Кислородът е страничен продукт, който се отделя, когато растенията участват във фотосинтеза, процеса, който използват, за да произвеждат собствена храна. Химичните събития, които се случват по време на фотосинтезата, са сложни. Резултатът е, че шест молекули въглероден диоксид и шест молекули вода се превръщат в шест молекули глюкоза и шест молекули кислород. Думата „фотосинтеза“ означава „правене на нещата със светлина“.
Значението на въздуха за растенията и животните
Без специфичните химически съотношения на кислород, азот, въглероден диоксид и други следи от газове, които съставляват въздуха, от които се нуждаят растенията и животните на Земята, нищо не би било живо, както го познаваме. В резултат на фотосинтезата животните живеят в симбиотична връзка с целия растителен живот на Земята. Растенията се нуждаят от изхвърляне на въглероден диоксид, докато животните се нуждаят от кислород, който растенията произвеждат.
Въздухът е толкова важен за живота на Земята, че като изследва еволюцията на кислородната фотосинтеза, Удуърд Фишер и сътрудници могат да идентифицират ключови събития в историята на нашата планета, например когато цианобактериите и растенията са първи възникна. Доста готино нали?
Вода и хранителни вещества
Корените на растенията абсорбират вода и някои хранителни вещества от земята. Водата се движи нагоре по растението през ксилемата, която е специализирана тъкан вътре в растението. Водата е необходима като средство за транспортиране на жизненоважни хранителни вещества през цялото растение и тя се превръща в редуциращ агент за химията, която се получава по време на процеса на фотосинтеза. Растението използва вода, за да разгради молекулите на въглеродния диоксид, преди те да могат да бъдат събрани отново в захарното вещество, което растението използва като складирана енергия.
Слънчевата енергия
Фотоните в слънчевата светлина осигуряват енергията, необходима за възникването на фотосинтезата. Растението улавя тези фотони с поглъщащи светлината пигменти, като хлорофил и каротеноиди. Тези пигменти са отговорни и за зелените листа на растенията. Хлорофилът и каротеноидите не абсорбират ефективно зелената или жълтата светлина от цветовия спектър. В резултат на това тези цветове се отразяват далеч от листата, което ги прави зелени за очите ни.
Въглероден двуокис
Растенията абсорбират въглеродния диоксид от въздуха през малки отвори, наречени устици в епидермиса или външния тъканен слой на растението. Тези микроскопични пори на устицата се отварят и затварят, тъй като нуждите на растението се променят от абсорбиране на въглероден диоксид до изхвърляне на кислород и вода. Въглеродният диоксид присъства в атмосферата от издишването на животните по време на дишането, както и от разлагащите се органични вещества.
Приготвяне на глюкоза
След като всички необходими съставки са на мястото си, растението разкъсва част от водата, която е поела през корените и въглеродния диоксид, който е поел от атмосферата. Поредица от химични реакции и слънчевата енергия разглобява молекулите. Друга поредица от химични реакции, отново използващи слънчевата енергия, отново сглобяват получените атоми в молекули на глюкозата. Растението съхранява по-голямата част от тази проста захар за растеж и консумира малко по време на фотосинтезата.
За какъв процес клетките използват кислород?
Кислородът е страничен продукт от фотосинтезата. Растението не се нуждае от кислородните молекули, така че те се изхвърлят през устицата. Кислородът, изхвърлен от растенията, постъпва във въздуха, за да бъде вдишван от животни и аеробни бактерии.
Животинските клетки използват кислород за процес, наречен окисление. Окисляването е жизненоважно за разграждането на хранителните молекули за извличане на молекулите на глюкозата. След това тялото използва глюкозата като енергиен източник за критични метаболитни процеси, които подхранват тялото.
Забавни експерименти с растения, които да опитате у дома
За да видите как растенията произвеждат кислород в действие, вземете зелен лист от растение, поставете го в чаша вода и го оставете на слънце за няколко часа. Когато се върнете, ще видите, че на листата и около стъклото са се образували малки въздушни мехурчета. Може да ви е необходима лупа, за да добиете добър вид.