Dlaczego rośliny potrzebują wody do fotosyntezy?

Fotosynteza to cudowna, a jednocześnie prosta reakcja chemiczna, która zachodzi, gdy rośliny wykorzystują światło słoneczne, wodę i dwutlenek węgla do wytwarzania pełnych energii cząsteczek żywności. Rośliny pobierają wodę z korzeni i absorbują cząsteczki atmosferycznego dwutlenku węgla, aby zebrać niezbędne składniki do syntezy glukozy (cukru).

Woda (H₂O) cząsteczki rozdzielają i oddają elektrony cząsteczkom dwutlenku węgla, ponieważ energia światła słonecznego jest przekształcana w wiązania chemiczne glukozy (cukru) podczas fotosyntezy.

Przepis na glukozę to sześć cząsteczek wody (H₂O) plus sześć cząsteczek dwutlenku węgla (CO₂) plus ekspozycja na światło słoneczne. Fotony w falach świetlnych inicjują reakcję chemiczną w komórce, która rozrywa wiązania cząsteczek wody i dwutlenku węgla i reorganizuje te reagenty w glukozę i tlen – produkt uboczny.

Wzór na fotosynteza jest powszechnie wyrażany jako równanie:

6H₂O + 6 CO₂ + światło słoneczne → C₆H₁₂O₆ + 60₂

Prawie 3,5 miliarda lat temu sinice zmieniły bieg świata dzięki swojej mocy fotosyntetycznej do przekształcania energii świetlnej i substancji nieorganicznych w energię chemiczną dla żywności. Według Magazyn Quanta, archaiczne mikroorganizmy stworzyły warunki planetarne, które dały początek kaskadzie różnorodnych roślin o wspólnej zdolności do fotosyntezy i uwalniania tlenu.

Chociaż szczegóły są nadal badane i dyskutowane, wydaje się, że adaptacja centrów fotosyntezy we wczesnych formach życia, takich jak rośliny jednokomórkowe i glony, zapoczątkowała ewolucję.

Fotosynteza jest niezbędna do życia i zrównoważonego rozwoju w zrównoważonym ekosystemie. Organizmy fotosyntetyczne znajdują się na dnie sieć żywności, co oznacza, że ​​bezpośrednio lub pośrednio wytwarzają energię pokarmową dla roślinożerców, wszystkożernych, drugo- i trzeciorzędnych konsumentów oraz drapieżników wierzchołkowych. Kiedy cząsteczki wody rozpadają się podczas reakcji fotosyntezy, powstają cząsteczki tlenu i są uwalniane do wody i powietrza.

Bez tlenu życie nie istniałoby tak jak dzisiaj.

Ponadto fotosynteza odgrywa istotną rolę w obniżaniu dwutlenku węgla. Proces przekształcania dwutlenku węgla w węglowodany nazywa się wiązaniem węgla. Kiedy żyjące organizmy oparte na węglu umierają, ich zakopane szczątki mogą zostać skompresowane, a z czasem przemienić się w paliwo kopalne.

Woda pomaga transportować żywność i składniki odżywcze w komórkach i między tkankami, aby zapewnić pożywienie wszystkim częściom żywej rośliny. Duży wakuole w komórkach zawiera wodę, która wzmacnia łodygę, wzmacnia ścianę komórkową i ułatwia osmozę w liściach.

Niezróżnicowane komórki w merystemie nie mogłyby właściwie specjalizować się w liście, kwiaty lub łodygi, jeśli komórki w tkance byłyby mocno odwodnione. Łodygi i liście opadają, gdy zapotrzebowanie na wodę nie jest zaspokojone, a fotosynteza spowalnia.

Uczniowie zainteresowani dodatkowymi informacjami na temat roślin i wymagań wodnych mogą eksperymentować z kiełkowymi nasionami fasoli. Fasola lima i fasola szparagowa szybko rosną, dzięki czemu świetnie nadają się do karmienia projekt naukowy o roślinach lub pokaz w klasie. Nauczyciele mogą zasadzić nasiona na około tydzień przed rozpoczęciem eksperymentów przez uczniów, aby określić, które czynniki środowiskowe, takie jak odpowiednia ilość wody, wpływają na wzrost roślin.

Na przykład lekcja nauk ścisłych może kontynuować uprawę, podlewanie i mierzenie pięciu lub więcej kiełków fasoli przy oknie przez dwa tygodnie lub dłużej. W celach porównawczych mogliby wprowadzić zmienne w eksperymentalnych grupach kiełków i postawić hipotezę. W przypadku większej próbki zaleca się eksperymentalne grupy składające się z pięciu lub więcej roślin.

Na przykład:

• Grupa eksperymentalna 1: Wstrzymaj wodę, aby zobaczyć, jak szybko odwodnienie wpływa na wzrost kiełków fasoli.

• Grupa eksperymentalna 2: Umieść papierową torbę na kiełkach fasoli, aby zaobserwować, jak słabe światło może wpływać na fotosyntezę i produkcję chlorofilu.

• Grupa eksperymentalna 3: Owiń kiełki fasoli plastikowymi torebkami kanapkowymi, aby zbadać skutki zaburzonej wymiany gazów.
  

• Grupa eksperymentalna 4: Każdego wieczoru umieszczaj kiełki fasoli w lodówce, aby zobaczyć, jak niższe temperatury mogą wpływać na wzrost.