Hvorfor har planter brug for vand i fotosyntese?

Fotosyntese er en vidunderlig og alligevel simpel kemisk reaktion, der opstår, når planter bruger sollys, vand og kuldioxid til at fremstille energipakede fødevaremolekyler. Planter trækker vand fra deres rødder og absorberer molekyler af atmosfærisk kuldioxid for at samle de nødvendige ingredienser til syntetisering af glukose (sukker).

Vand (H₂O) molekyler opdele og donere elektroner til kuldioxidmolekyler, når lysenergi fra solen omdannes til de kemiske bindinger af glukose (sukker) under fotosyntese.

Opskriften på glukose er seks molekyler vand (H₂O) plus seks molekyler kuldioxid (CO₂) plus udsættelse for sollys. Fotoner i lysbølger initierer en kemisk reaktion i cellen, der bryder bindingerne af vand og kuldioxidmolekyler og omorganiserer disse reaktanter i glucose og ilt - et biprodukt.

Formlen til fotosyntese udtrykkes almindeligvis som en ligning:

6H₂O + 6CO₂ + sollys → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

For næsten 3,5 milliarder år siden ændrede cyanobakterier verdens gang med deres fotosyntetiske kraft til at omdanne lysenergi og uorganiske stoffer til kemisk energi til mad. Ifølge

Selvom detaljerne stadig undersøges og debatteres, synes tilpasning af fotosyntetiske centre i tidlige livsformer såsom encellede planter og alger at have startet evolution.

Fotosyntese er afgørende for liv og bæredygtighed i et afbalanceret økosystem. Fotosyntetiske organismer er i bunden af mad web, hvilket betyder, at de direkte eller indirekte producerer madenergi til planteædere, omnivorer, sekundære og tertiære forbrugere og apex-rovdyr. Når vandmolekyler deles under den fotosyntetiske reaktion, dannes iltmolekyler og frigives i vandet og luften.

Uden ilt ville livet ikke eksistere som i dag.

Yderligere spiller fotosyntese en vigtig rolle i synkende kuldioxid. Processen med at omdanne kuldioxid til kulhydrater kaldes kulstoffiksering. Når kulstofbaserede levende organismer dør, kan deres nedgravede rester blive komprimeret og med tiden vende sig mod fossilt brændstof.

Vand hjælper med at transportere mad og næringsstoffer inden i cellerne og mellem væv for at give næring til alle dele af en levende plante. Stor vakuoler inde i celler indeholder vand, der styrker stammen, styrker cellevæggen og letter osmose i blade.

Udifferentierede celler i meristen kunne ikke ordentligt specialisere sig i blade, blomster eller stængler, hvis celler i vævet var meget dehydreret. Stængler og blade falder, når vandbehovet ikke er dækket, og fotosyntese sænkes.

Studerende, der er interesserede i at lære mere om planter og vandbehov, kan nyde at eksperimentere med spirede bønnefrø. Limabønner og stangbønner vokser hurtigt, hvilket gør dem velegnede til fodring plantevidenskabsprojekt eller klassedemonstration. Lærere kan plante frøene omkring en uge, før eleverne begynder at eksperimentere for at bestemme, hvilke miljøfaktorer, såsom tilstrækkeligt vand, der påvirker plantevæksten.

For eksempel kunne en videnskabsklasse fortsætte med at vokse, vande og måle fem eller flere bønnespirer ved siden af ​​et vindue i to uger eller længere. Med henblik på sammenligning kunne de introducere variabler i eksperimentelle grupper af spirer og udvikle en hypotese. Eksperimentelle grupper på fem planter eller mere anbefales til en større prøvestørrelse.

For eksempel:

• Eksperimentel gruppe 1: tilbagehold vand for at se, hvor hurtigt vækst af bønnespirer påvirkes af dehydrering.

• Eksperimentel gruppe 2: Anbring en papirpose over bønnespirerne for at observere, hvordan svagt lys kan påvirke fotosyntese og klorofylproduktion.

• Eksperimentgruppe 3: Pak plastikposer i sandwich rundt om bønnespirer for at undersøge virkningerne af forstyrret udveksling af gasser.
  

• Eksperimentel gruppe 4: Placer bønnespirer i køleskab hver nat for at se, hvordan koldere temperaturer kan påvirke væksten.