Защо растенията се нуждаят от вода при фотосинтеза?

Фотосинтезата е чудна и същевременно проста химическа реакция, която се получава, когато растенията използват слънчева светлина, вода и въглероден диоксид, за да получат енергийно опаковани хранителни молекули. Растенията изтеглят вода от корените си и абсорбират молекули атмосферен въглероден диоксид, за да съберат необходимите съставки за синтезиране на глюкоза (захар).

Вода (H₂О) молекули разделят и даряват електрони на молекулите на въглеродния диоксид, тъй като светлинната енергия от слънцето се превръща в химическите връзки на глюкозата (захарта) по време на фотосинтезата.

Рецептата за глюкоза е шест молекули вода (Н₂O) плюс шест молекули въглероден диоксид (CO₂) плюс излагане на слънчева светлина. Фотоните в светлинните вълни инициират химическа реакция в клетката, която разрушава връзките на молекулите на вода и въглероден диоксид и реорганизира тези реагенти в глюкоза и кислород - страничен продукт.

Формулата за фотосинтеза обикновено се изразява като уравнение:

6Н₂O + 6CO₂ + слънчева светлина → C₆Н₁₂О₆ + 6O₂

Преди близо 3,5 милиарда години цианобактериите променят света със своята фотосинтетична сила да превръщат светлинната енергия и неорганичните вещества в химическа енергия за храна. Според Списание Quanta, архаичните микроорганизми създадоха планетарните условия, които породиха каскада от разнообразни растения със споделена способност да фотосинтезират и отделят кислород.

Въпреки че подробностите все още се изучават и обсъждат, адаптацията на фотосинтетичните центрове в ранните форми на живот като едноклетъчни растения и водорасли изглежда е започнала еволюция.

Фотосинтезата е от съществено значение за живота и устойчивостта в една балансирана екосистема. Фотосинтетичните организми са в дъното на хранителна мрежа, което означава, че те пряко или косвено произвеждат хранителна енергия за тревопасни, всеядни, вторични и третични консуматори и върховни хищници. Когато молекулите на водата се разделят по време на фотосинтетичната реакция, молекулите на кислорода се образуват и пускат във водата и въздуха.

Без кислород животът не би съществувал както днес.

Освен това фотосинтезата играе жизненоважна роля за потъването на въглероден диоксид. Процесът на превръщане на въглеродния диоксид във въглехидрати се нарича въглеродна фиксация. Когато живите организми на основата на въглерод умрат, техните погребани останки могат да се компресират и с течение на времето да се обърнат към изкопаеми горива.

Водата помага за транспортирането на храна и хранителни вещества в клетките и между тъканите, за да осигури храна за всички части на живото растение. Голям вакуоли вътре в клетките се съдържа вода, която укрепва стъблото, укрепва клетъчната стена и улеснява осмозата в листата.

Недиференцираните клетки в меристемата не биха могли да се специализират правилно в листа, цъфтеж или стъбла, ако клетките в тъканта са лошо дехидратирани. Стъблата и листата увисват, когато нуждите от вода са неудовлетворени и фотосинтезата се забавя.

Студентите, които се интересуват да научат повече за растенията и нуждите от вода, могат да се насладят на експерименти с покълнали семена от боб. Зърната от Лима и бобът растат бързо, което ги прави подходящи за хранене научен проект за растенията или демонстрация в класната стая. Учителите могат да засадят семената около седмица преди учениците да започнат да експериментират, за да определят кои фактори на околната среда, като достатъчна вода, влияят върху растежа на растенията.

Например, научен клас може да продължи да расте, да полива и измерва пет или повече кълнове от боб до прозорец в продължение на две седмици или повече. За целите на сравнението те биха могли да въведат променливи в експериментални групи кълнове и да развият хипотеза. За по-голям обем на пробата се препоръчват експериментални групи от пет или повече растения.

Например:

• Експериментална група 1: Задържане на вода, за да се види колко скоро растежът на бобовите кълнове е повлиян от дехидратацията.

• Експериментална група 2: Поставете хартиена торбичка върху кълновете на зърната, за да наблюдавате как слабата светлина може да повлияе на фотосинтезата и производството на хлорофил.

• Експериментална група 3: Опаковайте пластмасови торбички за сандвичи около кълновете на зърната, за да проучите ефектите от нарушен обмен на газове.
  

• Експериментална група 4: Поставяйте кълновете боб в хладилник всяка вечер, за да видите как по-ниските температури могат да повлияят на растежа.