Fotosinteza este o reacție chimică minunată și totuși simplă, care apare atunci când plantele folosesc lumina soarelui, apa și dioxidul de carbon pentru a produce molecule alimentare cu energie. Plantele scot apă din rădăcini și absorb molecule de dioxid de carbon atmosferic pentru a aduna ingredientele necesare pentru sintetizarea glucozei (zahărului).
Apă (H2O) molecule divizați și donați electroni moleculelor de dioxid de carbon pe măsură ce energia luminii provenite de la soare este transformată în legăturile chimice ale glucozei (zahărului) în timpul fotosintezei.
Ecuația fotosintezei
Rețeta pentru glucoză este de șase molecule de apă (H2O) plus șase molecule de dioxid de carbon (CO2) plus expunerea la lumina soarelui. Fotonii din undele de lumină inițiază o reacție chimică în celulă care rupe legăturile de apă și molecule de dioxid de carbon și reorganizează acești reactanți în glucoză și oxigen - un produs secundar.
Formula pentru fotosinteză este de obicei exprimat ca o ecuație:
6H2O + 6CO2 + lumina soarelui → C6H12O6 + 6O2
Primele origini ale fotosintezei
Cu aproape 3,5 miliarde de ani în urmă, cianobacteriile au schimbat cursul lumii cu puterea lor fotosintetică de a transforma energia luminii și substanțele anorganice în energie chimică pentru hrană. Conform Revista Quanta, microorganismele arhaice au creat condițiile planetare care au dat naștere unei cascade de diverse plante cu o capacitate comună de a fotosinteza și a elibera oxigen.
Deși detaliile sunt încă studiate și dezbătute, adaptarea centrelor fotosintetice în formele timpurii ale vieții, cum ar fi plantele unicelulare și algele, pare să aibă o evoluție inițială.
De ce este importantă fotosinteza?
Fotosinteza este esențială pentru viață și durabilitate într-un ecosistem echilibrat. Organismele fotosintetice se află în partea de jos a pânză alimentară, adică produc direct sau indirect energie alimentară pentru ierbivore, omnivori, consumatori secundari și terțiari și prădători apex. Când moleculele de apă se despart în timpul reacției fotosintetice, moleculele de oxigen sunt formate și eliberate în apă și aer.
Fără oxigen, viața nu ar exista așa cum există astăzi.
În plus, fotosinteza joacă un rol vital în scufundarea dioxidului de carbon. Procesul de conversie a dioxidului de carbon în carbohidrați se numește fixare a carbonului. Când organismele vii pe bază de carbon mor, rămășițele lor îngropate pot deveni comprimate și, în timp, se pot transforma în combustibil fosil.
Cerințe de apă ale plantelor
Apa ajută la transportul alimentelor și substanțelor nutritive în interiorul celulelor și între țesuturi pentru a oferi hrană tuturor părților unei plante vii. Mare vacuole în interiorul celulelor conține apă care întărește tulpina, întărește peretele celular și facilitează osmoza din frunze.
Celulele nediferențiate din meristem nu s-ar putea specializa în mod corespunzător în frunze, înfloriri sau tulpini dacă celulele din țesut au fost grav deshidratate. Tulpinile și frunzele cad atunci când nevoile de apă sunt nesatisfăcute, iar fotosinteza încetinește.
Plante și apă: proiecte științifice conexe
Studenții interesați să afle mai multe despre plantele și necesitățile de apă se pot bucura să experimenteze semințe de fasole încolțite. Fasolea Lima și fasolea crește rapid, ceea ce le face bine potrivite pentru hrănire proiectul științei plantelor sau demonstrație în clasă. Profesorii pot planta semințele cu aproximativ o săptămână înainte ca elevii să înceapă să experimenteze pentru a determina care factori de mediu, cum ar fi apa adecvată, influențează creșterea plantelor.
De exemplu, o clasă de știință ar putea continua să crească, udând și măsurând cinci sau mai mulți germeni de fasole lângă o fereastră timp de două săptămâni sau mai mult. În scopul comparației, ar putea introduce variabile în grupuri experimentale de germeni și să dezvolte o ipoteză. Grupurile experimentale de cinci sau mai multe plante sunt recomandate pentru o dimensiune mai mare a eșantionului.
De exemplu:
- Grupa experimentală 1: rețineți apa pentru a vedea cât de repede este afectată creșterea germenilor de fasole de deshidratare.
- Grupa experimentală 2: Așezați o pungă de hârtie peste mugurii de fasole pentru a observa cât de puțină lumină poate afecta fotosinteza și producția de clorofilă.
- Grupa de experiment 3: Înfășurați pungi de plastic pentru sandviș în jurul mugurilor de fasole pentru a studia efectele schimbului perturbat de gaze.
- Grupa experimentală 4: Așezați muguri de fasole în frigider în fiecare seară pentru a vedea cum temperaturile mai reci pot afecta creșterea.