Deguonis yra šalutinis produktas, išsiskiriantis augalams vykdant fotosintezę - procesą, kurį jie naudoja savo maistui gaminti. Cheminiai įvykiai, vykstantys fotosintezės metu, yra sudėtingi. Rezultatas yra tas, kad šešios anglies dioksido molekulės ir šešios vandens molekulės tampa šešiomis gliukozės molekulėmis ir šešiomis deguonies molekulėmis. Žodis „fotosintezė“ reiškia „gaminti daiktus šviesa“.
Oro svarba augalams ir gyvūnams
Be specifinių deguonies, azoto, anglies dioksido ir kitų pėdsakų dujų, iš kurių susidaro oro augalai ir gyvūnai Žemėje, cheminių santykių, niekas nebūtų gyvas, kaip mes tai žinome. Dėl fotosintezės gyvūnai palaiko simbiotinį ryšį su visa augalų gyvybe Žemėje. Augalams reikia, kad anglies dioksidas gyvūnus išstumtų, o gyvūnams - deguonies augalai.
Oras yra toks būtinas gyvybei Žemėje, kad tyrinėdamas deguoninės fotosintezės evoliuciją, Woodwardas Fischeris ir jo draugai gali nustatyti pagrindinius įvykius mūsų planetos istorijoje, pavyzdžiui, kai pirmiausia melsvadumbliai ir augalai atsirado. Gana šaunu, tiesa?
Vanduo ir maistinės medžiagos
Augalų šaknys absorbuoja vandenį ir kai kurias maistines medžiagas iš žemės. Vanduo juda augalu aukštyn per ksilemą, kuris yra specializuotas audinys augalo viduje. Vanduo reikalingas kaip priemonė pernešti gyvybiškai svarbias maistines medžiagas visame augale, ir jis tampa chemijos, kuri vyksta fotosintezės proceso metu, reduktore. Augalas naudoja vandenį, kad suskaidytų anglies dvideginio molekules, kol jos vėl gali būti sujungtos į cukraus medžiagą, kurią augalas naudoja kaip sukauptą energiją.
Saulės energija
Saulės spindulių fotonai suteikia energijos, reikalingos fotosintezei atsirasti. Augalas fiksuoja šiuos fotonus su šviesą sugeriančiais pigmentais, tokiais kaip chlorofilas ir karotinoidai. Šie pigmentai taip pat yra atsakingi už žalius augalų lapus. Chlorofilas ir karotenoidai efektyviai nesugeria žalios ar geltonos šviesos iš spalvų spektro. Todėl šios spalvos atsispindi nuo lapų, todėl mūsų akims atrodo žalios.
Anglies dvideginis
Augalai absorbuoja anglies dioksidą iš oro per mažas angas, augalo epidermyje arba išoriniame audinių sluoksnyje vadinamus stomatais. Šios mikroskopinės stomatų poros atsiveria ir užsidaro, kai augalo poreikiai keičiasi nuo anglies dioksido absorbavimo iki deguonies ir vandens išstūmimo. Anglies dioksidas atmosferoje yra dėl gyvūnų iškvėpimo kvėpavimo metu, taip pat dėl irstančių organinių medžiagų.
Gliukozės gaminimas
Kai visi reikalingi ingredientai bus paruošti, augalas suplėšys dalį vandens, kurį jis absorbavo per šaknis, ir anglies dioksidą, kurį jis paėmė iš atmosferos. Cheminių reakcijų serija ir saulės energija išardo molekules. Kita cheminių reakcijų serija, vėl panaudojant saulės energiją, gautus atomus vėl surenka į gliukozės molekules. Augalas kaupia didžiąją dalį šio paprasto cukraus augimui ir šiek tiek sunaudoja fotosintezės metu.
Kokiam procesui ląstelės naudoja deguonį?
Deguonis yra šalutinis fotosintezės produktas. Augalui nereikia deguonies molekulių, todėl jos išstumiamos per stomas. Augalų išmetamas deguonis patenka į orą, kad jį įkvėptų gyvūnai ir aerobinės bakterijos.
Gyvūnų ląstelės naudoja deguonį procesui, vadinamam oksidacija. Oksidacija yra gyvybiškai svarbi skaidant maisto molekules, norint išgauti gliukozės molekules. Tada organizmas naudoja gliukozę kaip energijos šaltinį kritiniams medžiagų apykaitos procesams, kurie skatina kūną.
Smagūs augalų eksperimentai, kuriuos galima išbandyti namuose
Norėdami pamatyti, kaip augalai gamina deguonį, paimkite žalią augalo lapą, padėkite jį į stiklinę vandens ir palikite saulei porai valandų. Grįžę pamatysite, kad ant lapo ir aplink stiklą susidarė nedideli oro burbuliukai. Norint gerai atrodyti, gali prireikti didinamojo stiklo.
