Inhalt
- Photosynthesegleichung
- Frühe Ursprünge der Photosynthese
- Warum ist die Photosynthese wichtig?
- Wasserbedarf von Pflanzen
- Pflanzen und Wasser: Verwandte wissenschaftliche Projekte
Die Photosynthese ist eine wundersame und doch einfache chemische Reaktion, die auftritt, wenn Pflanzen Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid verwenden, um energiegeladene Lebensmittelmoleküle herzustellen. Pflanzen ziehen Wasser aus ihren Wurzeln und absorbieren Moleküle des atmosphärischen Kohlendioxids, um die notwendigen Zutaten für die Synthese von Glucose (Zucker) zu sammeln.
Wasser (H2O) Moleküle spalten sich auf und geben Elektronen an Kohlendioxidmoleküle ab, während Lichtenergie von der Sonne während der Photosynthese in die chemischen Bindungen von Glucose (Zucker) umgewandelt wird.
Photosynthesegleichung
Das Rezept für Glukose besteht aus sechs Molekülen Wasser (H2O) plus sechs Moleküle Kohlendioxid (CO2) plus Sonneneinstrahlung. Photonen in Lichtwellen lösen in der Zelle eine chemische Reaktion aus, die die Bindungen von Wasser und Kohlendioxidmolekülen aufbricht und diese Reaktanten in Glukose und Sauerstoff umwandelt - ein Nebenprodukt.
Die Formel für die Photosynthese wird üblicherweise als Gleichung ausgedrückt:
6H2O + 6CO2 + Sonnenlicht → C6H12O6 + 6O2
Frühe Ursprünge der Photosynthese
Vor fast 3,5 Milliarden Jahren veränderten Cyanobakterien mit ihrer photosynthetischen Kraft den Lauf der Welt, um Lichtenergie und anorganische Substanzen in chemische Energie für Lebensmittel umzuwandeln. Gemäß Quanta Magazinearchaische mikroorganismen schufen die planetaren bedingungen, die eine kaskade verschiedener pflanzen mit der gemeinsamen fähigkeit zur photosynthese und sauerstoffabgabe entstehen ließen.
Obwohl die Details noch untersucht und diskutiert werden, scheint die Anpassung von Photosynthesezentren in frühen Lebensformen wie einzelligen Pflanzen und Algen eine rasante Entwicklung zu haben.
Warum ist die Photosynthese wichtig?
Die Photosynthese ist für das Leben und die Nachhaltigkeit in einem ausgewogenen Ökosystem von wesentlicher Bedeutung. Photosynthetische Organismen befinden sich am Ende des Nahrungsnetzes, dh sie produzieren direkt oder indirekt Nahrungsenergie für Pflanzenfresser, Allesfresser, sekundäre und tertiäre Verbraucher und Raubtiere. Wenn sich Wassermoleküle während der Photosynthesereaktion aufspalten, werden Sauerstoffmoleküle gebildet und an Wasser und Luft abgegeben.
Ohne Sauerstoff würde das Leben nicht so existieren wie heute.
Darüber hinaus spielt die Photosynthese eine entscheidende Rolle bei der Abscheidung von Kohlendioxid. Der Prozess der Umwandlung von Kohlendioxid in Kohlenhydrate wird als Kohlenstofffixierung bezeichnet. Wenn lebende Organismen auf Kohlenstoffbasis sterben, können ihre vergrabenen Überreste komprimiert werden und im Laufe der Zeit zu fossilen Brennstoffen werden.
Wasserbedarf von Pflanzen
Wasser hilft beim Transport von Nahrungsmitteln und Nährstoffen in Zellen und zwischen Geweben, um alle Teile einer lebenden Pflanze mit Nährstoffen zu versorgen. Große Vakuolen in den Zellen enthalten Wasser, das den Stamm stärkt, die Zellwand stärkt und die Osmose in den Blättern fördert.
Undifferenzierte Zellen im Meristem konnten sich nicht richtig auf Blätter, Blüten oder Stängel spezialisieren, wenn die Zellen im Gewebe stark dehydriert waren. Stängel und Blätter hängen herab, wenn der Wasserbedarf nicht gedeckt ist und die Photosynthese verlangsamt wird.
Pflanzen und Wasser: Verwandte wissenschaftliche Projekte
Schüler, die mehr über Pflanzen und den Wasserbedarf erfahren möchten, können gerne mit gekeimten Bohnensamen experimentieren. Limabohnen und Stangenbohnen wachsen schnell und eignen sich daher gut für ein wissenschaftliches Projekt mit Fütterungspflanzen oder für eine Vorführung im Klassenzimmer. Die Lehrer können die Samen ungefähr eine Woche vor Beginn der Experimente pflanzen, um festzustellen, welche Umweltfaktoren, wie z. B. ausreichendes Wasser, das Pflanzenwachstum beeinflussen.
Zum Beispiel könnte ein naturwissenschaftlicher Kurs zwei Wochen oder länger neben einem Fenster weiter wachsen, gießen und fünf oder mehr Sojabohnensprossen messen. Zu Vergleichszwecken könnten sie Variablen in experimentelle Gruppen von Sprossen einführen und eine Hypothese entwickeln. Für eine größere Stichprobe werden Versuchsgruppen von fünf oder mehr Pflanzen empfohlen.
Zum Beispiel: