Perché le piante hanno bisogno di acqua nella fotosintesi?

La fotosintesi è una reazione chimica meravigliosa e tuttavia semplice che si verifica quando le piante utilizzano la luce solare, l'acqua e l'anidride carbonica per produrre molecole alimentari ricche di energia. Le piante estraggono l'acqua dalle loro radici e assorbono le molecole di anidride carbonica atmosferica per raccogliere gli ingredienti necessari per sintetizzare il glucosio (zucchero).

Acqua (H₂O) molecole dividere e donare elettroni alle molecole di anidride carbonica mentre l'energia luminosa del sole viene convertita nei legami chimici del glucosio (zucchero) durante la fotosintesi.

La ricetta per il glucosio è di sei molecole di acqua (H₂O) più sei molecole di anidride carbonica (CO₂) più l'esposizione alla luce solare. I fotoni nelle onde luminose avviano una reazione chimica nella cellula che rompe i legami delle molecole di acqua e anidride carbonica e riorganizza questi reagenti in glucosio e ossigeno, un sottoprodotto.

La formula per fotosintesi è comunemente espresso come un'equazione:

6H₂O + 6CO₂ + luce solare → C₆H₁₂oh₆ + 6O₂

Quasi 3,5 miliardi di anni fa, i cianobatteri hanno cambiato il corso del mondo con il loro potere fotosintetico di convertire l'energia luminosa e le sostanze inorganiche in energia chimica per il cibo. Secondo Rivista Quanta, microrganismi arcaici hanno creato le condizioni planetarie che hanno dato origine a una cascata di piante diverse con una capacità condivisa di fotosintetizzare e rilasciare ossigeno.

Sebbene i dettagli siano ancora in fase di studio e dibattito, l'adattamento dei centri fotosintetici nelle prime forme di vita come le piante unicellulari e le alghe sembra aver avviato l'evoluzione.

La fotosintesi è essenziale per la vita e la sostenibilità in un ecosistema equilibrato. Gli organismi fotosintetici sono alla base del catena alimentare, nel senso che producono direttamente o indirettamente energia alimentare per erbivori, onnivori, consumatori secondari e terziari e predatori apicali. Quando le molecole d'acqua si dividono durante la reazione fotosintetica, si formano molecole di ossigeno che vengono rilasciate nell'acqua e nell'aria.

Senza ossigeno, la vita non esisterebbe come oggi.

Inoltre, la fotosintesi svolge un ruolo vitale nell'affondare l'anidride carbonica. Il processo di conversione dell'anidride carbonica in carboidrati è chiamato fissazione del carbonio. Quando gli organismi viventi a base di carbonio muoiono, i loro resti sepolti possono comprimersi e, nel tempo, trasformarsi in combustibile fossile.

L'acqua aiuta a trasportare cibo e sostanze nutritive all'interno delle cellule e tra i tessuti per fornire nutrimento a tutte le parti di una pianta vivente. Grande vacuoli all'interno delle cellule contengono acqua che rafforza il fusto, fortifica la parete cellulare e facilita l'osmosi nelle foglie.

Le cellule indifferenziate nel meristema non potrebbero specializzarsi adeguatamente in foglie, fiori o steli se le cellule del tessuto fossero gravemente disidratate. Gli steli e le foglie cadono quando il fabbisogno idrico non è soddisfatto e la fotosintesi rallenta.

Gli studenti interessati a saperne di più sulle piante e sul fabbisogno idrico possono divertirsi a sperimentare con i semi di fagiolo germogliato. I fagioli di Lima e i fagiolini crescono rapidamente, il che li rende adatti per l'alimentazione progetto di scienza delle piante o dimostrazione in aula. Gli insegnanti possono piantare i semi circa una settimana prima che gli studenti inizino a sperimentare per determinare quali fattori ambientali, come l'acqua adeguata, influenzano la crescita delle piante.

Ad esempio, una lezione di scienze potrebbe continuare a coltivare, annaffiare e misurare cinque o più germogli di soia accanto a una finestra per due settimane o più. A scopo di confronto, potrebbero introdurre variabili in gruppi sperimentali di germogli e sviluppare un'ipotesi. Gruppi sperimentali di cinque o più piante sono raccomandati per un campione più grande.

Per esempio:

• Gruppo sperimentale 1: trattenere l'acqua per vedere quanto presto la crescita dei germogli di soia viene influenzata dalla disidratazione.

• Gruppo sperimentale 2: posizionare un sacchetto di carta sui germogli di soia per osservare come la scarsa illuminazione può influenzare la fotosintesi e la produzione di clorofilla.

• Esperimento gruppo 3: avvolgere sacchetti di plastica intorno ai germogli di soia per studiare gli effetti dello scambio di gas interrotto.
  

• Gruppo sperimentale 4: ogni notte mettete i germogli di soia in frigorifero per vedere come le temperature più fredde possono influenzare la crescita.