hiki i ka hiki ʻana i kahi saturation. Ma hope o kēlā, ʻaʻole e hoʻonui hou ka hoʻonui ʻana i ka ikaika o ke kukui i ka photosynthesis no ka mea ua lilo nā mea ʻē aʻe (e like me CO₂ a i ʻole ka mahana) i mea palena. Hiki i ka mālamalama ikaika loa ke hana i ka photoinhibition, ʻo ia hoʻi ka hōʻino ʻana i nā photosystems, ʻoiai ʻo Photosystem II, i emi ai ka pono o ka photosynthesis. Eia kekahi, ʻoi aku ka maikaʻi o ka spectrum kukui polū a me ka ʻulaʻula no ka photosynthesis ma mua o ka ʻōmaʻomaʻo, no ka mea, ʻoi aku ka nui o ka omo ʻana o ka chlorophyll i ka ʻulaʻula a me ka polū.
Hoʻoponopono pū ka mālamalama i ka metabolism ma o nā hormones a me nā genes, no ka laʻana, e hoʻohuli ana i ka hoʻokumu ʻana o chlorophyll, ka wehe ʻana o nā stomata, a me ka pua ʻana. No laila, hana ka mālamalama ʻaʻole wale ma ke ʻano he kumu ikehu akā he hōʻailona hoʻi e kuhikuhi ana i nā ala metabolic o nā mea kanu.
2. Ka mahana a me ka hana enzyme
Hoʻomalu ʻia ka hapa nui o nā hopena metabolic o nā mea kanu e nā enzymes. No ka mea, he mahana kūpono ko nā enzymes, ʻo ka mahana o ke kaiapuni ke hoʻoholo nui i ka wikiwiki o nā hopena metabolic. Ma ke ʻano laulā, ʻo ka hoʻonui ʻana i ka mahana e hoʻonui i ka wikiwiki o ka hopena a hiki i ka pae kūpono, i ka piʻi ʻana o ka ikehu kinetic o nā molekala, e hopena ana i nā collisions pinepine ma waena o nā molekala. Eia nō naʻe, hiki i nā mahana kiʻekiʻe loa ke hōʻino i nā ʻano enzyme (denaturation), kāohi i ka hana membrane cell , a hoʻoulu i ke kaumaha wela.
Hoʻopilikia pū ka mahana i ke kaulike ma waena o ka photosynthesis a me ka hanu ʻana. I nā mahana kiʻekiʻe, ʻoi aku ka nui o ka hanu ma mua o ka photosynthesis, e hoʻopau ana i nā waihona carbohydrate. Inā hoʻomau kēia no kahi manawa lōʻihi, ua pale ʻia ka ulu ʻana no ka mea ua hoʻohana ʻia nā huahana o ka photosynthesis no ka hanu ʻana. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, hiki i nā mahana haʻahaʻa loa ke hoʻolohi i nā hopena enzymatic, kāohi i ka omo ʻana o nā meaʻai, a hōʻemi i ka hoʻokumu ʻana o ATP. I kekahi mau mea kanu, hoʻopilikia pū nā mahana haʻahaʻa i nā ʻiʻo ma muli o ka hau ʻana o ka wai i loko o nā cell.
3. Wai, turgor cell, a me ka hanu ʻana
ʻO ka wai ka mea hoʻoheheʻe mua i loko o nā pūnaewele a pili pono ia i ka photosynthesis. ʻO ka loaʻa ʻana o ka wai e hoʻoholo ai i ke kaomi turgor o ke kelepona, he mea nui ia no ka hoʻonui ʻana o ke kelepona, ka wehe ʻana o ka stomatal, a me ka lawe ʻana o nā mea ma o ka xylem a me ka phloem. Ke nele nā mea kanu i ka wai (ka pilikia maloʻo), e pani pinepine nā stoma e hōʻemi i ka mahu. ʻO ka hopena, emi ka CO₂ influx a emi ka wikiwiki o ka photosynthesis.
Hoʻoulu pū ka maloʻo i ka hōʻiliʻili ʻana o ka hormone abscisic acid (ABA), ka mea e hoʻoponopono ai i nā pane koʻikoʻi, me ka pani ʻana o ka stomatal a me ka hoʻololi ʻana o ka hōʻike ʻana o ka gene. Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, hiki i ka nele o ka wai ke hoʻopilikia i ka hana enzyme, hoʻonui i ka hoʻokumu ʻana o nā radical free (ROS), a hōʻino i ka membrane. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, hiki i ka wai nui a i ʻole ka wai nui ke hōʻemi i nā pae oxygen i loko o ka lepo. Loaʻa i nā aʻa ka nele o O₂, e hōʻemi ana i ka hanu aerobic, a koi aku i nā mea kanu e hoʻohana i ka hanu anaerobic, kahi e hoʻopuka ai i ka ikehu liʻiliʻi a hiki ke hana i nā hui ʻawaʻawa e like me ka ethanol.
4. Nā meaʻai a me ka hoʻohuihui ʻana o ka biomolecule
Pono ka metabolism o nā mea kanu i nā macronutrients (N, P, K, Ca, Mg, S) a me nā micronutrients (Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl, Ni). Hana nā meaʻai ma ke ʻano he mau poloka kūkulu hale a me nā cofactors enzyme. No ka laʻana, he mea nui ka naikokene no ka hoʻokumu ʻana i nā waikawa amino a me ka chlorophyll, he mea nui ka phosphorus no ka ATP a me nā waikawa nucleic, ʻo ka magnesium ke kikowaena o nā molekala chlorophyll, a he kuleana ko ka hao i ke kaulahao lawe electron.
ʻO ka hemahema o nā meaʻai ke kumu o nā maʻi metabolic maʻamau. Hoʻemi ka nele o ka naikokene i ka hoʻokumu ʻana o ka protein a me ka chlorophyll, e hopena ana i ka melemele o nā lau a me ka emi ʻana o ka photosynthesis. Hoʻopale ka nele o ka phosphorus i ka hoʻokumu ʻana o ka ATP, e hōʻemi ana i ka ikehu no nā hopena anabolic. Hoʻopilikia ka nele o ka potassium i ka hana stomatal a me ke kaulike osmotic, e hopena ana i ka lawe ʻana o nā huahana photosynthetic suboptimal. No laila, pili pono ke kūlana meaʻai o ka lepo i ka ikaika photosynthesis, ka ulu ʻana, a me ka huahana.
5. Ka pH o ka lepo a me ka loaʻa ʻana o nā meaʻai
Hoʻopilikia ka pH lepo i ka solubility a me ka loaʻa ʻana o nā meaola. Inā ʻakika loa ka pH, hiki i kekahi mau mea, e like me Al a me Mn, ke hoʻoheheʻe nui a lilo i mea ʻawahia, e hōʻino ana i nā aʻa a ke kāohi nei i ka omo ʻana o nā meaola ʻē aʻe. Inā ʻalani loa ka pH, emi ka loaʻa ʻana o nā mea e like me Fe, Zn, a me P, e hopena ana i ka chlorosis o nā mea kanu a me ka ulu ʻana o ka mea kanu.
Ma muli o ka hana pono ʻana o nā enzyme aʻa he nui i loko o kahi pae pH kikoʻī, hoʻopilikia pū nā loli i ka pH i ka metabolism aʻa, me ka ion uptake, ka hana proton pump, a me ka hana o nā microorganism lepo e kōkua i ka mineralization o nā mea organik.
6. Ka paʻakai a me ke kaumaha osmotic
ʻO ke kaumaha paʻakai kiʻekiʻe (ka nui o ka paʻakai) ke kumu o ʻelua mau pilikia nui: ke kaumaha osmotic a me ka ʻawahia ion. Loaʻa ke kaumaha osmotic no ka mea he paʻakikī i nā mea kanu ke omo i ka wai ʻoiai ke ʻano pulu ka lepo, ma muli o ka haʻahaʻa o ka hiki ke wai i loko o ka lepo. Loaʻa ka ʻawahia ion ma muli o ka hōʻiliʻili ʻana o Na⁺ a me Cl⁻, kahi e hoʻopilikia ai i ke kaulike o nā ion koʻikoʻi e like me K⁺ a me Ca²⁺.
Nui loa ka hopena ma ka metabolism: emi ka photosynthesis ma muli o ka pani ʻana o ka stomatal, piʻi ka hanu no ka hoʻololi ʻana, a hana nā mea kanu i nā osmolytes e like me ka proline a me kekahi mau kō e kaulike i ke kaomi osmotic. Pono kēia hoʻokumu ʻana osmolyte i ka ikehu, no laila lohi pinepine ka ulu ʻana i nā kūlana saline.
7. Ka nui o CO₂ a me O₂
Hoʻopilikia ka nui o CO₂ i ka lewa i ka wikiwiki o ka photosynthesis, ʻoi aku hoʻi i nā mea kanu C3 (e like me ka laiki a me ka soybeans). Hiki i ka hoʻonui ʻia o ka CO₂ ke hoʻonui i ka photosynthesis no ka mea he nui nā substrates i loaʻa no ka pōʻaiapuni Calvin. Eia nō naʻe, ua hoʻopilikia ʻia kēia pane e nā mea ʻē aʻe e like me ka mahana a me nā meaʻai. Eia kekahi, hiki i ka CO₂ kiʻekiʻe ke hōʻemi i ka photorespiration i nā mea kanu C3, e hopena ana i ka hoʻohana pono ʻana i ka ikehu.
I kēia manawa, he mea nui ka O₂ no ka hanu aerobic. Ke nele ka O₂ i ka lepo (no ka laʻana, ma muli o ka wai nui), hoʻopilikia ʻia ka metabolism aʻa a emi iho ka hana ʻana o ATP. ʻO ka hopena, ua nāwaliwali ka lawe ʻana i nā meaʻai a ua kāohi ʻia ka hana ʻana o ka biomolecule.
8. Makani a me ka makū
Hoʻopilikia nui ka makani a me ka makū i ka nui o ka transpiration. Hiki i nā makani ikaika ke hoʻonui i ka mahu o ka wai mai nā ʻili lau, hoʻolalelale i ka nalowale o ka wai, a hoʻoulu i ke kaumaha o ka wai inā ʻaʻole lawa ka lako o ke aʻa. Hoʻonui ka makū haʻahaʻa i ka transpiration, e pani ana i nā stomata, e hōʻemi ana i ka lawe ʻana o CO₂, a e kāohi ana i ka photosynthesis. Eia nō naʻe, he mea nui nō hoʻi ka transpiration kaulike no ka hoʻolaha ʻana o ka wai a me nā meaʻai mai ke aʻa a i nā lau.
Ka hopena
He mana koʻikoʻi ko nā kumu abiotic i ka metabolism o nā mea kanu no ka mea e hoʻoholo ai lākou i nā kūlana kino a me nā kemika kahi e hana ai nā hopena metabolic. Hoʻomalu ka mālamalama i ka photosynthesis a lawelawe ma ke ʻano he hōʻailona hoʻomohala; hoʻoponopono ka mahana i ka hana enzyme a me ke kaulike photosynthesis-respiration; hoʻoholo ka wai i ka turgor a me ka halihali a hiki ke hoʻoulu i ka maloʻo a i ʻole ke kaumaha wai; hoʻopilikia nā meaʻai a me ka pH lepo i ka hoʻokumu ʻana o ka biomolecule a me ka hana enzyme; hoʻoulu ka salinity i ke kaumaha osmotic a me ka toxicity; a ʻo CO₂, O₂, makani, a me ka humidity e hoʻoholo pū i ka pono o ka photosynthesis, ka hanu ʻana, a me ka transpiration. He mea koʻikoʻi ka hoʻomaopopo ʻana i ka mana o kēia mau kumu abiotic i ka mahiʻai a me ka mālama ʻana, no ka mea e hiki ai i nā kānaka ke hoʻokele i ke kaiapuni ulu - ma o ka irrigation, fertilization, liming, koho ʻano like ʻole, a me ka ʻenehana mahiʻai - e hoʻomaikaʻi i ka metabolism o nā mea kanu a hoʻonui i nā hua hana.
