Hoe maken planten zuurstof?

Zuurstof is een bijproduct dat vrijkomt wanneer planten aan fotosynthese deelnemen, het proces dat ze gebruiken om hun eigen voedsel te produceren. De chemische gebeurtenissen die plaatsvinden tijdens fotosynthese zijn complex. Het resultaat is dat zes koolstofdioxidemoleculen en zes watermoleculen zes glucosemoleculen en zes zuurstofmoleculen worden. Het woord 'fotosynthese' betekent 'dingen maken met licht'.

Zonder de specifieke chemische verhoudingen van zuurstof, stikstof, kooldioxide en andere sporengassen die de lucht vormen die planten en dieren op aarde nodig hebben, zou niets leven zoals wij het kennen. Als resultaat van fotosynthese leven dieren in een symbiotische relatie met al het plantenleven op aarde. Planten hebben de kooldioxide nodig die dieren uitstoten, terwijl dieren de zuurstof nodig hebben die planten produceren.

Lucht is zo essentieel voor het leven op aarde dat Woodward Fischer, door de evolutie van zuurstofische fotosynthese te bestuderen, en medewerkers kunnen belangrijke gebeurtenissen in de geschiedenis van onze planeet identificeren, zoals wanneer cyanobacteriën en planten eerst ontstond. Best wel cool toch?

Plantenwortels nemen water en sommige voedingsstoffen op uit de grond. Water beweegt de plant omhoog door het xyleem, een gespecialiseerd weefsel in de plant. Water is nodig om vitale voedingsstoffen door de plant te transporteren en het wordt een reductiemiddel voor de chemie die optreedt tijdens het fotosyntheseproces. De plant gebruikt water om koolstofdioxidemoleculen af ​​te breken voordat ze weer kunnen worden samengevoegd tot de suikersubstantie die de plant als opgeslagen energie gebruikt.

Fotonen in zonlicht leveren de energie die nodig is om fotosynthese te laten plaatsvinden. De plant vangt deze fotonen op met lichtabsorberende pigmenten, zoals chlorofyl en carotenoïden. Deze pigmenten zijn ook verantwoordelijk voor de groene bladeren op planten. Chlorofyl en carotenoïden absorberen groen of geel licht uit het kleurenspectrum niet effectief. Als gevolg hiervan reflecteren deze kleuren weg van de bladeren, waardoor ze in onze ogen groen lijken.

Planten absorberen koolstofdioxide uit de lucht via kleine openingen, huidmondjes genoemd in de opperhuid of buitenste weefsellaag van de plant. Deze microscopisch kleine huidmondjes gaan open en dicht als de behoeften van de plant veranderen van het opnemen van kooldioxide naar het uitstoten van zuurstof en water. Kooldioxide is in de atmosfeer aanwezig door uitademing van dieren tijdens de ademhaling, evenals door rottend organisch materiaal.

Zodra alle benodigde ingrediënten op hun plaats zijn, scheurt de plant een deel van het water dat het via de wortels heeft opgenomen en de koolstofdioxide die het uit de atmosfeer heeft opgenomen. Een reeks chemische reacties en de energie van de zon demonteert de moleculen. Een andere reeks chemische reacties, waarbij wederom gebruik wordt gemaakt van de energie van de zon, assembleert de resulterende atomen tot glucosemoleculen. De plant slaat het grootste deel van deze eenvoudige suiker op voor de groei en verbruikt een beetje tijdens de fotosynthese.

Zuurstof is een bijproduct van fotosynthese. De plant heeft de zuurstofmoleculen niet nodig, dus worden ze via de huidmondjes uitgestoten. Zuurstof die door planten wordt uitgestoten, komt in de lucht om te worden ingeademd door dieren en aerobe bacteriën.

Dierlijke cellen gebruiken zuurstof voor een proces dat oxidatie wordt genoemd. Oxidatie is van vitaal belang voor het afbreken van voedselmoleculen om glucosemoleculen te extraheren. Het lichaam gebruikt vervolgens glucose als energiebron voor kritieke metabolische processen die het lichaam van brandstof voorzien.

Om planten die zuurstof maken in actie te zien, pluk je een groen blad van een plant, plaats je het in een glas water en laat je het een paar uur in de zon liggen. Als je terugkomt, zul je zien dat er luchtbelletjes zijn gevormd op het blad en rond het glas. Mogelijk hebt u een vergrootglas nodig om goed te kunnen kijken.