§ 16. Фотосинтез



1. Какие вещества входят в состав растений?

В состав растений входят вода, минеральные и органические вещества.

2. Какие органические вещества вы знаете?

Углеводы, белки, липиды.

3. Какое вещество придаёт листьям зелёную окраску?

Зелёную окраску листьям придаёт хлорофилл.

Вопросы

1. Какие условия необходимы для образования крахмала в листе?

Для образования крахмала в листе необходим свет, углекислый газ и вода.

2. Какой опыт можно провести, чтобы доказать, что для образования крахмала в листьях необходим свет?

Возьмём какое-нибудь комнатное растение, например примулу или герань (пеларгонию), поместим его на трое суток в тёмный шкаф, чтобы произошёл отток питательных веществ из листьев. Вырежем на конверте из чёрной бумаги какую-либо фигуру или слово, например «свет». Через трое суток вынем растение из шкафа и поместим в этот конверт один из листьев. Затем поставим растение на солнечный свет или под электрическую лампочку. Через 8—10 часов лист срежем. Снимем бумагу. Опустим лист в кипящую воду, а затем на несколько минут в горячий спирт, в котором хлорофилл хорошо растворяется. Когда спирт окрасится в зелёный цвет, а лист обесцветится, промоем его водой, расправим на тарелке и обольём слабым раствором йода. На обесцвеченном листе появятся синие буквы. Буквы появятся в той части листа, на которую падал свет. Значит, в освещённой части листа образовался крахмал.

3. Почему раствор йода не окрашивает в синий цвет белую каёмку листа герани окаймлённой?

Органические вещества образуются только в клетках с хлоропластами.

4. Из каких веществ образуется сахар в зелёных листьях растений?

Сахар в зелёных листьях растений образуется из углекислого газа и воды.

5. Какой опыт показывает, что наземные растения на свету поглощают углекислый газ и выделяют кислород?

Возьмём две большие стеклянные банки и опустим в них стаканы с водой, в которые поставлены веточки с зелёными листьями какого-нибудь растения или небольшие комнатные растения в цветочном горшке. Наполним банки углекислым газом и плотно закроем, чтобы не проникал воздух. Первую банку выставим на яркий свет, вторую оставим в темноте, например поставим в тёмный шкаф.

Через сутки откроем банки и опустим в них горящие лучинки. В первой банке лучинка не гаснет, а продолжает ярко гореть. Значит, в этой банке появился газ, поддерживающий горение – кислород. Зелёные листья растения поглотили значительную часть углекислого газа и выделили некоторое количество кислорода.

Опущенная во вторую банку горящая лучинка потухнет. Значит, в этой ёмкости нет кислорода, поддерживающего горение. Следовательно, зелёные растения выделяют кислород только на свету.

Подумайте

1. Можно ли утверждать, что строение листа приспособлено к осуществлению фотосинтеза?

Лист приспособлен для поглощения солнечного света.

Большое отношение площади листа к объёму – максимальное улавливания света и эффективный газообмен. Листовая пластинка расположена под прямым углом.

Устьица позволяют осуществлять газообмен. Замыкающие клетки регулируют открывание устьиц (открыты только на свету).

Клетки паренхимы содержат хлоропласты, осуществляющие фотосинтез. Хлорофилл способствует улавливанию света. Хлоропласты располагаются в большей степени в верхней части листа – максимальное улавливание света. Хлоропласты обладают фототаксисом (перемещаются в клетке по направлению к свету).

Проводящая система листа учувствует в транспорте воды, необходимой для фотосинтеза, также в транспорте продуктов фотосинтеза.

2. Как вы думаете, выделяют ли кислород водные растения?

Водные растения в ходе фотосинтеза они не только образуют органические вещества, но и выделяют в окружающую среду кислород, который аэрирует воду и используется для дыхания рыбами и другими обитателями водоемов.

Задания

Составьте план параграфа.

1. Понятие фотосинтеза

2. Условия, необходимые для фотосинтеза

3. Продукты фотосинтеза

4. Вывод о питании растений

Задания для любознательных

1. Попробуйте получить какое-либо изображение на листе примулы, пеларгонии или другого комнатного растения, воспользовавшись описанием опыта в этом параграфе.

2. Соберите прибор, показанный на рисунке 70. В банку налейте воду, насыщенную углекислым газом. Поставьте банку на яркий свет. Наблюдайте за выделением газа веточками элодеи. Когда газ полностью вытеснит воду из пробирки, убедитесь с помощью горящей лучинки, что этот газ — кислород. Сделайте вывод.

Водные растения в ходе фотосинтеза они не только образуют органические вещества, но и выделяют в окружающую среду кислород.

Задания

Изучив параграф учебника и дополнительный текст, подготовьте сообщение «Роль зелёных растений в обеспечении энергией живых организмов на нашей планете».

Сообщение

Роль зелёных растений в обеспечении энергией живых

организмов на нашей планете

Как известно, основным источником энергии на земле является солнце. Но люди и животные не способны напрямую использовать солнечную энергию, потому что в их организмах отсутствуют системы, с помощью которых энергия потреблялась бы в такой форме, как она есть. Поэтому солнечная энергия попадает в организм человека или животного в качестве полезной энергии только через вещества, производимые растениями.

Растения способны создавать из неорганических органические вещества, используя световую энергию. Этот процесс называется фотосинтезом (от греческих слов «фотос» —свет, «синтез» — соединение). Способность к фотосинтезу — важнейшее свойство зелёных растений. Это единственный на нашей планете процесс, связанный с превращением энергии солнечного света в энергию химических связей, заключенную в органических веществах. Поэтому фотосинтез — важнейший процесс, благодаря которому возможна жизнь на Земле.

Выдающийся русский ученый конца ХIХ – начала ХХ в. Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920) роль зеленых растений на Земле назвал космической. К.А. Тимирязев писал: «Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались, в растении ли, в животном или человеке, прошли через лист, произошли от веществ, выработанных листом. Вне листа или, вернее, вне хлорофиллового зерна в природе не существует лаборатории, где бы выделялось органическое вещество. Во всех других органах и организмах оно превращается, преобразуется, только здесь оно образуется вновь из вещества неорганического».

Кроме этого растения насыщают атмосферу Земли кислородом, который служит для окисления органических веществ и извлечения этим способом запасенной в них химической энергии аэробными клетками.

Ежегодно зелёные растения синтезируют большое количество органического вещества, поглощают около 600 млрд т углекислоты, выделяют в атмосферу 400 млрд т свободного кислорода. Благодаря фотосинтезу ежегодно запасается огромное количество преобразованной солнечной энергии.

Накопление энергии – очень важное для живой природы явление, обусловленное фотосинтезом зеленых растений. Органические вещества – отличный энергоноситель.

Созданные с участием хлорофилла и солнечного света углеводы, а также образованные в растениях белки и жиры содержат в себе много энергии. Особенно много ее в крахмале и различных сахарах.

Многие растения, такие как сахарный тростник, сахарная свекла, лук, горох, кукуруза, виноград, финик, запасают сахара в стеблях, корнях, луковицах, плодах и семенах. Именно сахара служат главным источником энергии для всех живых существ, так как легко могут стать одним из наиболее активных соединений в любой живой клетке. Постоянно поглощая энергию в виде солнечного излучения, растения ее накапливают. Из-за огромного количества зеленых растений на Земле энергии в биосфере становится все больше. Человек широко пользуется газом, нефтью, углем, дровами – все эго органические вещества, которые выделяют при сгорании энергию, некогда занесенную в зеленых растениях.

Можно сделать вывод, что существование растений играет очень важную и необходимую роль для выживания живых существ на земле. Поступившая из космоса энергия солнечных лучей, запасенная зелеными растениями в углеводах, жирах и белках, обеспечивает жизнедеятельность всего живого мира – от бактерий до человека.