Ο τύπος της φωτοσύνθεσης εξηγείται

Το φόρμουλα φωτοσύνθεσης εξηγεί τον τρόπο με τον οποίο τα φυτά λαμβάνουν ενέργεια από τον ήλιο και τα χρησιμοποιούν για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε μόρια απαραίτητα για την ανάπτυξή τους,.

Εδώ, τα στοιχεία που παρεμβαίνουν αρχικά είναι το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό, τα οποία στη συνέχεια μετατρέπονται σε γλυκόζη και οξυγόνο.

Αυτή η διαδικασία απαιτεί τη διεξαγωγή πολλαπλών χημικών αντιδράσεων, επομένως, μπορεί να εκφραστεί στον ακόλουθο χημικό τύπο:

6 CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Αυτός ο μετασχηματισμός λαμβάνει χώρα λόγω της επίπτωσης του ηλιακού φωτός, το οποίο επιτρέπει στο φυτό να μετατρέψει το διοξείδιο του άνθρακα και νερό στις θρεπτικές ουσίες που απαιτούνται (γλυκόζη) και οξυγόνου που απελευθερώνεται ως απόβλητα.

Με τη σειρά τους, τα χημικά στοιχεία δείχνονται στον τύπο της φωτοσύνθεσης και έξω από φυτικά κύτταρα με μια διαδικασία διάχυσης, γνωστή ως όσμωση, η οποία επιτρέπει στο φυτό να λάβει το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα και την απελευθέρωση τότε οξυγόνο στο ίδιο.

Όπως και οι ενώσεις του αέρα απορροφώνται και απελευθερώνονται μέσω της διαδικασίας της όσμωσης. Το φως του ήλιου συλλαμβάνεται χάρη στην παρουσία πράσινης χημικής ουσίας που ονομάζεται χλωροφύλλη (BBC, 2014).

Χημική εξίσωση φωτοσύνθεσης

Η χημική εξίσωση φωτοσύνθεσης μπορεί να διαβαστεί ως εξής:

Διοξείδιο του άνθρακα + Νερό (+ Ηλιακό φως) → Γλυκόζη + Οξυγόνο

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτή η μετάβαση είναι δυνατή μόνο χάρη στην επίπτωση του ηλιακού φωτός, που περιλαμβάνεται στον τύπο με αυτόν τον τρόπο, δεδομένου ότι δεν συνιστά ουσία καθαυτή.

Από την άλλη πλευρά, ο τρόπος για να διατυπώσει χημικά αυτή την εξίσωση θα ήταν μέσω της ακόλουθης ισορροπίας:

6 CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Όπου CO2 = διοξείδιο του άνθρακα. H2O = Νερό. C6H12O6 = Γλυκόζη. O2 = οξυγόνο (Helmenstine, 2017).

Διαδικασία γλυκόζης

Η γλυκόζη σχηματίζεται από το μείγμα ατόμων άνθρακα, υδρογόνου και οξυγόνου. Μόλις κατασκευαστεί μέσω της διαδικασίας φωτοσύνθεσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τρεις διαφορετικούς τρόπους:

1 - Μπορεί να μετατραπεί σε χημικές ουσίες που απαιτούνται για την ανάπτυξη των φυτικών κυττάρων, όπως η κυτταρίνη.

2 - Μπορεί να μετατραπεί σε άμυλο, ένα μόριο αποθήκευσης που έχει την ικανότητα να μετατραπεί ξανά σε γλυκόζη, σε περίπτωση που το φυτό το έχει ανάγκη.

3 - Μπορεί να αποσυντεθεί κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αναπνοής, απελευθερώνοντας την ενέργεια που αποθηκεύεται στα μόρια της.

Χημικές ενώσεις

Τα φυτά πρέπει να πάρουν πολλά χημικά στοιχεία για να παραμείνουν ζωντανοί και υγιείς. Οι σημαντικότεροι είναι ο άνθρακας, το υδρογόνο και το οξυγόνο (Nirvana, 2017).

Το υδρογόνο και το οξυγόνο λαμβάνονται από το νερό και το έδαφος, από την άλλη πλευρά, ο άνθρακας και το οξυγόνο λαμβάνονται από διοξείδιο του άνθρακα και οξυγόνο που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα.

Το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση τροφίμων κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης. Το οξυγόνο είναι απαραίτητο για να απελευθερώσει την ενέργεια του φαγητού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αναπνοής των φυτών.

Εκτός από αυτά τα τρία βασικά στοιχεία που αναφέρονται στον τύπο της φωτοσύνθεσης, υπάρχουν και άλλες ορυκτές ενώσεις που όλα τα φυτά πρέπει να αναπτυχθούν με υγιεινό τρόπο.

Αυτά απορροφώνται από τις ρίζες ως ιόντα διαλυμένα στο νερό του εδάφους. Δύο από αυτά τα ανόργανα ιόντα είναι νιτρικά και μαγνήσιο.

Τα νιτρικά είναι απαραίτητα για την παρασκευή αμινοξέων κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Τα αμινοξέα, με τη σειρά τους, είναι αυτά που επιτρέπουν την παραγωγή πρωτεϊνών. Από την πλευρά του, το μαγνήσιο είναι απαραίτητο για την παραγωγή χλωροφύλλης (Veloz, 2017).

Τα φυτά των οποίων τα φύλλα μετατρέπονται σε διαφορετικά χρώματα σε πράσινο, περνούν πιθανώς από ένα στάδιο ανεπάρκειας ορυκτών και η διαδικασία της φωτοσύνθεσης δεν θα μεταφερθεί με επιτυχία.

Κύτταρα των φύλλων

Τα φυτά, όπως όλα τα ζωντανά όντα στον κόσμο, πρέπει να τρέφονται. Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιούν τη φωτοσύνθεση για να μετατρέψει χημικές ενώσεις όπως διοξείδιο του άνθρακα και νερό στην γλυκόζη που χρειάζονται για να έχουν τους κύτταρα αναπτυχθούν και να εξελιχθούν.

Ομοίως, αυτή η διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι δυνατή μόνο χάρη στη δράση των κυττάρων που βρίσκονται στα φύλλα των φυτών, όταν μια ουσία που ονομάζεται χλωροφύλλη επιτρέπει την ενέργεια του ήλιου αποθηκεύεται και χρησιμοποιείται για να μετασχηματίσει χημικές ενώσεις από τον αέρα.

Η χλωροφύλλη είναι πλούσια σε χλωροπλάστες και ένζυμα που επιτρέπουν στα κύτταρα των φύλλων να αντιδράσουν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φωτοσύνθεσης (Matalone, 2017).

Μέρη της κυψέλης

Το κύτταρο αποτελείται από πολλαπλά τμήματα που παίζουν βασικό ρόλο στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Μερικά από αυτά τα μέρη είναι τα εξής:

• Οι χλωροπλάστες: περιέχουν την χλωροφύλλη και τα απαραίτητα ένζυμα για τη χημική αντίδραση της φωτοσύνθεσης.

• Πυρήνας: περιέχει DNA με τη γενετική πληροφορία του φυτού που χρησιμοποιείται από τα ένζυμα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φωτοσύνθεσης.

• Κυτταρική μεμβράνη: είναι το διαπερατό φράγμα που ρυθμίζει τη διέλευση αερίων και νερού τόσο για να εισέλθει όσο και για να βγει από το κελί.

• Vacuola: επιτρέπει στην κυψέλη να παραμείνει σταθερή.

• Κυτταρόπλασμα: ο τόπος παραγωγής ορισμένων ενζύμων και πρωτεϊνών κατά τη διάρκεια της χημικής διαδικασίας φωτοσύνθεσης.

Παράγοντες που περιορίζουν τη φωτοσύνθεση

Υπάρχουν τρεις παράγοντες που μπορούν να περιορίσουν τη χημική αντίδραση της φωτοσύνθεσης: την ένταση του φωτός, τη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα και τη θερμοκρασία.

Ένταση του φωτός

Όταν δεν υπάρχει αρκετό φως, ένα φυτό δεν μπορεί να πραγματοποιήσει αποτελεσματικά τη διαδικασία φωτοσύνθεσης, δεν έχει σημασία ότι υπάρχει αρκετό νερό και διοξείδιο του άνθρακα στο περιβάλλον.

Επομένως, η αύξηση της έντασης του φωτός θα αυξήσει αμέσως την ταχύτητα της διαδικασίας φωτοσύνθεσης.

Συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα

Μερικές φορές η χημική διαδικασία της φωτοσύνθεσης περιορίζεται από τη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα. Ακόμα κι αν υπάρχει πολύ ηλιακό φως και νερό, ένα φυτό δεν μπορεί να πραγματοποιήσει φωτοσύνθεση χωρίς να υπάρχει αρκετός διοξείδιο του άνθρακα στον αέρα.

Θερμοκρασία

Όταν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, η φωτοσύνθεση γίνεται πιο αργά. Με τον ίδιο τρόπο, τα φυτά δεν μπορούν να πραγματοποιήσουν φωτοσύνθεση όταν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή.

Αναφορές

1. (2014). Επιστήμη Ανακτήθηκε από το πώς τα φυτά κάνουν φαγητό: bbc.co.uk.
2. Helmenstine, Α. Μ. (Ferbuary 13, 2017). ThoughtCo. Ανακτήθηκε από την ισορροπημένη χημική εξίσωση για τη φωτοσύνθεση; thoughtco.com.
3. Matalone, S. (2017). com. Ανακτήθηκε από ισορροπημένη χημική εξίσωση για τη φωτοσύνθεση: study.com.
4. (2017). Εκπαίδευση φωτοσύνθεσης. Ανακτήθηκε από τη φωτοσύνθεση για παιδιά: photosynthesiseducation.com.
5. Veloz, L. (24 Απριλίου 2017). Sciencing. Ανακτήθηκε από ποια είναι τα αντιδραστήρια της φωτοσύνθεσης; sciencing.com.