Sisu
- Fotosünteesi võrrand
- Fotosünteesi varased alged
- Miks on fotosüntees oluline?
- Taimede veenõuded
- Taimed ja vesi: seotud teadusprojektid
Fotosüntees on imeline ja samas lihtne keemiline reaktsioon, mis toimub siis, kui taimed kasutavad päikesepaistet, vett ja süsinikdioksiidi energiast pakatavate toidumolekulide valmistamiseks. Taimed tõmbavad juurtest vett ja neelavad atmosfääri süsihappegaasi molekule, et koguda glükoosi (suhkru) sünteesiks vajalikke koostisosi.
Vesi (H2O) molekulid lõhestavad ja annetavad süsinikdioksiidi molekulidele elektrone, kuna päikese valgusenergia muundub fotosünteesi käigus glükoosi (suhkru) keemilisteks sidemeteks.
Fotosünteesi võrrand
Glükoosiretsept sisaldab kuut molekuli vett (H2O) pluss kuus süsinikdioksiidi (CO2) pluss kokkupuude päikesevalgusega. Heledates lainetes olevad footonid algatavad rakus keemilise reaktsiooni, mis lõhub vee ja süsinikdioksiidi molekulide sidemed ja reorganiseerib need reagendid glükoosiks ja hapnikuks - kõrvalsaaduseks.
Fotosünteesi valemit väljendatakse tavaliselt võrrandina:
6H2O + 6CO2 + päikesevalgus → C6H12O6 + 6O2
Fotosünteesi varased alged
Ligi 3,5 miljardit aastat tagasi muutsid sinivetikad maailma käiku oma fotosünteesi võimega, et muuta valgusenergia ja anorgaanilised ained toidu keemiliseks energiaks. Vastavalt Ajakiri Quanta, arhailised mikroorganismid lõid planeeditingimused, mis põhjustasid erinevate taimede kaskaadi, millel oli ühine võime fotosünteesida ja hapnikku vabastada.
Ehkki üksikasju alles uuritakse ja vaieldakse, näib fotosünteesi keskuste kohanemine varases elujärgus, näiteks üherakuliste taimede ja vetikate evolutsioon.
Miks on fotosüntees oluline?
Fotosüntees on tasakaalustatud ökosüsteemi elu ja jätkusuutlikkuse jaoks hädavajalik. Fotosünteetilised organismid asuvad toiduvõrgu põhjas, see tähendab, et nad toodavad otseselt või kaudselt taimtoidulistele, kõigesööjatele, sekundaarsetele ja kolmandatele tarbijatele ning tipukiskjatele toitu. Kui veemolekulid fotosünteetilise reaktsiooni käigus lõhenevad, moodustuvad hapniku molekulid, mis eralduvad vette ja õhku.
Ilma hapnikuta poleks elu olemas nagu praegu.
Lisaks on fotosünteesil süsinikdioksiidi vajumisel oluline roll. Süsinikdioksiidi süsivesikuteks muundamise protsessi nimetatakse süsiniku fikseerimiseks. Kui süsinikupõhised elusorganismid surevad, võivad nende maetud jäänused kokku suruda ja muutuda aja jooksul fossiilkütuseks.
Taimede veenõuded
Vesi aitab toitu ja toitaineid rakkudes ja kudede vahel transportida, et toita kõiki elava taime osi. Rakkude suured vaakumid sisaldavad vett, mis tugevdab varsi, kindlustab rakuseina ja hõlbustab lehtede osmoosi.
Meristeemi diferentseerimata rakud ei saaks õigesti spetsialiseeruda lehtedele, õitsengule või vartele, kui koe rakud on halvasti dehüdreeritud. Kui veevajadus on rahuldamata, varred ja lehed tilguvad ning fotosüntees aeglustub.
Taimed ja vesi: seotud teadusprojektid
Taimede ja veenõuete tundmaõppimisest huvitatud õpilased võivad katsetada idandatud oaseemnetega. Laima oad ja naturaalsed oad kasvavad kiiresti, mis teeb neist hästi sobivad söödakultuuride teadusprojekti või klassiruumi tutvustamiseks. Õpetajad saavad seemneid istutada umbes nädal enne õpilaste katsetamist, et teha kindlaks, millised keskkonnategurid, näiteks piisav vesi, mõjutavad taimede kasvu.
Näiteks võiks teadusklass kahe nädala jooksul või kauem jätkata kasvu, joota ja mõõta akna kõrval viit või enamat ubade võrset. Võrdluseks võiksid nad võrsete eksperimentaalsetes rühmades kasutusele võtta muutujad ja töötada välja hüpoteesi. Suurema proovi suuruse saamiseks soovitatakse katserühmi, mis koosnevad viiest või enamast taimest.
Näiteks: