Wie produzieren Pflanzen Sauerstoff?

Sauerstoff ist ein Nebenprodukt, das bei der Photosynthese von Pflanzen freigesetzt wird, dem Prozess, mit dem sie ihre eigene Nahrung herstellen. Die chemischen Vorgänge während der Photosynthese sind komplex. Das Ergebnis ist, dass aus sechs Kohlendioxidmolekülen und sechs Wassermolekülen sechs Glucosemoleküle und sechs Sauerstoffmoleküle werden. Das Wort "Photosynthese" bedeutet "Dinge mit Licht machen".

Ohne die spezifischen chemischen Verhältnisse von Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid und anderen Spurengasen, die Pflanzen und Tiere auf der Erde benötigen, wäre nichts lebendig, wie wir es kennen. Durch die Photosynthese leben Tiere in einer symbiotischen Beziehung mit allen Pflanzen auf der Erde. Pflanzen benötigen das Kohlendioxid, das Tiere ausstoßen, während Tiere den Sauerstoff benötigen, den Pflanzen produzieren.

Luft ist für das Leben auf der Erde so wichtig, dass Woodward Fischer. durch das Studium der Entwicklung der sauerstoffhaltigen Photosynthese und Mitarbeiter können Schlüsselereignisse in der Geschichte unseres Planeten identifizieren, z. B. als Cyanobakterien und Pflanzen zuerst entstand. Ziemlich cool oder?

Pflanzenwurzeln nehmen Wasser und einige Nährstoffe aus dem Boden auf. Wasser bewegt sich durch das Xylem, das ein spezialisiertes Gewebe innerhalb der Pflanze ist, in der Pflanze nach oben. Wasser wird benötigt, um lebenswichtige Nährstoffe durch die Pflanze zu transportieren, und es wird zu einem Reduktionsmittel für die Chemie, die während des Photosyntheseprozesses stattfindet. Die Pflanze verwendet Wasser, um Kohlendioxidmoleküle abzubauen, bevor sie wieder zu der Zuckersubstanz zusammengesetzt werden können, die die Pflanze als gespeicherte Energie verwendet.

Photonen im Sonnenlicht liefern die Energie, die für die Photosynthese benötigt wird. Die Pflanze fängt diese Photonen mit lichtabsorbierenden Pigmenten wie Chlorophyll und Carotinoiden ein. Diese Pigmente sind auch für die grünen Blätter der Pflanzen verantwortlich. Chlorophyll und Carotinoide absorbieren grünes oder gelbes Licht aus dem Farbspektrum nicht effektiv. Infolgedessen reflektieren diese Farben von den Blättern weg und lassen sie für unsere Augen grün erscheinen.

Pflanzen nehmen Kohlendioxid aus der Luft durch winzige Öffnungen auf, die als Spaltöffnungen in der Epidermis oder äußeren Gewebeschicht der Pflanze bezeichnet werden. Diese mikroskopisch kleinen Poren der Spaltöffnungen öffnen und schließen sich, wenn sich die Bedürfnisse der Pflanze von der Aufnahme von Kohlendioxid zu der Abgabe von Sauerstoff und Wasser ändern. Kohlendioxid ist in der Atmosphäre durch die Ausatmung von Tieren während der Atmung sowie durch zerfallende organische Stoffe vorhanden.

Wenn alle notwendigen Zutaten vorhanden sind, zerreißt die Pflanze einen Teil des Wassers, das sie über die Wurzeln aufgenommen hat, und das Kohlendioxid, das sie aus der Atmosphäre aufgenommen hat. Eine Reihe chemischer Reaktionen und die Energie der Sonne zerlegen die Moleküle. Eine weitere Reihe chemischer Reaktionen, die wiederum die Energie der Sonne nutzen, setzt die resultierenden Atome wieder zu Glukosemolekülen zusammen. Die Pflanze speichert den größten Teil dieses Einfachzuckers für das Wachstum und verbraucht einen kleinen Teil während der Photosynthese.

Sauerstoff ist ein Nebenprodukt der Photosynthese. Die Pflanze braucht die Sauerstoffmoleküle nicht, daher werden sie durch die Spaltöffnungen ausgestoßen. Von Pflanzen ausgestoßener Sauerstoff gelangt in die Luft, um von Tieren und aeroben Bakterien eingeatmet zu werden.

Tierzellen verwenden Sauerstoff für einen Prozess namens Oxidation. Oxidation ist entscheidend für den Abbau von Nahrungsmolekülen, um Glukosemoleküle zu extrahieren. Der Körper verwendet Glukose dann als Energiequelle für kritische Stoffwechselprozesse, die den Körper mit Energie versorgen.

Um zu sehen, wie Pflanzen Sauerstoff produzieren, pflücken Sie ein grünes Blatt von einer Pflanze, legen Sie es in ein Glas Wasser und lassen Sie es einige Stunden in der Sonne. Wenn Sie zurückkommen, werden Sie feststellen, dass sich auf dem Blatt und um das Glas herum kleine Luftblasen gebildet haben. Möglicherweise benötigen Sie eine Lupe, um einen guten Blick zu erhalten.