Fotosüntees, kõige olulisem reaktsioon Maal, on protsess, mille käigus taimed toodavad toitu. Fotosünteesi reaktsioon hõlmab süsinikdioksiidi, vett ja päikeseenergiat. Fotosünteesi ja selle vaste, hingamise mõistmine on elu ja atmosfääri tasakaalu mõistmise võti.
1
Arutage, kuidas taimed toodavad hapnikku. Fotosüntees on protsess, mille käigus taimed muudavad päikeseenergia keemiliseks energiaks. Selle muundamise jaoks kasutatud reaktsioonide seeria (mida nimetatakse ühiselt fotosünteesiks) tekitab molekulaarse hapniku O2. See hapnik, mis on oluline kogu muu planeedi elu jaoks, eraldub atmosfääri. Kui õpetate lapsi, võite selle kokkuvõtteks öelda, et taimed võtavad süsinikdioksiidi, mida me välja hingame, ja muudavad selle hapnikuks.
2
Pange tähele, et taimed toodavad süsivesikuid. Süsivesikud on molekulid, mis koosnevad peamiselt süsinikust ja vesinikust. Taimed kasutavad neid päikeselt kogutud energia salvestamiseks. Fotosünteesi käigus võtab taim oma keskkonnast süsihappegaasi, CO2 ja vett, H2O, et tekitada süsivesikuid energia salvestamiseks. Taim ei kasuta süsivesikuid mitte ainult energia salvestamiseks, vaid see energia kandub üle loomadele, kes tarbivad taime. toit.Laste jaoks võite selgitada, et taimed toodavad suhkruid ja tärklisi päikesevalgusest, veest ja süsinikdioksiidist.
3
Mainige, et fotosüntees toimub enamasti taimedes. Kui fotosünteesi viivad läbi mõned teised organismid, kasutavad seda protsessi peamiselt taimed. Isegi lihasööjad taimed (nt veenuskärbsepüünis) saavad energiat fotosünteesist ja kasutavad oma saaki rakkude ehitamiseks vajalike materjalide (nt valgud, lämmastik jne) kogumiseks. On oluline, et inimene, kes püüab fotosünteesi mõista, hoiaks protsessi perspektiivis nii, et taimed ja mõned organismid, näiteks teatud bakterid, toodavad energiat. Väikesed lapsed seostavad fotosünteesi tavaliselt ainult taimedega. Mainige teisi eluvorme ainult siis, kui laps on piisavalt vana, et teada saada, mis need on.
4
Lagundada kloroplastid. Kloroplast on taimerakkudes olev organell, mis võimaldab toimuda fotosünteesi. Fotosünteesi valgusest sõltuv faas kasutab päikeseenergiat energiat salvestavate molekulide loomiseks, mida on hiljem fotosünteesiprotsessis vaja. See on võimalik tänu kloroplastides sisalduvale ainele, mida nimetatakse klorofülliks, mis neelab päikesest elektromagnetilist energiat (valguse kujul). Klorofülli on kohane mainida lastele, kuid jätke see väga elementaarne. Võite märkida, et klorofüll neelab päikesest energiat.
5
Arutlege kahe fotosüsteemi üle. Valgussõltuvad reaktsioonid toimuvad kahes faasis. Esiteks lõhustab valgusega aktiveeritud fotosüsteem II veemolekulid. See loob molekulaarse hapniku, O2 ja H+ ioonide (tuntud ka kui prootonid). Mõnda prootonit kasutatakse adenosiindifosfaadist (ADP) adenosiintrifosfaadi (ATP) moodustamiseks. Ülejäänud prootonid kantakse fotosüsteemist II fotosüsteemi I ja seal kasutatakse neid nikotiinamiidadeniindinukleotiidfosfaadi ioonide (NADP+) muundamiseks nikotiinamiidadeniindinukleotiidfosfaadiks (NADPH). Kui õpetate lastele fotosünteesi, võiksite selgitada, et päikest kasutatakse veemolekulide jagamiseks hapniku- ja vesiniku molekulideks.
6
Teadke valgusest sõltuvate reaktsioonide saadusi. Valgussõltuvate reaktsioonide põhiproduktid on hapnik, ATP ja NADPH. Hapnik vabaneb atmosfääri, samas kui taim kasutab ATP-d ja NADPH-d fotosünteesi järgmises faasis valgusest sõltumatuteks reaktsioonideks (tuntud ka kui Calvini tsükkel). Fotosünteesi valgusest sõltuvas faasis ei toodeta süsivesikuid.
7
Tunnistage, et valgusest sõltuvate reaktsioonide saadused põhjustavad valgusest sõltumatuid reaktsioone. ATP on molekul, mida kasutatakse energia salvestamiseks ja vahetamiseks. NADPH on elektronide transportimiseks kasutatav molekul. Mõlemat on vaja fotosünteesi valgusest sõltumatus faasis, et anda energiat süsiniku sidumiseks. Valgusest sõltumatuid reaktsioone saab taim läbi viia valguses või pimedas, samas kui valgusest sõltuvad reaktsioonid võivad toimuda ainult valguses. .
8
Selgitage süsiniku sidumist. Süsiniku sidumine on protsess, mille käigus süsinikuaatomid või süsinikupõhised molekulid seotakse (või fikseeritakse) teiste süsinikuaatomite või molekulidega. Sel viisil toodetakse süsivesikuid, nagu glükoos. See protsess nõuab palju energiat, mida varustavad ATP ja NADPH. Võite noortele õppijatele öelda, et taim “kleepub süsinikdioksiidist kokku” süsinikdioksiidiga.
9
Näidake valgusest sõltumatute reaktsioonide saadusi. Valgusest sõltumatud reaktsioonid on fotosünteesi reaktsioonide viimane komplekt. Süsiniku sidumise kaudu toodetakse glütseraldehüüd-3-fosfaati (G3P). G3P on väike süsivesik, mida saab muundada pikemateks süsivesikuteks nagu sahharoos või tärklis. Taim kasutab sahharoosi energia saamiseks. Tärklist talletatakse kloroplastides energiavaruna.