Фотосинтеза је чудесна, а опет једноставна хемијска реакција која се дешава када биљке користе сунчеву светлост, воду и угљен-диоксид за стварање енергетски упакованих молекула хране. Биљке извлаче воду из корена и апсорбују молекуле атмосферског угљен-диоксида како би сакупиле потребне састојке за синтезу глукозе (шећера).
Вода (Х.2О) молекули цепају и донирају електроне молекулима угљен-диоксида док се светлосна енергија сунца претвара у хемијске везе глукозе (шећера) током фотосинтезе.
Једначина фотосинтезе
Рецепт за глукозу је шест молекула воде (Х2О) плус шест молекула угљен-диоксида (ЦО2) плус излагање сунчевој светлости. Фотони у светлосним таласима покрећу хемијску реакцију у ћелији која прекида везе молекула воде и угљен-диоксида и реорганизује ове реактанте у глукозу и кисеоник - нуспроизвод.
Формула за фотосинтеза обично се изражава као једначина:
6Х2О + 6ЦО2 + сунчева светлост → Ц.6Х.12О.6 + 6О2
Рано порекло фотосинтезе
Пре скоро 3,5 милијарде година, цијанобактерије су промениле ток света својом фотосинтетском снагом да претворе светлосну енергију и неорганске супстанце у хемијску енергију за храну. Према
Куанта Магазине, архаични микроорганизми створили су планетарне услове који су створили каскаду различитих биљака са заједничком способношћу фотосинтезе и ослобађања кисеоника.Иако се детаљи још увек проучавају и расправљају, чини се да је адаптација фотосинтетских центара у раним животним облицима као што су једноћелијске биљке и алге започела еволуцију.
Зашто је фотосинтеза важна?
Фотосинтеза је од суштинског значаја за живот и одрживост уравнотеженог екосистема. Фотосинтетски организми су на дну прехрамбена мрежа, што значи да директно или индиректно производе храну за биљоједе, свеједе, секундарне и терцијарне потрошаче и вршне предаторе. Када се молекули воде раздвоје током фотосинтетске реакције, молекули кисеоника настају и пуштају се у воду и ваздух.
Без кисеоника живот не би постојао као данас.
Даље, фотосинтеза игра виталну улогу у потапању угљен-диоксида. Процес претварања угљен-диоксида у угљене хидрате назива се фиксација угљеника. Када живи организми на бази угљеника умру, њихови закопани остаци могу се стиснути и временом се окренути фосилно гориво.
Потребе воде за биљкама
Вода помаже у транспорту хране и хранљивих састојака унутар ћелија и између ткива како би обезбедила храну за све делове живе биљке. Велики вакуоле унутар ћелија садржи воду која јача стабљику, ојачава ћелијски зид и олакшава осмозу у лишћу.
Недиференциране ћелије у меристему не могу се правилно специјализовати за лишће, цветове или стабљике ако су ћелије у ткиву биле лоше дехидриране. Стабљике и лишће се спуштају када су потребе за водом незадовољене, а фотосинтеза успорава.
Биљке и вода: сродни научни пројекти
Студенти заинтересовани да сазнају више о биљкама и потребама воде могу уживати у експериментисању са проклијалим семеном пасуља. Лима и пасуљ брзо расту, што их чини погодним за храњење биљни научни пројекат или демонстрација у учионици. Наставници могу да посаде семе отприлике недељу дана пре него што ученици почну да експериментишу како би утврдили који фактори околине, попут адекватне воде, утичу на раст биљака.
На пример, час науке могао би да настави да расте, заливајући и мерећи пет или више клица пасуља поред прозора две недеље или дуже. Ради поређења, могли би да уведу променљиве у експерименталне групе клица и развију хипотезу. За већу величину узорка препоручују се експерименталне групе од пет или више биљака.
На пример:
- Експериментална група 1: Задржите воду да бисте видели колико брзо дехидратација утиче на раст клица пасуља.
- Експериментална група 2: Ставите папирну врећу преко клица пасуља како бисте посматрали како слабо осветљење може утицати на фотосинтезу и производњу хлорофила.
- Експериментална група 3: Обмотајте пластичне вреће за сендвиче око клица пасуља како бисте проучавали ефекте поремећене размене гасова.
- Експериментална група 4: Клице пасуља стављајте сваке вечери у фрижидер да бисте видели како хладније температуре могу утицати на раст.