Fotosyntéza je úžasná a přesto jednoduchá chemická reakce, ke které dochází, když rostliny používají sluneční světlo, vodu a oxid uhličitý k výrobě energeticky nabitých molekul potravin. Rostliny vytahují vodu ze svých kořenů a absorbují molekuly atmosférického oxidu uhličitého, aby získaly potřebné přísady pro syntézu glukózy (cukru).
Voda (H2O) molekuly rozdělte a darujte elektrony molekulám oxidu uhličitého, protože světelná energie ze slunce se během fotosyntézy přeměňuje na chemické vazby glukózy (cukru).
Rovnice fotosyntézy
Receptem na glukózu je šest molekul vody (H.2O) plus šest molekul oxidu uhličitého (CO2) plus vystavení slunečnímu záření. Fotony ve světelných vlnách iniciují v buňce chemickou reakci, která rozbíjí vazby molekul vody a oxidu uhličitého a reorganizuje tyto reaktanty na glukózu a kyslík - vedlejší produkt.
Vzorec pro fotosyntéza se běžně vyjadřuje jako rovnice:
6H2O + 6CO2 + sluneční světlo → C.6H12Ó6 + 6O2
Rané počátky fotosyntézy
Před téměř 3,5 miliardami let sinice změnily směr světa díky své fotosyntetické síle přeměňovat světelnou energii a anorganické látky na chemickou energii pro potraviny. Podle
Ačkoli se o detailech stále ještě pracuje a diskutuje se o nich, zdá se, že adaptace fotosyntetických center v raných formách života, jako jsou jednobuněčné rostliny a řasy, zahájila evoluci.
Proč je fotosyntéza důležitá?
Fotosyntéza je nezbytná pro život a udržitelnost ve vyváženém ekosystému. Fotosyntetické organismy jsou na dně web s potravinami, což znamená, že přímo nebo nepřímo produkují potravinovou energii pro býložravce, všežravce, sekundární a terciární konzumenty a vrcholové predátory. Když se molekuly vody během fotosyntetické reakce rozštěpí, vytvoří se molekuly kyslíku a uvolní se do vody a vzduchu.
Bez kyslíku by život neexistoval jako dnes.
Fotosyntéza dále hraje zásadní roli při potopení oxidu uhličitého. Proces přeměny oxidu uhličitého na sacharidy se nazývá fixace uhlíku. Když živé organismy na bázi uhlíku zemřou, mohou se jejich pohřbené pozůstatky stlačit a postupem času se obrátit na fosilní palivo.
Požadavky rostlin na vodu
Voda pomáhá transportovat potravu a živiny v buňkách a mezi tkáněmi, aby poskytla výživu všem částem živé rostliny. Velký vakuoly uvnitř buněk obsahuje vodu, která posiluje stonek, posiluje buněčnou stěnu a usnadňuje osmózu v listech.
Nediferencované buňky v meristému se nemohly správně specializovat na listy, květy nebo stonky, pokud byly buňky v tkáni špatně dehydratovány. Když nejsou uspokojeny potřeby vody, stonky a listy klesají a fotosyntéza se zpomaluje.
Rostliny a voda: Související vědecké projekty
Studenti, kteří mají zájem dozvědět se více o rostlinách a požadavcích na vodu, mohou rádi experimentovat s naklíčenými semeny fazolí. Fazole Lima a fazole rychle rostou, což z nich dělá dobře vhodné krmení projekt vědy o rostlinách nebo ukázka ve třídě. Učitelé mohou semínka zasadit asi týden předtím, než studenti začnou experimentovat, aby zjistili, které faktory prostředí, jako je dostatečná voda, ovlivňují růst rostlin.
Například třída vědy mohla pokračovat v pěstování, zalévání a měření pěti nebo více fazolových klíčků vedle okna po dobu dvou týdnů nebo déle. Pro účely srovnání by mohli zavést proměnné do experimentálních skupin klíčků a vyvinout hypotézu. Pro větší velikost vzorku se doporučují experimentální skupiny pěti a více rostlin.
Například:
- Experimentální skupina 1: Zadržte vodu, abyste zjistili, jak brzy bude růst klíčení fazolí ovlivněn dehydratací.
- Experimentální skupina 2: Umístěte papírový sáček na klíčky fazolí, abyste zjistili, jak slabé světlo může ovlivnit fotosyntézu a produkci chlorofylu.
- Experimentální skupina 3: Omotejte plastové sendvičové sáčky kolem výhonků fazolí, abyste mohli studovat účinky narušené výměny plynů.
- Experimentální skupina 4: Každou noc vložte klíčky fazolí do ledničky, abyste zjistili, jak mohou nižší teploty ovlivnit růst.