เนื้อหา
- สมการสังเคราะห์แสง
- ต้นกำเนิดของการสังเคราะห์ด้วยแสง
- ทำไมการสังเคราะห์ด้วยแสงจึงมีความสำคัญ?
- ความต้องการน้ำของพืช
- พืชและน้ำ: โครงงานวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง
การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นปฏิกิริยาทางเคมีมหัศจรรย์ที่เกิดขึ้นเมื่อพืชใช้แสงแดดน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างโมเลกุลอาหารที่บรรจุพลังงาน พืชดึงน้ำออกจากรากและดูดซับโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพื่อรวบรวมส่วนผสมที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์น้ำตาลกลูโคส (น้ำตาล)
น้ำ (H2O) โมเลกุลแยกและบริจาคอิเล็กตรอนเป็นโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์เนื่องจากพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์ถูกแปลงเป็นพันธะเคมีของกลูโคส (น้ำตาล) ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง
สมการสังเคราะห์แสง
สูตรสำหรับกลูโคสคือน้ำหกโมเลกุล (H2O) บวกหกโมเลกุลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) บวกกับแสงแดด โฟตอนในคลื่นแสงเริ่มต้นปฏิกิริยาทางเคมีในเซลล์ที่ทำลายพันธะของโมเลกุลน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์และปรับโครงสร้างสารตั้งต้นให้เป็นกลูโคสและออกซิเจนซึ่งเป็นผลพลอยได้
สูตรการสังเคราะห์แสงมักแสดงเป็นสมการ:
6H2O + 6CO2 + แสงแดด→ค6H12O6 + 6O2
ต้นกำเนิดของการสังเคราะห์ด้วยแสง
เกือบ 3.5 พันล้านปีก่อนไซยาโนแบคทีเรียเปลี่ยนเส้นทางของโลกด้วยพลังการสังเคราะห์แสงเพื่อแปลงพลังงานแสงและสารอนินทรีย์ให้เป็นพลังงานเคมีสำหรับอาหาร ตามที่ นิตยสาร Quantaจุลชีพโบราณสร้างเงื่อนไขดาวเคราะห์ที่ก่อให้เกิดน้ำตกที่หลากหลายของพืชที่มีความสามารถในการสังเคราะห์แสงและปล่อยออกซิเจนร่วมกัน
แม้ว่ารายละเอียดยังคงอยู่ในระหว่างการศึกษาและถกเถียงกันการปรับตัวของศูนย์สังเคราะห์แสงในรูปแบบของชีวิตในวัยเด็กเช่นพืชที่มีเซลล์เดียวและสาหร่ายดูเหมือนจะมีวิวัฒนาการที่เริ่มกระโดด
ทำไมการสังเคราะห์ด้วยแสงจึงมีความสำคัญ?
การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับชีวิตและความยั่งยืนในระบบนิเวศที่สมดุล สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงอยู่ที่ด้านล่างสุดของใยอาหารหมายถึงพวกมันผลิตพลังงานอาหารโดยตรงหรือโดยอ้อมสำหรับพืชผักสัตว์กินเนื้อสัตว์สัตว์กินพืชอาหารสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิดรองและผู้บริโภคระดับตติยภูมิ เมื่อโมเลกุลของน้ำแตกตัวในระหว่างปฏิกิริยาสังเคราะห์แสงโมเลกุลออกซิเจนจะถูกก่อตัวและปล่อยออกสู่น้ำและอากาศ
หากปราศจากออกซิเจนชีวิตก็คงไม่มีอยู่เหมือนทุกวันนี้
นอกจากนี้การสังเคราะห์ด้วยแสงยังมีบทบาทสำคัญในการลดคาร์บอนไดออกไซด์ กระบวนการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นคาร์โบไฮเดรตเรียกว่าการตรึงคาร์บอน เมื่อสิ่งมีชีวิตบนพื้นฐานคาร์บอนตายลงซากที่ฝังอยู่ของพวกมันจะถูกบีบอัดและกลายเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลเมื่อเวลาผ่านไป
ความต้องการน้ำของพืช
น้ำช่วยในการขนส่งอาหารและสารอาหารภายในเซลล์และระหว่างเนื้อเยื่อเพื่อให้การบำรุงแก่ส่วนต่าง ๆ ของพืชมีชีวิต vacuoles ขนาดใหญ่ภายในเซลล์ประกอบด้วยน้ำที่ช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งของลำต้นเสริมผนังเซลล์และอำนวยความสะดวกในการออสโมซิในใบ
เซลล์ที่ไม่ได้แยกความแตกต่างในเนื้อเยื่ออาจไม่สามารถแยกออกเป็นใบบุปผาหรือลำต้นได้หากเซลล์ในเนื้อเยื่อขาดน้ำ ลำต้นและใบเหี่ยวเฉาเมื่อความต้องการน้ำไม่แน่นอนและการสังเคราะห์ด้วยแสงจะช้าลง
พืชและน้ำ: โครงงานวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง
นักเรียนที่สนใจเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับพืชและความต้องการน้ำอาจสนุกกับการทดลองกับเมล็ดถั่วงอก เมล็ดถั่วลิมาและถั่วเสาเติบโตอย่างรวดเร็วซึ่งทำให้เหมาะสำหรับโครงการวิทยาศาสตร์พืชอาหารหรือการสาธิตในชั้นเรียน ครูสามารถปลูกเมล็ดพันธุ์ได้ประมาณหนึ่งสัปดาห์ก่อนที่นักเรียนจะเริ่มทำการทดลองเพื่อกำหนดปัจจัยทางสภาพแวดล้อมเช่นน้ำที่เพียงพอและมีอิทธิพลต่อการเจริญเติบโตของพืช
ตัวอย่างเช่นชั้นเรียนวิทยาศาสตร์สามารถเติบโตต่อไปรดน้ำและวัดถั่วงอกห้าใบหรือมากกว่าถัดจากหน้าต่างเป็นเวลาสองสัปดาห์หรือนานกว่านั้น เพื่อจุดประสงค์ในการเปรียบเทียบพวกเขาสามารถแนะนำตัวแปรในกลุ่มทดลองของถั่วงอกและพัฒนาสมมติฐาน แนะนำให้ใช้กลุ่มทดลองห้าต้นขึ้นไปสำหรับกลุ่มตัวอย่างที่มีขนาดใหญ่ขึ้น
ตัวอย่างเช่น: