Ako si rastliny vyrábajú kyslík?

Kyslík je vedľajší produkt uvoľňovaný, keď sa rastliny zúčastňujú fotosyntézy, čo je proces, ktorý používajú na výrobu vlastnej potravy. Chemické deje, ktoré sa vyskytujú počas fotosyntézy, sú zložité. Výsledkom je, že zo šiestich molekúl oxidu uhličitého a šiestich molekúl vody sa stane šesť molekúl glukózy a šesť molekúl kyslíka. Slovo „fotosyntéza“ znamená „výroba vecí pomocou svetla“.

Bez konkrétnych chemických pomerov kyslíka, dusíka, oxidu uhličitého a ďalších stopových plynov, ktoré tvoria vzdušné rastliny a zvieratá na Zemi, by nebolo nič živé, ako to poznáme. V dôsledku fotosyntézy žijú zvieratá v symbiotickom vzťahu so všetkým rastlinným životom na Zemi. Rastliny vyžadujú, aby zvieratá vylučovali oxid uhličitý, zatiaľ čo zvieratá vyžadujú kyslík, ktorý rastliny produkujú.

Vzduch je pre život na Zemi taký dôležitý, že študoval vývoj kyslíkovej fotosyntézy Woodward Fischer a spolupracovníci môžu identifikovať kľúčové udalosti v histórii našej planéty, napríklad keď sinice a rastliny najskôr vstal. Celkom v pohode, že?

Korene rastlín absorbujú vodu a niektoré živiny zo zeme. Voda posúva rastlinu nahor cez xylém, ktorý je špecializovaným tkanivom vo vnútri rastliny. Voda je potrebná ako prostriedok na prepravu dôležitých živín v celej rastline a stáva sa redukčným činidlom pre chémiu, ktorá sa vyskytuje počas procesu fotosyntézy. Rastlina využíva vodu na štiepenie molekúl oxidu uhličitého skôr, ako je možné ich znova zostaviť do cukrovej látky, ktorú rastlina používa ako akumulovanú energiu.

Fotóny na slnečnom svetle poskytujú energiu potrebnú na vznik fotosyntézy. Rastlina zachytáva tieto fotóny pigmentmi absorbujúcimi svetlo, ako sú chlorofyl a karotenoidy. Tieto pigmenty sú tiež zodpovedné za zelené listy rastlín. Chlorofyl a karotenoidy neabsorbujú účinne zelené alebo žlté svetlo z farebného spektra. Vo výsledku sa tieto farby odrážajú od listov, vďaka čomu vyzerajú pre naše oči zelené.

Rastliny absorbujú oxid uhličitý zo vzduchu cez malé otvory, ktoré sa nazývajú prieduchy v epidermis alebo vonkajšej vrstve tkaniva. Tieto mikroskopické póry prieduchov sa otvárajú a zatvárajú podľa toho, ako sa menia potreby rastlín z absorpcie oxidu uhličitého na vylučovanie kyslíka a vody. Oxid uhličitý je v atmosfére prítomný z výdychu zvierat počas dýchania, ako aj z rozpadajúcich sa organických látok.

Akonáhle sú všetky potrebné zložky na svojom mieste, rastlina roztrhá časť vody, ktorú absorbovala cez korene, a oxid uhličitý, ktorý prijala z atmosféry. Séria chemických reakcií a slnečnej energie rozkladá molekuly. Ďalšia séria chemických reakcií, opäť s využitím slnečnej energie, znovu zhromažďuje výsledné atómy na molekuly glukózy. Rastlina ukladá väčšinu tohto jednoduchého cukru na rast a trochu ho spotrebuje počas fotosyntézy.

Kyslík je vedľajším produktom fotosyntézy. Rastlina nepotrebuje molekuly kyslíka, takže sú vylučované cez prieduchy. Kyslík vypúšťaný rastlinami vstupuje do vzduchu, aby ho vdýchli zvieratá a aeróbne baktérie.

Živočíšne bunky používajú kyslík na proces nazývaný oxidácia. Oxidácia je nevyhnutná pre rozklad molekúl potravy na extrakciu molekúl glukózy. Telo potom využíva glukózu ako zdroj energie pre kritické metabolické procesy, ktoré organizmus poháňajú.

Ak chcete vidieť rastliny, ktoré vyrábajú kyslík v akcii, vybrali si z rastliny zelený list, umiestnite ho do pohára s vodou a nechajte ho niekoľko hodín na slnku. Po návrate uvidíte, že sa na liste a okolo pohára vytvorili malé vzduchové bubliny. Na zaistenie dobrého vzhľadu možno budete potrebovať zväčšovacie sklo.