Зміст
- Рівняння фотосинтезу
- Ранні зародження фотосинтезу
- Чому важливий фотосинтез?
- Вимоги до води рослин
- Рослини та вода: супутні наукові проекти
Фотосинтез - це дивовижна і в той же час проста хімічна реакція, яка виникає, коли рослини використовують сонячне світло, воду і вуглекислий газ для отримання енергетичних молекул їжі. Рослини витягують воду з коріння і поглинають молекули атмосферного вуглекислого газу, щоб зібрати необхідні інгредієнти для синтезу глюкози (цукру).
Вода (Н2O) молекули розщеплюються і дарують електрони молекулам вуглекислого газу, оскільки енергія світла від сонця перетворюється в хімічні зв’язки глюкози (цукру) під час фотосинтезу.
Рівняння фотосинтезу
Рецепт глюкози - шість молекул води (Н2O) плюс шість молекул вуглекислого газу (CO)2) плюс потрапляння сонячних променів. Фотони на світлових хвилях ініціюють хімічну реакцію в клітині, яка розриває зв’язки молекул води та вуглекислого газу і реорганізує ці реактиви в глюкозу та кисень - побічний продукт.
Формула фотосинтезу зазвичай виражається рівнянням:
6Н2O + 6CO2 + сонячне світло → C6Н12О6 + 6О2
Ранні зародження фотосинтезу
Майже 3,5 мільярда років тому ціанобактерії змінили хід світу своєю фотосинтетичною силою для перетворення світлової енергії та неорганічних речовин у хімічну енергію для їжі. Згідно з Журнал Quanta, архаїчні мікроорганізми створили планетарні умови, що породили каскад різноманітних рослин із загальною здатністю фотосинтезувати та виділяти кисень.
Хоча деталі ще вивчаються та обговорюються, адаптація фотосинтетичних центрів у ранніх життєвих формах, таких як одноклітинні рослини та водорості, як видається, почала стрибкову еволюцію.
Чому важливий фотосинтез?
Фотосинтез важливий для життєдіяльності та стійкості в збалансованій екосистемі. Фотосинтетичні організми знаходяться в нижній частині харчової павутини, тобто вони прямо чи опосередковано виробляють харчову енергію для травоїдних, всеїдних, вторинних та третинних споживачів та верхівкових хижаків. Коли молекули води розщеплюються під час фотосинтетичної реакції, молекули кисню утворюються і вивільняються у воду та повітря.
Без кисню життя не існувало б, як сьогодні.
Крім того, фотосинтез відіграє життєво важливу роль у зануренні вуглекислого газу. Процес перетворення вуглекислого газу у вуглеводи називається фіксацією вуглецю. Коли живі організми на основі вуглецю гинуть, їх поховані залишки можуть стискатися і з часом перетворюватися на викопне паливо.
Вимоги до води рослин
Вода допомагає транспортувати їжу та поживні речовини всередині клітин і між тканинами, щоб забезпечити живлення всіма частинами живої рослини. Великі вакуолі всередині клітин містять воду, що зміцнює стебло, зміцнює клітинну стінку і полегшує осмос у листках.
Недиференційовані клітини меристеми не могли належним чином спеціалізуватися на листках, квітках або стеблах, якщо клітини в тканині були сильно зневоднені. Стебла та листя обсипаються, коли потреби у воді не задовольняються, а фотосинтез сповільнюється.
Рослини та вода: супутні наукові проекти
Студенти, зацікавлені дізнатися більше про рослини та потреби у воді, можуть насолоджуватися експериментами з пророщеними насінням квасолі. Боби Ліма та квасоля швидко ростуть, що робить їх добре придатними для наукових проектів з живильних рослин або демонстрації в класі. Вчителі можуть висаджувати насіння приблизно за тиждень до того, як студенти почнуть експериментувати, щоб визначити, які фактори навколишнього середовища, такі як достатня вода, впливають на ріст рослин.
Наприклад, науковий клас може продовжувати вирощувати, поливати та вимірювати п’ять і більше паростків квасолі біля вікна протягом двох тижнів і довше. Для порівняння вони могли ввести змінні в експериментальні групи паростків і виробити гіпотезу. Експериментальні групи з п'яти і більше рослин рекомендуються для більшого розміру вибірки.
Наприклад: