Skābeklis ir blakusprodukts, kas izdalās, augiem iesaistoties fotosintēzē - procesā, ko viņi izmanto savas pārtikas ražošanai. Ķīmiskie notikumi, kas notiek fotosintēzes laikā, ir sarežģīti. Rezultāts ir tāds, ka sešas oglekļa dioksīda molekulas un sešas ūdens molekulas kļūst par sešām glikozes molekulām un sešām skābekļa molekulām. Vārds "fotosintēze" nozīmē "padarīt lietas ar gaismu".
Gaisa nozīme augiem un dzīvniekiem
Bez skābekļa, slāpekļa, oglekļa dioksīda un citu mikroelementu īpašajām ķīmiskajām attiecībām, kas veido gaisa augus un dzīvniekus uz Zemes, nekas nebūtu dzīvs, kā mēs to zinām. Fotosintēzes rezultātā dzīvnieki dzīvo simbiotiskās attiecībās ar visu augu dzīvi uz Zemes. Augiem ir nepieciešams, lai oglekļa dioksīds izdzītu dzīvniekus, bet dzīvniekiem - skābekļa augi.
Gaiss ir tik būtisks dzīvībai uz Zemes, ka, pētot skābekļa fotosintēzes evolūciju, Vudsards Fišers un līdzdalībnieki var identificēt galvenos notikumus mūsu planētas vēsturē, piemēram, kad zilaļģes un augi ir pirmie radās. Diezgan forši vai ne?
Ūdens un barības vielas
Augu saknes absorbē ūdeni un dažas barības vielas no zemes. Ūdens virzās uz augšu pa ksilēmu, kas ir specializēti audi auga iekšpusē. Ūdens ir nepieciešams kā līdzeklis, lai transportētu vitāli svarīgas barības vielas visā augā, un tas kļūst par ķīmijas reducētāju, kas notiek fotosintēzes procesā. Augs izmanto ūdeni, lai noārdītu oglekļa dioksīda molekulas, pirms tās var no jauna salikt cukura vielā, ko augs izmanto kā uzkrāto enerģiju.
Saules enerģija
Fotoni saules gaismā nodrošina enerģiju, kas nepieciešama fotosintēzei. Augs uztver šos fotonus ar gaismu absorbējošiem pigmentiem, piemēram, hlorofilu un karotinoīdiem. Šie pigmenti ir atbildīgi arī par zaļajām lapām uz augiem. Hlorofils un karotinoīdi efektīvi neuzsūc zaļo vai dzelteno gaismu no krāsu spektra. Rezultātā šīs krāsas atstarojas prom no lapām, padarot tās mūsu acīm zaļas.
Oglekļa dioksīds
Augi absorbē oglekļa dioksīdu no gaisa caur niecīgām atverēm, kuras augu epidermā vai ārējā audu slānī sauc par stomātiem. Šīs mikroskopiskās stomātu poras atveras un aizveras, kad auga vajadzības mainās no oglekļa dioksīda absorbcijas uz skābekļa un ūdens izvadīšanu. Oglekļa dioksīds atmosfērā atrodas no dzīvnieku izelpošanas elpošanas laikā, kā arī no sabrukušas organiskās vielas.
Glikozes pagatavošana
Kad visas nepieciešamās sastāvdaļas ir ievietotas, augs saplēš daļu ūdens, ko tas ir absorbējis caur saknēm, un oglekļa dioksīdu, ko tas ir uzņēmis no atmosfēras. Ķīmisko reakciju virkne un saules enerģija izjauc molekulas. Vēl viena ķīmisko reakciju sērija, atkal izmantojot saules enerģiju, radušos atomus savāc glikozes molekulās. Augs uzglabā lielāko daļu šī vienkāršā cukura augšanai un nedaudz patērē fotosintēzes laikā.
Kādam procesam šūnas izmanto skābekli?
Skābeklis ir fotosintēzes blakusprodukts. Augam nav vajadzīgas skābekļa molekulas, tāpēc tās tiek izvadītas caur stomātiem. Augu izstumtais skābeklis nonāk gaisā, lai to varētu ieelpot dzīvnieki un aerobās baktērijas.
Dzīvnieku šūnas izmanto skābekli procesam, ko sauc par oksidāciju. Oksidēšana ir vitāli nepieciešama pārtikas molekulu sadalīšanai, lai iegūtu glikozes molekulas. Pēc tam ķermenis izmanto glikozi kā enerģijas avotu kritiskiem vielmaiņas procesiem, kas baro ķermeni.
Jautri augu eksperimenti, kurus izmēģināt mājās
Lai redzētu, kā augi ražo skābekli, izvēlieties no auga zaļu lapu, ievietojiet to glāzē ūdens un atstājiet to pāris stundas saulē. Atgriežoties, jūs redzēsiet, ka uz lapas un ap stiklu ir izveidojušies mazi gaisa burbuļi. Lai iegūtu labu izskatu, jums var būt nepieciešams palielināms stikls.
