Hvordan dannes sukker ude i naturen?

Solen og fotosyntese

Solenergi er mere end du tror! Solen er afgørende for alt livs beståen her på Jorden.

Hvis Solen holdt op med at skinne, ville vi ikke få varme og lys; ingen planter ville kunne vokse. De meget gamle bondekulturer var klar over Solens betydning, og nu i moderne tid kan vi med fysik og kemi forklare nøjagtigt hvorfor.

Masse bliver til energi

Hvis Solen var kulfyret, ville en kulbunke på Jordens størrelse give energi til 18 minutter. Men Solen har en mere effektiv energikilde. Her bliver brint omdannet til helium. Dog således at lidt af brintens masse bliver til energi. Hver gang 1 kg brint omdannes til helium, bliver 7 gram omdannet til energi. 1000 g brint bliver til 993 g helium.

Denne kerneomdannelse kaldes for en fusion. Det ”smarte” ved denne proces er, at der ikke er nogle affaldsstoffer; det er nemlig problemet i atomkraftværker.

Fusionen afgiver godt nok radioaktiv stråling, men det beskytter jordens atmosfære imod. Processen sker i flere trin, men lidt kort kan siges, at . . .

4 brintkerner går sammen og danner
1 heliumkerne, 2 positroner og gammastråling.

Fusion sker ved højt tryk og høj temperatur. I Solens centrum er der ca. 15 mill. grader celcius. Solens overflade-temperatur er på omkring 6.000 gr Celsius og afgiver derfor en mængde lys/energi som elektromagnetisk stråling.

Fotosyntese — verdens største kemiske industri

Her på Jorden har vi glæde af solenergien på flere måder, men specielt i fotosyntesen og ilts kredsløb i naturen.

Mennesker og dyr bruger ilt. Vor udåndingsluft er iltfattig og indeholder kuldioxid, dvs. CO₂.

Naturen skaber balance i dette store forbrug af ilt ved, at de grønne planter kan omdanne kultveilten til ilt. Men denne kemiske proces kræver meget energi, nemlig solenergi. Lad os se på processen . . .

Udåndingsluft + vand + sol-energi   →  druesukker + ilt

Kuldioxid + vand + lys-energi   →  glucose + oxygen

6 CO₂ + 6 H₂O + energi   →  C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Kun planter med grønkorn kan udføre fotosyntesen, hvor solenergi omdannes til kemisk energi i druesukker. Sukkeret omdannes senere til stivelse.

Fotosyntesen: Vi ser en energiomsætning, hvor der indgår vand.

Fotosyntesen nedbryder kultveilte, og er ansvarlig for dannelsen af al organisk materiale (biomasse).

 

Solenergi, fotosyntese og kropsvarme

Energi fra Solen optages i planterne i forbindelse med fotosyntesen. Faktisk er der omdannet solenergi i SOLGRYN.

Baby, ung eller voksen? Vi kører alle på energi fra Solen. Hvordan?

Jo, når vi spiser f.eks. SOLGRYN får vi glæde af den energi, der er i maden.

Ude i cellerne forbrænder vi energien og danner kropsvarme.

Det er da smart, ikke?

Energiomsætning, trin for trin

Atomkraften i Solen bliver til varme, ca. 6.000 grader på overfladen. Den høje temperatur udsender lys, som transporterer energien ned til os.

De blå og røde lysbølger bruges i planternes grønkorn i forbindelse med fotosyntesen, og energien lagres som kemisk energi i sukkeret. Når vi spiser mad, omdanner vi den kemiske energi til varmeenergi.

Mad og energi

Druesukker hører til gruppen kulhydrater, som også indeholder stivelse og cellulose. Når vi spiser havregryn eller brød, så er det i egentlig sammensatte sukkermolekyler. Tygger man længe på brød, opløser mundens spyt stivelsen til sukker, og det smager sødere. Så sagt ganske kort: Vi får ingen mad uden solenergi.

Stofskiftet på celleplan

Når vi spiser havregryn, fordøjes de i mave/tarm og kommer ud i blodet som druesukker. Ude i hver eneste celle sker der en iltning af sukkeret, som giver kropsvarme, kuldioxid og vand. Altså: Vi ser en energiomsætning, hvor der indgår vand. Omkring 60% af menneskelegemets energiforbrug går til opvarmning; det er nemlig livsvigtigt for kroppens processer.

Vand og CO₂ ud af kroppen

Vi får vand ind i kroppen gennem det vi spiser og drikker. I forbindelse med stofskiftet på celleplan bliver der frigivet vand. Men hvor bliver det af? Der er 3 veje ud af kroppen:

Noget vand går via blodet tilbage til lungerne, således at vi har ca. 700g vand i vores udåndingsluft pr. døgn.

Noget vand udskilles som sved, ca. 1000-1400g pr. døgn afhængigt af aktivitetsniveau.

Noget af vandet går gennem nyrerne inden det forsvinder ud som urin. Mængden kan variere fra 800-2000g.

Kuldioxiden går med blodet tilbage til lungerne, 900-950g pr døgn.

Genbrug i naturen

Sammenligner vi formlen for fotosyntese og formlen for produktion af kropsvarme er faktisk den samme. Formlen genbruges baglæns:

• Fotosyntese den ene vej
• Stofskifte den anden vej

Fotosyntesen binder energi . . .
udåndingsluft + vand + sol-energi	→	druesukker + ilt
kuldioxid + vand + lys-energi	→	glucose + oxygen
6 CO2 + 6 H2O + energi	→	C6H12O6 + 6 O2
Stofskiftet afgiver energi . . .
druesukker + ilt	→	udåndingsluft + vand + energi
glucose + oxygen	→	kuldioxid + vand + energi
C6H12O6 + 6 O2	→	6 CO2 + 6 H2O + energi

Der er genbrug i naturen. Læg mærke til, at atomerne går heller ikke til grunde. Der er en stofbevarelse på begge sider af pilen ligningerne. Genbrug er naturens opfindelse - ikke kun moderne snak for miljøinteresserede.

 

Byg molekyler: Kuldioxid og vand

Vi kan vise, at der er kulstof i kuldioxid. Molekylet består af ét kulstof-atom og to ilt-atomer. Du kan se det i den lille fotoserie herunder. Prøv at lave det som et gruppearbejde på et bord, hvor I kan stå rundt omkring.

 

Næringsstoffer - hvad skal der til for at få en køn plante?

Druesukkeret er ikke nok til at få en plante til at vokse. Vigtigst er NPK-gødning, men også en række mineraler, nemlig makro og mikronæringsstofferne. Kulstof, ilt og brint udgør over 90 % af en plantes væv og dermed de vigtigste grundstoffer i forbindelse med opbygningen af organisk materiale.