Inhoud
- Fotosynthesevergelijking
- Vroege oorsprong van fotosynthese
- Waarom is fotosynthese belangrijk?
- Waterbehoeften van planten
- Planten en water: gerelateerde wetenschapsprojecten
Fotosynthese is een wonderlijke en toch eenvoudige chemische reactie die optreedt wanneer planten zonlicht, water en koolstofdioxide gebruiken om energievolle voedselmoleculen te maken. Planten halen water uit hun wortels en absorberen moleculen atmosferisch koolstofdioxide om de nodige ingrediënten te verzamelen voor het synthetiseren van glucose (suiker).
Water (H2O) moleculen splitsen en geven elektronen af aan koolstofdioxide-moleculen terwijl lichtenergie van de zon tijdens de fotosynthese wordt omgezet in de chemische bindingen van glucose (suiker).
Fotosynthesevergelijking
Het recept voor glucose is zes moleculen water (H2O) plus zes moleculen koolstofdioxide (CO2) plus blootstelling aan zonlicht. Fotonen in lichtgolven initiëren een chemische reactie in de cel die de bindingen van water en koolstofdioxidemoleculen verbreekt en deze reactanten reorganiseert in glucose en zuurstof - een bijproduct.
De formule voor fotosynthese wordt meestal uitgedrukt als een vergelijking:
6H2O + 6CO2 + zonlicht → C6H12O6 + 6O2
Vroege oorsprong van fotosynthese
Bijna 3,5 miljard jaar geleden veranderden cyanobacteriën de loop van de wereld met hun fotosynthetische kracht om lichtenergie en anorganische stoffen om te zetten in chemische energie voor voedsel. Volgens Quanta Magazine, archaïsche micro-organismen creëerden de planetaire omstandigheden die aanleiding gaven tot een cascade van diverse planten met een gedeeld vermogen om fotosynthetiseren en zuurstof vrij te geven.
Hoewel de details nog steeds worden bestudeerd en besproken, lijkt aanpassing van fotosynthetische centra in vroege levensvormen zoals eencellige planten en algen een snelle start te hebben gemaakt.
Waarom is fotosynthese belangrijk?
Fotosynthese is essentieel voor het leven en duurzaamheid in een uitgebalanceerd ecosysteem. Fotosynthetische organismen staan onderaan het voedselweb, wat betekent dat ze direct of indirect voedselenergie produceren voor herbivoren, omnivoren, secundaire en tertiaire consumenten en toproofdieren. Wanneer watermoleculen splitsen tijdens de fotosynthetische reactie, worden zuurstofmoleculen gevormd en vrijgegeven in het water en de lucht.
Zonder zuurstof zou het leven niet bestaan zoals vandaag.
Verder speelt fotosynthese een vitale rol bij het zinken van koolstofdioxide. Het proces van het omzetten van koolstofdioxide in koolhydraten wordt koolstoffixatie genoemd. Wanneer op koolstof gebaseerde levende organismen sterven, kunnen hun begraven resten worden samengedrukt en na verloop van tijd veranderen in fossiele brandstoffen.
Waterbehoeften van planten
Water helpt voedsel en voedingsstoffen te transporteren in cellen en tussen weefsels om alle delen van een levende plant te voeden. Grote vacuolen in cellen bevatten water dat de stengel versterkt, de celwand versterkt en osmose in bladeren vergemakkelijkt.
Niet-gedifferentieerde cellen in het meristeem konden zich niet goed specialiseren in bladeren, bloemen of stengels als cellen in het weefsel ernstig waren uitgedroogd. Stengels en bladeren hangen wanneer niet aan de waterbehoeften wordt voldaan en de fotosynthese vertraagt.
Planten en water: gerelateerde wetenschapsprojecten
Studenten die geïnteresseerd zijn in meer informatie over planten en waterbehoeften, kunnen genieten van het experimenteren met gekiemde bonenzaden. Lima bonen en poolbonen groeien snel, waardoor ze zeer geschikt zijn voor een wetenschapsproject voor voedselplanten of een demonstratie in de klas. Leraren kunnen de zaden ongeveer een week planten voordat studenten beginnen te experimenteren om te bepalen welke omgevingsfactoren, zoals voldoende water, de plantengroei beïnvloeden.
Een wetenschapsles kan bijvoorbeeld gedurende twee weken of langer vijf, of meer taugé naast een raam blijven groeien, water geven en meten. Ter vergelijking kunnen ze variabelen in experimentele groepen spruiten introduceren en een hypothese ontwikkelen. Voor een grotere steekproef worden experimentele groepen van vijf of meer planten aanbevolen.
Bijvoorbeeld: