Навіщо рослинам потрібна вода при фотосинтезі?

Фотосинтез - це дивовижна і в той же час проста хімічна реакція, яка виникає, коли рослини використовують сонячне світло, воду та вуглекислий газ для отримання енергетично навантажених молекул їжі. Рослини витягують воду з коренів і поглинають молекули вуглекислого газу в атмосфері, щоб зібрати необхідні інгредієнти для синтезу глюкози (цукру).

Вода (H₂О) молекули розщеплює і віддає електрони молекулам вуглекислого газу, коли світлова енергія від Сонця перетворюється в хімічні зв’язки глюкози (цукру) під час фотосинтезу.

Рецепт глюкози - шість молекул води (H₂O) плюс шість молекул вуглекислого газу (CO₂) плюс вплив сонячного світла. Фотони в світлих хвилях ініціюють хімічну реакцію в клітині, яка розриває зв’язки молекул води та вуглекислого газу і реорганізує ці реагенти в глюкозу та кисень - побічний продукт.

Формула для фотосинтез зазвичай виражається як рівняння:

6Н₂O + 6CO₂ + сонячне світло → C₆H₁₂О₆ + 6O₂

Близько 3,5 мільярда років тому ціанобактерії змінили світ шляхом своєї фотосинтетичної сили перетворювати світлову енергію та неорганічні речовини в хімічну енергію для їжі. Відповідно до

Хоча деталі все ще вивчаються та обговорюються, адаптація фотосинтетичних центрів у ранніх формах життя, таких як одноклітинні рослини та водорості, схоже, почала еволюцію.

Фотосинтез важливий для життя та стійкості в збалансованій екосистемі. Фотосинтетичні організми знаходяться на дні харчова павутина, тобто вони прямо чи опосередковано виробляють харчову енергію для травоїдних, всеїдних, вторинних та третинних споживачів та верхівкових хижаків. Коли молекули води розщеплюються під час реакції фотосинтезу, молекули кисню утворюються і виділяються у воду та повітря.

Без кисню життя не існувало б, як сьогодні.

Крім того, фотосинтез відіграє життєво важливу роль у поглинанні вуглекислого газу. Процес перетворення вуглекислого газу у вуглеводи називається вуглецевою фіксацією. Коли живі організми на основі вуглецю гинуть, їх поховані залишки можуть стискатися і з часом перетворюватися на викопного палива.

Вода допомагає транспортувати їжу та поживні речовини всередині клітин та між тканинами для забезпечення живлення всіх частин живої рослини. Великий вакуолі всередині клітин міститься вода, яка зміцнює стебло, зміцнює клітинну стінку та сприяє осмосу в листі.

Недиференційовані клітини меристеми не могли належним чином спеціалізуватися на листі, цвітінні або стеблах, якщо клітини в тканині були сильно зневоднені. Стебла та листя звисають, коли потреби у воді не задовольняються, а фотосинтез сповільнюється.

Студенти, зацікавлені дізнатись більше про рослини та потреби у воді, можуть насолоджуватися експериментами з пророслими насінням квасолі. Квасоля Ліма та квасоля швидко ростуть, що робить їх придатними для годування рослинний науковий проект або демонстрація в класі. Вчителі можуть посадити насіння приблизно за тиждень до того, як учні почнуть експериментувати, щоб визначити, які фактори навколишнього середовища, такі як достатня кількість води, впливають на ріст рослин.

Наприклад, науковий клас міг продовжувати вирощувати, поливати та вимірювати п’ять або більше паростків квасолі біля вікна протягом двох тижнів або довше. Для порівняння вони можуть вводити змінні в експериментальних групах паростків та розробляти гіпотезу. Для більшого обсягу вибірки рекомендуються експериментальні групи з п’яти або більше рослин.

Наприклад:

• Експериментальна група 1: Затримайте воду, щоб побачити, як швидко зневоднення вплине на зростання паростків квасолі.

• Експериментальна група 2: Покладіть паперовий пакет на паростки квасолі, щоб спостерігати, як слабке світло може вплинути на фотосинтез та вироблення хлорофілу.

• Експериментальна група 3: Оберніть пластикові пакети з сандвічами навколо паростків квасолі для вивчення наслідків порушеного обміну газів.
  

• Експериментальна група 4: Помістіть паростки квасолі в холодильник щовечора, щоб побачити, як холодніші температури можуть вплинути на ріст.