Το οξυγόνο είναι ένα υποπροϊόν που απελευθερώνεται όταν τα φυτά ασχολούνται με τη φωτοσύνθεση, τη διαδικασία που χρησιμοποιούν για την παραγωγή της δικής τους τροφής. Τα χημικά γεγονότα που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης είναι περίπλοκα. Το αποτέλεσμα είναι ότι έξι μόρια διοξειδίου του άνθρακα και έξι μόρια νερού γίνονται έξι μόρια γλυκόζης και έξι μόρια οξυγόνου. Η λέξη "φωτοσύνθεση" σημαίνει "φτιάχνοντας τα πράγματα με το φως."
Η σημασία του αέρα στα φυτά και στα ζώα
Χωρίς τις ειδικές χημικές αναλογίες οξυγόνου, αζώτου, διοξειδίου του άνθρακα και άλλων ιχνοστοιχείων που απαρτίζουν τα φυτά αέρα και τα ζώα στη Γη, τίποτα δεν θα ήταν ζωντανό όπως το γνωρίζουμε. Ως αποτέλεσμα της φωτοσύνθεσης, τα ζώα ζουν σε μια συμβιωτική σχέση με όλη τη ζωή των φυτών στη Γη. Τα φυτά απαιτούν την αποβολή των ζώων από το διοξείδιο του άνθρακα, ενώ τα ζώα απαιτούν την παραγωγή φυτών οξυγόνου.
Ο αέρας είναι τόσο ουσιαστικός για τη ζωή στη Γη, μελετώντας την εξέλιξη της οξυγονικής φωτοσύνθεσης, Woodward Fischer και οι συνεργάτες μπορούν να εντοπίσουν βασικά γεγονότα στην ιστορία του πλανήτη μας, όπως όταν τα κυανοβακτήρια και τα φυτά πρώτα εμφανίστηκε. Πολύ ωραίο, σωστά;
Νερό και θρεπτικά συστατικά
Οι ρίζες των φυτών απορροφούν νερό και ορισμένα θρεπτικά συστατικά από το έδαφος. Το νερό κινεί το φυτό μέσω του ξυλίου, που είναι ένας εξειδικευμένος ιστός μέσα στο φυτό. Το νερό είναι απαραίτητο ως μέσο μεταφοράς ζωτικών θρεπτικών συστατικών σε όλο το φυτό και γίνεται αναγωγικός παράγοντας για τη χημεία που εμφανίζεται κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Το εργοστάσιο χρησιμοποιεί νερό για να διασπάσει μόρια διοξειδίου του άνθρακα προτού να επανασυναρμολογηθεί στην ουσία ζάχαρης που χρησιμοποιεί το φυτό ως αποθηκευμένη ενέργεια.
Η Ενέργεια του Ήλιου
Τα φωτόνια στο φως του ήλιου παρέχουν την απαιτούμενη ενέργεια για να συμβεί η φωτοσύνθεση. Το φυτό συλλαμβάνει αυτά τα φωτόνια με απορροφητικές χρωστικές ουσίες, όπως χλωροφύλλη και καροτενοειδή. Αυτές οι χρωστικές είναι επίσης υπεύθυνες για τα πράσινα φύλλα στα φυτά. Η χλωροφύλλη και τα καροτενοειδή δεν απορροφούν αποτελεσματικά το πράσινο ή το κίτρινο φως από το χρωματικό φάσμα. Ως αποτέλεσμα, αυτά τα χρώματα αντανακλούν μακριά από τα φύλλα, κάνοντάς τα να φαίνονται πράσινα στα μάτια μας.
Διοξείδιο του άνθρακα
Τα φυτά απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα μέσω μικροσκοπικών ανοιγμάτων, που ονομάζονται στομάτα στην επιδερμίδα του φυτού ή στο εξωτερικό στρώμα ιστού. Αυτοί οι μικροσκοπικοί πόροι στοματικών ανοίγουν και κλείνουν καθώς οι ανάγκες του φυτού αλλάζουν από απορρόφηση διοξειδίου του άνθρακα σε αποβολή οξυγόνου και νερού. Το διοξείδιο του άνθρακα υπάρχει στην ατμόσφαιρα από την εκπνοή των ζώων κατά την αναπνοή, καθώς και από την αποσύνθεση της οργανικής ύλης.
Παραγωγή γλυκόζης
Μόλις τοποθετηθούν όλα τα απαραίτητα συστατικά, το φυτό διαλύει μέρος του νερού που έχει απορροφήσει μέσω των ριζών και του διοξειδίου του άνθρακα που έχει πάρει από την ατμόσφαιρα. Μια σειρά χημικών αντιδράσεων και η ενέργεια του ήλιου αποσυναρμολογούν τα μόρια. Μια άλλη σειρά χημικών αντιδράσεων, χρησιμοποιώντας ξανά την ενέργεια του ήλιου, επανασυναρμολογεί τα προκύπτοντα άτομα σε μόρια γλυκόζης. Το φυτό αποθηκεύει το μεγαλύτερο μέρος αυτής της απλής ζάχαρης για ανάπτυξη και καταναλώνει λίγο κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης.
Για ποια διαδικασία χρησιμοποιούν τα κύτταρα το οξυγόνο;
Το οξυγόνο είναι ένα υποπροϊόν της φωτοσύνθεσης. Το φυτό δεν χρειάζεται τα μόρια οξυγόνου, οπότε αποβάλλονται μέσω των στομάτων. Το οξυγόνο που αποβάλλεται από τα φυτά εισέρχεται στον αέρα για εισπνοή από ζώα και αερόβια βακτήρια.
Τα ζωικά κύτταρα χρησιμοποιούν οξυγόνο για μια διαδικασία που ονομάζεται οξείδωση. Η οξείδωση είναι ζωτικής σημασίας για τη διάσπαση των μορίων τροφίμων για την εξαγωγή μορίων γλυκόζης. Το σώμα στη συνέχεια χρησιμοποιεί τη γλυκόζη ως πηγή ενέργειας για κρίσιμες μεταβολικές διεργασίες που τροφοδοτούν το σώμα.
Διασκεδαστικά πειράματα φυτών για να δοκιμάσετε στο σπίτι
Για να δείτε τα φυτά να κάνουν οξυγόνο σε δράση, επιλέξτε ένα πράσινο φύλλο από ένα φυτό, τοποθετήστε το σε ένα ποτήρι νερό και αφήστε το στον ήλιο για μερικές ώρες. Όταν επιστρέψετε, θα δείτε ότι έχουν σχηματιστεί μικρές φυσαλίδες αέρα στο φύλλο και γύρω από το γυαλί. Μπορεί να χρειαστείτε ένα μεγεθυντικό φακό για να έχετε μια καλή εμφάνιση.