Informație

Există un nume pentru utilizarea luminii solare în procesele metabolice?


„Fotosinteza” este ceea ce se folosește pentru a descrie modul în care plantele folosesc lumina soarelui pentru a sintetiza zaharurile, dar am auzit și că unele animale precum oamenii folosesc lumina soarelui în procesul de creare a vitaminei D. Există un nume comparabil pentru când lumina soarelui este folosită de animale într-un proces metabolic?


Fotometabolism sau fotocataliza ar fi termeni adecvați și primii s-ar referi în mod specific la reacții biochimice.

Fotometabolism este, de asemenea, utilizat în contextul conversiei dependente de lumină a 7-dehidrocolesterolului în vitamina D.

O căutare Google Scholar cu fotometabolism returnează multe articole revizuite de colegi care au folosit acest termen. Cateva exemple:

  1. Fotometabolismul 7-dehidrocolesterolului la previtamina D3 în piele.
  2. Fotometabolismul glucozei de către o algă adaptată la hidrogen
  3. Fotometabolismul compușilor aromatici heterociclici de Rhodopseudomonas palustris OU 11.

6.1: Energie și metabolism

  • Contribuit de OpenStax
  • Biologie generală la OpenStax CNX
  • Explicați ce sunt căile metabolice și descrieți cele două tipuri majore de căi metabolice
  • Discutați despre modul în care reacțiile chimice joacă un rol în transferul de energie

Oamenii de știință folosesc termenul bioenergetic pentru a discuta conceptul de flux energetic (Figura ( PageIndex <1> )) prin sisteme vii, cum ar fi celulele. Procesele celulare, cum ar fi construirea și descompunerea moleculelor complexe, apar prin reacții chimice treptate. Unele dintre aceste reacții chimice sunt spontane și eliberează energie, în timp ce altele necesită energie pentru a continua. Așa cum ființele vii trebuie să consume în mod continuu alimente pentru a umple ceea ce a fost folosit, celulele trebuie să producă continuu mai multă energie pentru a umple cea utilizată de numeroasele reacții chimice care necesită energie, care au loc în mod constant. Toate reacțiile chimice care au loc în interiorul celulelor, inclusiv cele care folosesc energie și cele care eliberează energie, sunt metabolismul celular și rsquos.

Figura ( PageIndex <1> ): Majoritatea formelor de viață de pe pământ își obțin energia de la soare. Plantele folosesc fotosinteza pentru a capta lumina soarelui, iar erbivorele mănâncă acele plante pentru a obține energie. Carnivorele mănâncă erbivorele, iar descompunătorii digeră materia vegetală și animală.


Etape în procesul de fotosinteză

Reacții dependente de lumină

Aceasta este prima etapă a procesului fotosintetic. Aceste reacții au loc în prezența soarelui și folosesc energia luminii din soare pentru a produce molecule de ATP și alte molecule cunoscute sub numele de NADPH. Aceste molecule sunt utilizate ca sursă de energie pentru a efectua modificările chimice în etapa următoare a fotosintezei.

Reacții independente de lumină (ciclul Calvin)

În această etapă a fotosintezei, sunt sintetizate molecule de zahăr conținând energie. ATP și NADPH produse sunt utilizate pentru a alimenta reacțiile în această etapă. Aici, moleculele de CO2 sunt descompuse și transformate în zaharuri și alți compuși. Ciclul Calvin se repetă de două ori pentru a produce o moleculă de glucoză.

Respirație celulară

Respirația celulară are loc în același mod atât la plante, cât și la animale. Celulele vii obțin produsele fotosintezei (molecule de zahăr) și suferă respirație celulară pentru a produce molecule de ATP. Unele celule respiră aerob, folosind oxigen, în timp ce altele suferă respirație anaerobă, fără a utiliza oxigen. Procesul implică un set de reacții chimice pentru a transforma energia chimică din moleculele de glucoză în molecule de ATP.

Reacția chimică în respirația celulară

Glucoza + Oxigen → Dioxid de carbon + Apă + Energie (ATP)


Fermentarea alcoolică

Figura 4.11.2 În fermentația alcoolică, piruvatul este transformat în etanol și dioxid de carbon. În timpul acestui proces, se formează NAD +, care permite glicolizei să continue producerea de ATP.

Fermentarea alcoolică este efectuat de ciuperci unicelulare (numite drojdii), precum și de unele bacterii. Folosim fermentația alcoolică în aceste organisme pentru a produce biocombustibili, pâine și vin. Biocombustibilul etanol (un tip de alcool), de exemplu, este produs prin fermentarea alcoolică a glucozei din porumb sau alte plante. Procesul prin care se întâmplă acest lucru este rezumat în diagrama de mai jos. Cele două molecule de acid piruvic prezentate în diagramă provin din divizarea glucozei în prima etapă a procesului (glicoliză). ATP se face și în timpul glicolizei. Două molecule de ATP sunt produse din fiecare moleculă de glucoză.

Figura 4.11.3 Găuri din pâine create de dioxid de carbon.

Drojdiile din aluatul de pâine folosesc și fermentația alcoolică pentru energie. Acestea produc dioxid de carbon gazos ca produs rezidual. Dioxidul de carbon eliberat provoacă bule în aluat și explică de ce aluatul crește. Vedeți găurile mici din pâinea din dreapta? Găurile au fost formate din bule de dioxid de carbon gazos.

După cum probabil ați ghicit, drojdia este folosită și în producția de băuturi alcoolice. Când fac bere, berarii vor adăuga drojdie la un amestec de orz și hamei. În absența oxigenului, drojdia va efectua fermentația alcoolică pentru a transforma glucoza din orz în energie, producând conținutul de alcool, precum și carbonatarea prezentă în bere.

Fermentarea acidului lactic este efectuat de anumite bacterii, inclusiv bacteriile din iaurt. De asemenea, este realizat de celulele musculare atunci când le lucrați din greu și rapid. Acesta este modul în care mușchii sprinterilor din imaginea de mai sus obțin energie pentru activitatea lor de scurtă durată - dar intensă. Când se întâmplă acest lucru, mușchii dvs. utilizează ATP mai repede decât sistemul cardiovascular vă poate furniza oxigen! Procesul prin care se întâmplă acest lucru este rezumat în diagrama de mai jos. Din nou, cele două molecule de acid piruvic prezentate în diagramă provin din divizarea glucozei în prima etapă a procesului (glicoliză). De asemenea, în această etapă se produc două molecule de ATP. Restul proceselor produc acid lactic. Rețineți că, spre deosebire de fermentația alcoolică, nu există deșeuri de dioxid de carbon în fermentația acidului lactic.

Figura 4.11.4 Formula de fermentare a acidului lactic.

Fermentarea acidului lactic produce acid lactic și NAD +. NAD + revine la ciclu pentru a permite glicolizei să continue astfel încât să se producă mai mult ATP. Fiecare cerc reprezintă un atom de carbon.

Ai alergat vreodată o cursă, ai ridicat greutăți mari sau ai participat la o altă activitate intensă și ai observat că mușchii tăi încep să simtă o senzație de arsură? Acest lucru poate apărea atunci când celulele musculare utilizează fermentația acidului lactic pentru a furniza ATP pentru energie. Acumularea de acid lactic în mușchi provoacă o senzație de arsură. Această senzație dureroasă este utilă dacă te face să nu mai lucrezi excesiv mușchii și să le permiți o perioadă de recuperare, timp în care celulele pot elimina acidul lactic.


Energia din Soare alimentează viața pe Pământ

Intrarea continuă de energie, în mare parte din lumina soarelui, susține procesul vieții. Lumina soarelui permite plantelor, algelor și cianobacteriilor să utilizeze fotosinteza pentru a converti dioxidul de carbon și apa în compuși organici precum carbohidrații. Acest proces este sursa fundamentală de material organic din biosferă. Există câteva excepții, cum ar fi ecosistemele care trăiesc în jurul orificiilor hidrotermale de pe fundul oceanului, care își derivă energia din compuși chimici precum metanul și hidrogenul sulfurat. În ambele cazuri, productivitatea globală a unui ecosistem este controlată de energia totală disponibilă.


Cursuri recente

Bioenergie (Bio 4830)

O prezentare generală a fluxului de energie, captată din lumina soarelui în timpul fotosintezei, în sistemele biologice și abordările actuale de a utiliza potențialele metabolice ale microbilor și plantelor pentru a produce biocombustibili și alte produse chimice valoroase. Un accent general este pus pe utilizarea seturilor de date genomice, transcriptomice și metabolomice pe scară largă în biochimie. Temele abordate includ fotosinteza, metabolismul central, structura și degradarea lignocelulozei vegetale și producția microbiană de alcool lichid, biodiesel, hidrogen și alți combustibili avansați.


Energia din alimente

Plantele utilizează lumina soarelui în timpul fotosintezei pentru a converti dioxidul de carbon și apa în glucoză (zahăr) și oxigen. Această glucoză are energie stocată în legăturile sale chimice care pot fi folosite de alte organisme. Această energie stocată este eliberată ori de câte ori aceste legături chimice sunt rupte în procesele metabolice, cum ar fi respirația celulară.

Respirația celulară este procesul prin care energia chimică a moleculelor & # 8220food & # 8221 este eliberată și captată parțial sub formă de ATP. Respirația celulară este termenul general care descrie toate reacțiile metabolice implicate în formarea energiei utilizabile din defalcarea nutrienților. În organismele vii, sursa de energie # 8220universală și # 8221 este adenozin trifosfatul (ATP). Carbohidrații, grăsimile și proteinele pot fi utilizate ca combustibili în respirația celulară, dar glucoza este cea mai frecvent utilizată ca exemplu pentru a examina reacțiile și căile implicate.

Maratonistii mănâncă o farfurie mare de paste în noaptea dinaintea unei competiții, deoarece pastele sunt o sursă bună de energie sau combustibil pentru corp. Toate alimentele conțin energie, dar cantitatea de energie potențială stocată va varia foarte mult în funcție de tipul de aliment. Mai mult, nu toată energia stocată este disponibilă pentru a lucra. Când mâncăm alimente, corpurile noastre transformă energia stocată, cunoscută sub denumirea de Calorii, în energie chimică, permițându-ne astfel să lucrăm. O calorie este cantitatea de căldură (energie) necesară pentru a crește temperatura de 1 gram (g) de apă cu 1 grad Celsius (° C). Densitatea apei este de 1 gram per mililitru (1g / ml), prin urmare 1 g de apă este egal cu 1 ml de apă. Când vorbim despre valorile calorice ale alimentelor, ne referim la acestea ca la Calorii (observați majuscula „C”), care sunt de fapt kilocalorii. Există 1000 de calorii într-o kilocalorie. Deci, în realitate, un produs alimentar care este listat ca având 38 de calorii are 38.000 de calorii. Caloriile sunt o modalitate de a măsura energia pe care o obțineți din alimentele pe care le consumați.

La fel cum pastele pot furniza o energie de alergare pentru a alerga la un maraton, o arahide mică conține energie stocată care poate fi utilizată pentru a încălzi un recipient cu apă. Pentru acest exercițiu de laborator, veți măsura indirect cantitatea de calorii din câteva alimente folosind un calorimetru. Un calorimetru (calor = latină pentru căldură) este un dispozitiv care măsoară căldura generată de o reacție chimică, schimbarea stării sau formarea unei soluții. Există mai multe tipuri de calorimetre, dar accentul principal al tuturor calorimetrelor este de a izola reacția pentru a preveni pierderea de căldură. Vom folosi un calorimetru de casă modelat după un calorimetru cu volum constant. Un anumit produs alimentar va fi aprins, calorimetrul de casă va captura căldura alimentelor arse și apa de deasupra va absorbi căldura, determinând astfel creșterea temperaturii (T) apei. Măsurând schimbarea de temperatură (∆T) a unui volum cunoscut de apă, veți putea calcula cantitatea de energie din alimentele testate

În acest experiment, veți măsura cantitatea de energie disponibilă pentru utilizare din trei tipuri de nuci, un produs vegetal. Acest proces de măsurare a energiei stocate în alimente este cunoscut sub numele de calorimetrie.

Materiale:
agrafa mare, termometru oC, cutie pentru băuturi răcoritoare, cutie pentru băuturi răcoritoare cu deschideri tăiate în lateral, nuci mixte, chibrituri, apă, balanță electronică, creion și hârtie amplificator, cilindru gradat de 100 ml, calculator


Ştiinţă

Biologia moleculară este ramura biologiei care studiază macromoleculele esențiale vieții. Biotehnologia folosește cunoașterea modului în care sistemele biologice funcționează pentru a manipula organismele vii pentru a crea soluții utile. În programul de biologie moleculară și biotehnologie BSc de la Universitatea Stellenbosch, veți explora marginea de vârf a cercetării științifice moderne. Veți afla cum influențează molecule precum ADN, ARN și proteine ​​procesele fundamentale ale vieții celulare. Acest lucru va pune bazele unei cariere de biolog sau cel de biotehnolog al celulelor moleculare în sectorul privat sau public sau în mediul academic.

Biochimie:

Biochimia este studiul proceselor chimice care apar în organismele vii. În esență, reunește biologia și chimia și le permite oamenilor de știință să folosească aceste cunoștințe pentru a rezolva puzzle-uri cu privire la funcțiile celulelor care formează structura vieții. Biochimia susține o serie de discipline științifice precum genetica și microbiologia, dar susține și discipline precum chimia, criminalistica, științele plantelor și medicina. Și datorită extinderii sale, biochimia este foarte importantă în înțelegerea științelor vieții în general. În Biochimie, veți afla, de asemenea, cum funcționează căile biologice în metabolism și cum sunt produse și funcționează componentele căilor biologice, cum ar fi proteinele, lipidele și carbohidrații, în cadrul metabolismului.

Microbiologie:

Microbiologia (micros = bios mic = logo-uri de viață = știință) este studiul organismelor vii microscopice mici, cum ar fi bacteriile, virusurile, ciupercile, protozoarele și algele. Deși microbii sunt imposibil de văzut cu ochiul liber, ei reprezintă 60% din toată materia vie de pe Pământ, cu un impact uriaș asupra oricărui alt organism viu de pe planetă. Activitățile și interacțiunile microbiene sunt de o importanță vitală pentru practic toate procesele de pe Pământ, jucând roluri critice în ciclul nutrienților, biodegradarea, schimbările climatice, deteriorarea alimentelor și cauza și controlul bolilor. Aplicarea cunoștințelor microbiene fundamentale a condus la dezvoltarea a numeroase aplicații medicale, veterinare, industriale, de mediu și alte aplicații biotehnologice care beneficiază omenirea.

Genetica:

Genetica este studiul modului în care informațiile biologice sunt stocate, transmise, traduse și exprimate. Prin urmare, formează un pilon central al biologiei și, de asemenea, se suprapune cu multe domenii precum agricultura, medicina și biotehnologia. În genetică veți afla despre gene, ereditate și variații genetice în organismele vii. Aceasta înseamnă că putem înțelege și prezice comportamentul fiziologic al unui organism viu, cum ar fi o plantă, un animal sau un om.

Gol
Care sunt opțiunile mele de carieră?

Biotehnologii au următoarele opțiuni de carieră:

Biotehnologia combină domeniile biologiei, geneticii, microbiologiei, fizicii și chimiei. Ca urmare, există o mulțime de oportunități de carieră.

  • Universități:predareși / saucercetare
  • Terţiareducaţie
  • Agriculturășipescuitului
  • Spitallaboratoare
  • PublicSănătateLaboratoare
  • NaţionalSângeServicii
  • Criminalisticăştiinţă
  • CercetareInstitutele
  • De mediuPoluareControl
  • Militarlaboratoare
  • NaturalResursăManagement
  • MedicamentCerereReferent
  • Biotehnologiecompanii
  • AlimenteșiBăutură(includepreparare)
  • SănătateșiFrumuseţeÎngrijire
  • MedicinalInstrumentdezvoltare
  • Chimicde fabricație
  • Farmaceuticindustrie
  • Vaccindezvoltareșiproducție
  • Agriculturăindustrie
  • Consultanță
  • LaboratorVânzări
  • FarmaceuticVânzăriReprezentant
  • Legea brevetelor
  • Științificjurnalism
  • Ştiinţăgraficproiecta
  • Proiectmanagement
Care sunt cerințele de admitere și selecție?

Vă rugăm să consultați Calendarul Facultății de Științe (Partea 5).

Ce subiecte urmez pentru programul de biologie moleculară și biotehnologie?

În primul an, veți urma fie Curriculum 1 (Biologie, Chimie, Matematică (Bio), Fizică (Bio), Știință în context), fie curriculum 3 (Biologie, Chimie, Matematică, Fizică, Știință în context).

În anul 2 veți face Biochimie, Genetică și Microbiologie

În anul 3 veți alege două specializări între Biochimie, Genetică și Microbiologie sau opțiunea de a combina modulele de bază Biotehnologie cu Biochimie sau Microbiologie.

Despre ce sunt subiectele?

Biochimie, este studiul proceselor chimice care apar în toate organismele vii. În esență, Biochimia reunește biologia și chimia și le permite oamenilor de știință să folosească aceste cunoștințe pentru a rezolva puzzle-uri cu privire la funcția celulelor care formează formarea vieții. Biochimia susține o serie de discipline științifice, cum ar fi genetica și microbiologia, dar și chimia, criminalistica, știința plantelor și medicina. Datorită domeniului său vast de aplicare, biochimia este foarte importantă pentru a înțelege științele vieții în general. În Biochimie, veți afla cum funcționează căile biologice în metabolism și cum sunt produse toate componentele căilor biologice, cum ar fi proteinele, lipidele și carbohidrații, precum și funcția lor în metabolism.

Genetica este studiul modului în care informațiile biologice sunt stocate, transmise, traduse și exprimate. Prin urmare, formează un pilon central al biologiei și, de asemenea, se suprapune cu multe domenii precum agricultura, medicina și biotehnologia. În genetică, veți afla despre gene, ereditate și variații genetice în organismele vii. Aceasta înseamnă că putem înțelege și prezice comportamentul fiziologic al unui organism viu, cum ar fi o plantă, un animal sau un om. Pentru mai multe informații despre genetică, vizitați standul Genetica. Genetica face parte din Facultatea de Agriștiințe.

Microbiologie este studiul unor organisme vii microscopice de mici dimensiuni, cum ar fi viruși, bacterii, ciuperci, alge și protozoare. Microbii reprezintă 60% din viața de pe pământ și sunt esențiali în studiul sistemelor biologice. Fără ele, viața așa cum o știm pur și simplu nu ar fi posibilă. Studiind microbiologia, veți obține o înțelegere a morfologiei, metabolismului, fiziologiei, reproducerii și geneticii microorganismelor, precum și a interacțiunilor lor cu alte organisme și a rolului lor în ecologie. De asemenea, veți afla cum cunoștințele microbiene fundamentale au condus la dezvoltarea a numeroase aplicații medicale, veterinare, industriale, de mediu și alte aplicații biotehnologice care beneficiază omenirea.

Este posibil să se schimbe între direcțiile de studiu din cadrul Facultății de Științe?

Da, puteți schimba programe sau fluxuri, mai ales după primul an. Va fi mai ușor să vă schimbați după primul an dacă ați făcut Curriculum 3, deoarece acest curriculum este mai versatil între programe. Curriculum 1 este mai specific pentru subiecții biologici. Schimbarea între anii 2 și 3 este de asemenea posibilă, dar va exista o limitare a alegerii. Schimbarea programelor după anul 2 ar putea duce la un an suplimentar de studiu. Cu toate acestea, trebuie să faceți o cerere formală pentru a schimba programe sau fluxuri. Comitetul academic al Facultății de Științe va trebui să vă aprobe solicitarea.

Pentru informații detaliate despre program, consultați Calendarul Facultății de Științe (Partea 5) http://www.sun.ac.za/english/Documents/Yearbooks/Current/2021-Science.pdf

Care sunt opțiunile mele postuniversitare?

În fiecare dintre disciplinele acoperite, există posibilitatea de a vă continua studiile. Puteți urmări cursul de licență cu o diplomă de licență (1 an). Puteți trece apoi la un masterat (2 ani) și un doctorat (3 ani). De asemenea, ați putea urmări studii postuniversitare în alte discipline, cum ar fi Biotehnologia plantelor, Biotehnologia vinului și Microbiologia medicală, pentru a numi câteva. Accentul studiilor tale postuniversitare depinde de specialitățile tale universitare.

În ce diferă universitățile, instituțiile tehnologice și colegiile?

Instituțiile tehnologice se concentrează pe elevul care devine calificat tehnic într-un anumit domeniu și se concentrează pe predarea abilităților practice ale studentului în loc de concepte teoretice. Aceasta pregătește elevul să lucreze într-un domeniu ales cu abilități specifice. Colegiile îmbunătățesc abilitățile și cunoștințele elevului pentru a putea intra într-o anumită profesie. Universitățile sunt mai concentrate academic și îi învață pe studenți gândirea critică și abilitățile de rezolvare a problemelor, permițând studenților să intre într-o gamă largă de domenii profesionale.

Microbiologie | Ce subiecte sunt tratate la nivelul primului an?

Sub-modulul „Diversitate microbiană” al Bio144 vă prezintă diferitele grupuri de microorganisme (viruși, bacterii, ciuperci și drojdii), structurile lor celulare, ciclurile de viață și cerințele nutriționale. Este discutată importanța practică a acestor microorganisme, cu exemple de produse care sunt produse industrial. Intenția acestui modul nu este de a vă oferi informații detaliate despre fiecare grup de microorganisme, ci de a vă informa cu privire la anumite aspecte de bază ca fundal necesar pentru un studiu în biologie și de a vă stimula să continuați cu studii suplimentare (și cercetări) în Microbiologie. .

Microbiologie | Când voi începe să fac experimente cu microorganisme?

Sesiunile practice se desfășoară în laboratoarele noastre universitare. Aici veți învăța cum să crească microorganisme, cum să le identificați și cum să le izolați ca culturi pure din probe de mediu. La nivelul celui de-al doilea și al treilea an vi se vor preda tehnici de biologie moleculară care vă permit să izolați și să clonați genele, să studiați expresia genelor și procesele metabolice, precum și aplicațiile acestora.

Microbiologie | Utilizează microbiologii microscoape pentru toate cercetările lor?

Nu, în mod surprinzător, microbiologii folosesc rareori microscopuri! Ne dezvoltăm microorganismele în mediu lichid și solid și învățăm să le identificăm folosind caracteristicile lor de creștere, culoarea, mirosul, proprietățile biochimice și caracteristicile genetice pe care le studiem folosind tehnici de biologie moleculară. Folosim microscopuri pentru a confirma puritatea culturilor noastre și în unele tehnici foarte avansate, cum ar fi etichetarea colorantului fluorescent a celulelor și analiza microscopiei electronice a structurilor celulare.

Microbiologie | Microbiologii lucrează întotdeauna în laboratoare?

Deoarece microorganismele sunt atât de mici, ele sunt potrivite în mod ideal ca subiecte pentru studiu în laboratoare. Cu toate acestea, doar un mic procent din toate microorganismele disponibile din mediu au fost vreodată izolate și studiate, astfel încât microbiologii caută continuu specii noi. Dacă munca pe teren vă entuziasmează, atunci puteți deveni unul dintre acei microbiologi care colectează probe din vulcani subacvatici, bureți de mare pe Marea Barieră de Corali sau lacuri înghețate din Antarctica - posibilitățile sunt nelimitate!

Microbiologie | Sunt microorganismele periculoase?

Majoritatea microorganismelor sunt inofensive. Cele pe care le folosim în predare și cercetare sunt sigure și vă învățăm tehnicile corecte de manipulare pentru toate probele microbiene. Unele microorganisme sunt agenți patogeni și veți afla despre bolile pe care le cauzează, precum și despre cum să le controlați. Pentru cei interesați de Microbiologia clinică, facem cercetări și asupra substanțelor antimicrobiene din bacterii, ciuperci și plante, precum și dezvoltarea biosenzorilor, pansamentelor și sistemelor de administrare a medicamentelor.

Microbiologie | Microbiologii au o latură creativă?

Categoric! Abilitățile necesare în studiul microbiologiei variază de la cele extrem de analitice (analiza datelor, scrierea programelor software, statistici etc.) până la cele observaționale (un ochi pentru detalii, o bună păstrare a evidențelor etc.) până la practic (manipularea instrumentelor și echipamentelor), dar toate necesită un grad ridicat de creativitate. Proiectarea experimentelor și rezolvarea problemelor necesită creativitate și unele dintre cele mai bune aplicații microbiologice au venit din „idei sălbatice”!

Genetica | La ce grad mă înscriu dacă vreau să studiez genetică și pentru câți ani trebuie să studiez?

Aveți două opțiuni principale, fie vă înscrieți pentru o diplomă de licență în facultatea de Științe, fie vă înscrieți pentru o diplomă de licență în facultatea Agrisciences. Dacă vă înscrieți pentru o diplomă de licență, puteți face licență (biologie moleculară și biotehnologie) sau licență (științe ale vieții umane cu biologie) și, dacă vă înscrieți pentru o diplomă de licență, puteți face licență (producție de culturi) sau licență (producție de animale) ). O diplomă de licență este de trei ani, cu opțiunea unui al patrulea an (onoruri). O diplomă de licență este de patru ani.

Genetica | Care sunt cerințele de admitere pentru a studia genetică?

Tabelul următor rezumă cerințele de admitere pentru diplomele BSc și BScAgric.

BSc (Biologie moleculară și biotehnologie)

BSc (Științe ale vieții umane cu biologie)

O notă finală medie de 65%, cu excepția orientării spre viață.

Afrikaans sau engleză (limba de acasă sau prima limbă suplimentară) 4 (50%)

(Dacă veți lua Matematică (Bio) 124 și Fizică (Bio) 134, 154, în loc de Matematică 114, 144 și Fizică 114, 144 pentru care aveți nevoie de 6 (70%) pentru Matematică.)

BScAgric (Producția animală)

O notă finală medie de 60%, cu excepția orientării spre viață.

Afrikaans sau engleză (limba de acasă sau prima limbă suplimentară) 4

Genetica | Ce oportunități de carieră am după ce am studiat genetica?

În calitate de om de știință instruit în genetică, veți putea ocupa posturi vacante la instituții de cercetare, spitale, parcuri și grădini zoologice, biotehnologii și întreprinderi farmaceutice.

Genetica | Ce este Institutul pentru Biotehnologie Vegetală?

Institutul pentru Biotehnologie Vegetală (IPB), care face parte din departamentul de genetică, este un mediu de cercetare postuniversitar divers și multicultural axat pe cercetare de înaltă calitate și interdisciplinară și oferă diplome postuniversitare la toate nivelurile de studiu terțiar în biotehnologie.


Respirația este un proces în trei etape, care include glicoliza, ciclul Krebs și o grămadă de electroni împinși în jurul membranelor mitocondriilor. Împreună scot acea energie din moleculele legate de zahăr. Glucoza este combinată cu oxigen și eliberează energie utilizabilă, dioxid de carbon și apă.


Celulele pot folosi acest supliment energie pentru a-și alimenta funcțiile. Energia nu pluteste doar în jur. Este stocat într-un compus excitabil numit ATP (adenozin trifosfat). ATP este molecula de putere utilizată de toate celulele unui organism pentru a alimenta reacțiile secundare care ne mențin în viață. Este posibil să auziți și despre alte molecule de putere precum NADH, NADPH sau FADH. Acestea sunt la fel de importante ca ATP, dar sunt utilizate mai rar. Expirăm dioxid de carbon când respirăm. Acest CO2 provine din defalcarea glucozei din mitocondriile noastre. După cum v-am spus, plantele pot lua dioxidul de carbon și îl pot folosi pentru a produce zaharuri. Știați că plantele creează și CO2? S-ar putea să nu o respire așa cum facem noi, dar și plantele au nevoie de energie. Acestea descompun zaharurile din celulele lor și eliberează CO2 ca și noi.

AskNature

Viața depinde de construirea și descompunerea moleculelor biologice. Catalizatorii, sub formă de proteine ​​sau ARN, joacă un rol important prin creșterea dramatică a vitezei unei transformări chimice - fără a fi consumați în reacție. Rolul de reglementare pe care îl joacă catalizatorii în cascadele biochimice complexe este unul dintre motivele pentru care se pot produce atâtea transformări chimice simultane în interiorul celulelor vii din apă în condiții ambientale. De exemplu, descompunerea catalitică cu 10 enzime și transformarea glucozei în piruvat în calea metabolică a glicolizei.

Asamblați chimic compuși organici

O parte din motivul pentru care reacțiile de sinteză (asamblarea chimică) pot apărea în condiții atât de ușoare precum temperatura și presiunea ambiantă în apă se datorează faptului că, cel mai adesea, acestea apar în mod treptat, mediat de enzime, sorbind sau eliberând cantități mici de energie la fiecare pas. . De exemplu, sinteza glucozei din dioxidul de carbon în ciclul Calvin este un proces în 15 etape, fiecare etapă reglată de o enzimă diferită.

Transformă energia chimică

Chimia vieții funcționează pe transformarea energiei stocate în legături chimice. De exemplu, glucoza este o moleculă majoră de stocare a energiei în sistemele vii, deoarece descompunerea oxidativă a glucozei în dioxid de carbon și apă eliberează energie. Animalele, ciupercile și bacteriile stochează până la 30.000 de unități de glucoză într-o singură unitate de glicogen, o moleculă 3-D structurată cu lanțuri ramificate de molecule de glucoză care provin dintr-un nucleu proteic. Atunci când energia este necesară pentru procesele metabolice, moleculele de glucoză sunt detașate și oxidate.

Transformă energia radiantă (lumină)

Soarele este sursa supremă de energie pentru multe sisteme vii. Soarele emite energie radiantă, care este transportată de lumină și alte radiații electromagnetice ca fluxuri de fotoni. Când energia radiantă ajunge la un sistem viu, se pot întâmpla două evenimente. Energia radiantă se poate transforma în căldură sau sistemele vii o pot transforma în energie chimică. Ultima conversie nu este simplă, ci este un proces în mai mulți pași care începe atunci când sistemele vii precum algele, unele bacterii și plantele captează fotoni. De exemplu, o plantă de cartof captează fotoni, apoi transformă energia luminii în energie chimică prin fotosinteză, stocând energia chimică subterană sub formă de carbohidrați. Carbohidrații alimentează la rândul lor alte sisteme vii.

Plantele

Phylum Plantae („plante”): Angiosperme, gimnosperme, alge verzi și multe altele

Plantele au evoluat folosind structuri speciale din celulele lor pentru a valorifica energia direct din lumina soarelui. În prezent există peste 350.000 de specii de plante cunoscute care includ angiosperme (copaci și plante înflorite), gimnosperme (conifere, Gingkos și altele), ferigi, cornuri, ficat, mușchi și alge verzi. În timp ce majoritatea obțin energie prin procesul de fotosinteză, unii sunt parțial carnivori, hrănindu-se cu corpul insectelor, iar alții sunt paraziți ai plantelor, hrănindu-se în întregime din alte plante. Plantele se reproduc prin fructe, semințe, spori și chiar asexuat. Au evoluat acum aproximativ 500 de milioane de ani și acum pot fi găsite pe toate continentele din întreaga lume.

Introducere

În prima jumătate a vieții Pământului până în prezent, oxigenul a fost aproape absent dintr-o atmosferă formată în principal din azot, dioxid de carbon și metan. Evoluția animalelor și a vieții așa cum o știm acum datorează totul fotosintezei.

Cu aproximativ 2,5 miliarde de ani în urmă, cianobacteriile - primele organisme care au folosit lumina soarelui și dioxidul de carbon pentru a produce oxigen și zaharuri prin fotosinteză - ne-au transformat atmosfera. Mai târziu, algele au evoluat odată cu această abilitate și în urmă cu aproximativ 0,5 miliarde de ani au apărut primele plante terestre.

Algele, planctonul și plantele terestre lucrează acum împreună pentru a ne menține atmosfera plină de oxigen.

Strategia

Fotosinteza apare în celulele speciale ale plantelor numite cloroplaste, care sunt tipul de celule care se găsesc în frunze. Un singur cloroplast este ca o pungă umplută cu principalele ingrediente necesare pentru fotosinteză. Are apă îmbibată din rădăcinile plantei, dioxid de carbon atmosferic absorbit de frunze și clorofilă conținută în organite îndoite, asemănătoare unui labirint numite tilacoide.

Clorofila este adevăratul catalizator al fotosintezei. Cianobacteriile, planctonul și plantele terestre se bazează pe această moleculă sensibilă la lumină pentru a declanșa procesul.

Moleculele de clorofilă absorb atât de prost lumina verde încât o reflectă ca niște oglinzi minuscule, determinând ochii noștri să vadă majoritatea frunzelor ca verzi. De obicei, doar toamna, după degradarea clorofilei, privim acele nuanțe infinite de galben și portocaliu produse de pigmenții carotenoizi.

Procesul de fotosinteză la plante implică o serie de pași și reacții care utilizează lumina soarelui, apa și dioxidul de carbon pentru a produce zaharuri pe care planta le folosește pentru a crește. Oxigenul este eliberat din frunze ca produs secundar.

Strategia

Dar puterea superioară a clorofilei nu este capacitatea de a reflecta lumina verde - este capacitatea de a absorbi lumina albastră și roșie ca un burete. Lumina albastră și roșie a soarelui energizează clorofila, provocând pierderea de electroni, care devin forme mobile de energie chimică care alimentează creșterea plantelor. Clorofila își completează electronii pierduți nu prin apă potabilă, ci împărțind-o și luând electroni din hidrogen, lăsând oxigenul ca produs secundar pentru a fi „expirat”.

The electrons freed from chlorophyll need something to carry them to where they can be put to use, and two molecules ( ATP and NADPH ) work much like energy transport buckets. They bring the electrons to the space outside of the thylakoid folds but still inside the chloroplast “bag.” In this area, called the stroma , the energy brought by the molecular buckets forces carbon dioxide to combine with other molecules, forming glucose . After these reactions occur, the buckets—now empty of electrons—return to the thylakoid folds to receive another batch from sunlight-stimulated chlorophyll.

When plants have enough sunlight, water, and fertile soil, the photosynthesis cycle continues to churn out more and more glucose. Glucose is like food that plants use to build their bodies. They combine thousands of glucose molecules to make cellulose , the main component of their cell walls. The more cellulose they make, the more they grow.

The Potential

Nature, through photosynthesis, enables plants to convert the sun’s energy into a form that they and other living things can make use of. Plants transfer that energy directly to most other living things as food or as food for animals that other animals eat.

Humans also extract this energy indirectly from wood, or from plants that decayed millions of years ago into oil, coal, and natural gas. Burning these materials to provide electricity and heat has, through overexploitation, led to dire consequences that have upset the balance of life on Earth.

What if humans could harness this power in a different way? Imagine green chemistry that’s catalyzed by sunlight instead of having to mine for heavy metals like copper, tin, or platinum. Think of the potential that chemical processes requiring little heat have to reduce energy consumption. With a better understanding of photosynthesis, we may transform agriculture to consume less water and preserve more land for native plants and forests. As we continue to grapple with climate change, listening to what plants can teach us can shine a light down a greener path.