Для чего необходим фотосинтез растениям: Значение фотосинтеза. Планетарная роль зелёных растений — урок. Биология, 6 класс.

Биология Фотосинтез

Материалы к уроку

• 33. Фотосинтез.pptx

  10.64 MBСкачать

• 33. Фотосинтез.docx

  34.91 KBСкачать

Конспект урока

Тема: Фотосинтез

Ход урока   

1. Организационный момент. Постановка целей урока

Мы требуем, чтобы по праву

И кусты, и деревья, и травы –

Бесценный дар кислородный –

Берёг и ценил человек.

2. Актуализация знаний

1. Скажите, этих веществ хватит для нормального роста и развития растений?

 (Нет)

2. А какие вещества еще нужны растениям?

 (Органические)

3. А какие вещества относятся к органическим?

 (Белки, жиры, углеводы)

4. А вы можете сказать, откуда растения берут эти вещества?

(Нет)

3. Изучение нового материала

Природа любит загадывать загадки. Вот обычный зелёный лист растения.

Что в нем интересного? Четыреста лет ученые изучают процессы в нем происходящие, и до сих пор не всё окончательно ясно. Что такое корень, каково его значение, понятно ещё со времен Аристотеля. А какова роль листа?

Сегодня на уроке мы с вами станем исследователями и  представим себя в лаборатории растения, где мы будем экспериментировать.

А исследовать сегодня мы будем листья – это своеобразные лаборатории, в которых на свету образуются органические вещества. Благодаря этому биологическому явлению существует всё живое на Земле. На сегодняшнем уроке нам предстоит раскрыть механизмы этого биологического процесса. И выяснить, что такое «фотосинтез».

Тема сегодняшнего урока: «Фотосинтез».

У растений существует два способа питания почвенное и воздушное. Почвенное осуществляется с помощью корня, а воздушное с помощью зеленых листьев. Воздушное питание это и есть фотосинтез.

На этом уроке я предлагаю совершить виртуальную экскурсию на фабрику «Зелёных растений». Но перед тем как посетить очередную лабораторию мы познакомимся с дирекцией этой фабрики. Это её первооткрыватели.  Первый директором фабрики это — Я. Гельмонт.

Ян Баптист ван Гельмонт – голландский учёный, который впервые проводил исследование как питаются растения.

Отправляемся к нему в  лабораторию. 

В глиняной кадке с почвой он выращивал иву, поливая её только дождевой водой. Опавшие листья собирал и взвешивал. Через 5 лет масса ивы вместе с опавшими листьями увеличилась на 77 кг, а масса почвы уменьшилась всего на 57 г.

Как вы думаете, за счёт чего выросло дерево?

Гельмонт не смог в своё время ответить правильно на этот вопрос, он считал, что растение питается водой. 

В следующующей лабораторию Джозефа Пристли.

Джозеф Пристли – английский ученый, родился в семье ткача. Он был хорошо образован для своего времени человеком, изучил 9 языков. Открыл явление фотосинтеза.

Учёный взял два стеклянных колпака, поместил под каждой по мыши. Со второй мышью он поместил растение с мятой. Что произошло через 5 часов? И почему?

К какому выводу пришёл учёный?

Предположительные ответы учащихся.

Пристли  так сказал, что растения «исправляют» воздух, т.е. поглощают углекислый газ, а выделяют кислород.

 Д.Пристли – открыл фотосинтез.

Руководитель следующей лабораторией Ю.Сакс — немецкий ботаник, он доказал, что зелёные растения не только выделяют кислород, но и создают органические вещества (крахмал), служащие пищей другим организмам.

Что же нас ждет в экспериментальном отделе?

Давайте попытаемся ответить на вопрос:

Где, из каких веществ, при каких условиях образуются органические вещества?

Если  поставить комнатное растение в тёмный шкаф на 3 дня, чтобы произошёл отток питательных веществ из листьев. На полоске чёрной бумаги вырезать фигурку- флажок. Через 3 суток вынуть  растение из шкафа и приколоть полоску  иголочками к листу. Затем растение поместить на свет на 10 часов, но при этом дополнительно включить светильник. Через 10 часов снять чёрную полоску, лист срезать и поместил на 1 минуту в кипящую воду, а затем в горячий спирт на 1 минуту, в котором хорошо растворился хлорофилл. Когда спирт окрасится в зелёный цвет, а лист обесцветился, его промыть водой и положить в чашку со слабым раствором йода. На листе станет проявляться фигурка флажка, окрашенная в синий цвет.

Почему флажок окрасился в синий цвет?

Крахмал окрашивается йодом в синий цвет.

Какой сделаем вывод по опыту Сакса?

Предположительные ответы учащихся.

Крахмал образовался в листьях на свету, а в темноте крахмал не образуется.

Сформулируем с вами определение фотосинтеза.

Фотосинтез – процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света. (от греч. «фото» — свет, «синтез» — образование).

4. Физкультурная минутка

Разомнёмся мы сейчас 

Руки резко разгибаем 

И обратно их сгибаем. 

Раз-два, раз-два, раз-два, раз, 

Разомнёмся мы сейчас. (Руки перед грудью, рывки руками.) 

Приседаем, раз-два-три, 

Не бездельничай, смотри. 

Продолжаем приседать, 

Раз-два-три-четыре-пять. (Приседания.) 

Шаг на месте. Ходим строем, 

Чтоб дыханье успокоить. (Ходьба на месте.) 

Хоть приятно разминаться, 

Вновь пора нам заниматься. (Дети садятся за парты.) 

Заключительная лаборатория нашей экскурсии занимается выяснением космической роли растений. А заведует этой лабораторией К.А.Тимирязев.

О роли фотосинтеза, более ста лет назад писал К. А. Тимирязев: “Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез… В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы… Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу”.

Значение фотосинтеза:

1. В результате фотосинтеза выделяется кислород для дыхания живых организмов.
2. Благодаря фотосинтезу постоянно образуются органические вещества для питания грибов, бактерий, животных и человека.
3. Из кислорода в атмосфере образуется защитный озоновый слой
4. Растения понижают в атмосфере содержание углекислого газа, предотвращая перегрев Земли.

Великий русский ученый ботаник К.А. Тимирязев называл зеленый лист великой фабрикой жизни. Сырьем для нее служит углекислый газ и вода, двигателем – свет. Зеленые растения, постоянно выделяя кислород, не дадут погибнуть человечеству. А мы, должны заботиться о чистоте воздуха.

5. Закрепление знаний

            Давайте посмотрим как вы усвоили новый материал, решим небольшой тест.

Тест по теме «Фотосинтез»

1. Фотосинтез происходит………

А. в устьицах

Б. в межклетниках

В. В хлоропластах

2. В процессе фотосинтеза происходит

А. поглощение кислорода и выделение углекислого газа

Б. поглощение углекислого газа и образование кислорода

3. Крахмал, образующийся в листьях в процессе фотосинтеза, нужен растению для …..

А. выделения его во внешнюю среду

Б. снабжения им всех частей растения

4. Первым открыл процесс фотосинтеза

А. Пристли

Б. Гельмонт

В. Тимирязев

5. Крахмал, образующийся в листьях в процессе фотосинтеза, является

А. запасным питательным веществом

Б. побочным продуктом обмена

Правильный ответ выделен жирным шрифтом.

6. Рефлексия

Предлагаю вернуться к проблемному вопросу

Где, из каких веществ, при каких условиях образуются органические вещества? 

7. Подведение итогов

Фотосинтез идет на свету круглый год.

И он людям дает пищу и кислород.

Очень важный процесс — фотосинтез, друзья,

Без него на Земле обойтись нам нельзя.

Фрукты, овощи, хлеб, уголь, сено, дрова —

Фотосинтез всему этому голова.

Воздух чист будет, свеж, как легко им дышать!

И озоновый слой будет нас защищать.

Остались вопросы по теме? Наши репетиторы готовы помочь!

• Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам

• Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки

• Повысим успеваемость по школьным предметам

• Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ

Выбрать репетитора

Искусственный фотосинтез: когда мы научимся жить без растений

https://ria.ru/20171126/1509542059.html

Искусственный фотосинтез: когда мы научимся жить без растений

Искусственный фотосинтез: когда мы научимся жить без растений — РИА Новости, 09.01.2018

Искусственный фотосинтез: когда мы научимся жить без растений

В атмосфере концентрация свободного кислорода составляет 20,95%, а углекислого газа — 0,04%. Это соотношение поддерживается жизненными циклами представителей… РИА Новости, 26.11.2017

2017-11-26T08:00

2017-11-26T08:00

2018-01-09T15:39

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/1509542059.jpg?15095029771515501583

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2017

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

МОСКВА, 26 ноя — РИА Новости, Ольга Коленцова. В атмосфере концентрация свободного кислорода составляет 20,95%, а углекислого газа — 0,04%. Это соотношение поддерживается жизненными циклами представителей флоры и фауны. Но количество растений на нашей планете стремительно уменьшается, а объемы выбросов углекислого газа растут. Поэтому уже сейчас ученые озаботились разработкой технологий, которые бы могли обеспечить людей и животных пригодным для дыхания воздухом в будущем. 

17 июня 2016, 11:18

Кислород существовал во Вселенной почти с ее рождения, выяснили ученыеНаблюдения за одной из древнейших галактик показали, что кислород появился во Вселенной практически через мгновения после ее рождения, что увеличивает наши шансы на обнаружение внеземного разума и жизни.

Основную роль в процессе фотосинтеза играет свет. Из солнечного излучения, доходящего до Земли, лишь половина имеет длину волны, с которой может «работать» хлорофилл. Причем максимумы поглощения находятся в синей (около 400 нанометров) и красной (около 700 нанометров) областях спектра. 

«Этот зеленый пигмент содержится в листьях и захватывает солнечный свет, а набор ферментов и других протеинов использует энергию, чтобы расщеплять молекулы воды на кислород, водород и электроны. Протоны водорода и электроны, движущиеся по цепочке из белков, принимают участие в создании энергии, необходимой для синтеза органических соединений», — поясняет Павел Федураев, старший научный сотрудник Лаборатории природных антиоксидантов Института живых систем Балтийского федерального университета им. И. Канта.  

Из подходящего диапазона солнечного излучения большая часть теряется в процессе поглощения и внутренних реакций. В среднем для фотосинтеза растениями используется лишь 1-2% от всего поступающего на Землю солнечного света.  

© Иллюстрация РИА Новости . Алина ПолянинаХимическая структура хлорофилл

© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина

Чтобы воссоздать фотосинтез в искусственных условиях, необходимо повторить два ключевых этапа: сбор солнечной энергии и расщепление молекул воды. Кстати, искусственный фотосинтез возможно использовать для производства как кислорода, так и водорода. Во втором случае человечество будет надежно обеспечено экологичным, эффективным и недорогим топливом. 

7 ноября 2017, 19:01

Крем от загара помог ученым превратить воздух в топливо

Пока исследования искусственного фотосинтеза находятся на стадии лабораторных разработок. Полупроводники и живые бактерии помещают в фотосинтетическую биогибридную систему (искусственный лист), на которую воздействуют солнечным светом. Полупроводники собирают его энергию, генерируя электроны, необходимые для того, чтобы состоялась реакция в растворе воды и углекислого газа. Бактерия использует электроны для преобразования молекулы углекислого газа, тем самым способствуя образованию водорода (h3), метана (Ch5), этанола (C2H5OH). А вода в это же время окисляется на поверхности другого полупроводника, в процессе чего выделяется кислород. 

© Depositphotos.comСхема фотосинтеза

© Depositphotos.com

Но расщепить молекулу воды не так просто, это требует около двух с половиной электронвольт энергии. Следовательно, нужен катализатор, который «подтолкнет» химическую реакцию. 

Некоторые исследователи, занимающиеся искусственным фотосинтезом, имитируют естественный процесс без привлечения живых организмов. По большому счету эти разработки сводятся к созданию принципиально нового катализатора, так как существующие (основанные на магнии, титане, кобальте, рутении) довольно токсичны и имеют низкий коэффициент полезного действия. 

23 октября 2017, 12:11

Найдены древние бактерии с устойчивостью к современным антибиотикам

Есть разработки по искусственному фотосинтезу, в которых используются живые организмы (пока только бактерии и отдельно взятые клетки). Подобные исследования основаны на получении информации о фотосинтезе с помощью цианобактерий. Сначала им в геном вставляется последовательность нуклеотидов, содержащая инструкции по синтезу белковых меток. Далее живые организмы извлекаются вместе с метками и проводится исследование полученной фотосистемы (бактерий, которые перерабатывают белки). Ученые утверждают, что данная информация поможет создать искусственные аналоги фотосинтеза. 

Как происходит фотосинтез в наших океанах? · Frontiers for Young Minds

Abstract

Пища, которую мы едим, прямо или косвенно поступает из растений. Нельзя недооценивать важность растений как глобальной кухни. Растения «съедают» солнечный свет и углекислый газ, чтобы производить себе пищу и пищу для миллионов других организмов, зависящих от них. Молекула хлорофилл (Chl) имеет решающее значение для этого процесса, так как он поглощает солнечный свет. Однако то, как наземные растения производят свою пищу, сильно отличается от того, как растения в океанах производят свою пищу. Поскольку свету трудно проникнуть под воду в океанах, производство пищи, научно называемое фотосинтезом, становится очень медленным. Фикобилипротеины — это белки, которые облегчают эту работу, поглощая доступный свет и передавая его Chl. Эти фикобилипротеины обнаружены в крошечных невидимых организмах, называемых цианобактериями. Их реакции «производства пищи» имеют решающее значение для выживания многих живых организмов, таких как рыбы, птицы и другие морские обитатели. Поэтому каждому очень важно понимать, как цианобактерии производят себе пищу и какую важную роль в этом процессе играют фикобилипротеины.

Как живые существа получают пищу?

Когда вы думаете о еде, вы обычно представляете свою любимую еду? Это естественный процесс, так как пища важна для всего живого. Чтобы удовлетворить эту основную потребность, все живые существа либо сами производят пищу, либо получают ее из какого-либо другого источника. Люди могут есть как растения, так и животных. Некоторые животные потребляют других животных, в то время как некоторые животные едят растения в качестве пищи. В конце концов, мы видим, что все на этой планете питаются растениями. Но тогда что едят растения? На самом деле, растения «питаются» солнечным светом и газом, называемым углекислым газом, которые легко доступны прямо здесь, на Земле. Процесс, посредством которого наземные растения производят себе пищу, используя солнечный свет и углекислый газ, известен как фотосинтез (рис. 1). В то время как углекислый газ поглощается листьями, солнечный свет улавливается химической молекулой в растении, называемой хлорофиллом (Chl). Все фотосинтезирующие организмы содержат Chl.

• Рисунок 1. Упрощенное представление о том, как растения производят для нас пищу.
• Листья зеленых растений содержат хлорофилл, который поглощает солнечный свет для производства пищи. Эта пища затем используется самим растением, а также другими животными, включая человека.

Однако то, как наземные растения осуществляют фотосинтез, не помогает организмам, живущим в океанах, которые покрывают почти 70% нашей земли. Растениям в океанах не хватает света. Синяя и зеленая части света проникают в воду больше, чем желтая и красная части света (рис. 2). К счастью, океанские растения получают пищу из такого ограниченного количества света и углекислого газа, из крошечных микроскопических микробов, называемых цианобактериями (также известными как сине-зеленые водоросли). Эти микробы приспособились к условиям тусклого освещения, и фотосинтез они осуществляют как для себя, так и на благо других живых существ. Цианобактерии — это древние микробы, живущие на нашей земле миллиарды лет. Говорят, что цианобактерии несут ответственность за создание насыщенной кислородом атмосферы, в которой мы живем [1]. Для осуществления фотосинтеза в условиях низкой освещенности цианобактериям помогают белки, называемые 9.0009 фикобилипротеины , которые обнаружены скрытыми в клеточных мембранах (внешнем покрытии) цианобактерий.

• Рисунок 2 – Проникновение солнечного света в океаны.
• Солнечный свет состоит из разных цветов: V, фиолетовый; Б, синий; г, зеленый; Y, желтый; О, оранжевый; и R, красный. Синий и зеленый цвета достигают глубины до 200 м в толще воды, в то время как все остальные цвета, включая фиолетовый, достигают глубины только до первых 100 м в океане. Стрелки обозначают глубину, на которую различные цвета света достигают океанов.

Что такое фикобилипротеины?

Фикобилипротеины играют роль помощников Хл в водных (водных) средах. Поскольку свету трудно проникнуть в океаны, фикобилипротеины облегчают эту работу, поглощая любой доступный свет; они поглощают зеленую часть света и превращают ее в красный свет, который является цветом света, требуемым Chl [2]. Однако изменить цвет света не так просто, как кажется. Зеленый свет должен проходить через разные молекулы фикобилипротеинов, которые поглощают свет одного цвета и испускают свет другого цвета. Затем испускаемый цвет поглощается вторым фикобилипротеином, который превращает его в третий цвет. Этот процесс продолжается до тех пор, пока излучаемый свет не станет красным, что, наконец, может быть поглощено Chl. Для осуществления всего этого процесса у нас есть три различных типа молекул фикобилипротеинов, расположенных в виде своего рода шляпы над молекулой хлорофилла, как вы можете видеть на рисунке 3. Вот эти три вида фикобилипротеинов:

• (a) C-фикоэритрин (CPE), розовато-красного цвета, отвечающий за поглощение зеленой части солнечного света.

• (b) C-фикоцианин (CPC), темно-синего цвета, отвечающий за поглощение оранжево-красной части солнечного света.

• (c) Аллофикоцианин (APC) светло-голубого цвета, отвечающий за поглощение красной части солнечного света.

• Рис. 3. Шляпообразное расположение фикобилипротеинов и хлорофилла (Хл) у цианобактерий.
• Зеленый свет сначала поглощается C-фикоэритрином, который передает его C-фикоцианину (CPC). CPC далее передает световую энергию аллофикоцианину (APC), который передает ее Chl для фотосинтеза с использованием красного света.

Причина, по которой фикобилипротеины поглощают свет разных цветов, заключается в том, что они содержат внутри себя химические молекулы, называемые билинами, которые придают им яркие цвета. Эти билины ответственны за поглощение света одного цвета и испускание света другого цвета, что вызывает изменение цвета света. Усовершенствованные инструменты позволили нам проанализировать расположение этих молекул и белков в цианобактериях. Мы знаем, что фикобилипротеины имеют форму дисков [3], и эти диски уложены друг на друга, образуя шляпоподобную структуру. Один конец стека сделан из CPE, а другой конец из CPC. Эта сборка соединяется с сердечником, изготовленным из APC. Вся эта структура связана с Chl, который принимает красный свет, излучаемый APC. Расположение шляпообразной структуры показано на рисунке 3.

Как происходит перенос световой энергии в фикобилипротеинах?

Изменение цвета света с зеленого на красный происходит в результате процесса, известного как флуоресценция . Давайте посмотрим, что такое флуоресценция. Представьте себе прозрачный контейнер, наполненный жидкостью розового цвета, которая при освещении фонариком светится ярко-оранжевым цветом! Это именно то, что делает CPE (рис. 4). Все фикобилипротеины обладают этим захватывающим свойством испускать видимый свет цвета, отличного от цвета света, который на них падает. После того, как CPE меняет зеленый свет на желто-оранжевый, CPC принимает желто-оранжевый свет и меняет его на светло-красный. APC подхватывает этот светло-красный свет и меняет его на темно-красный для Chl. Итак, теперь у нас есть зеленый свет, измененный на красный, который является цветом света, который природа намеревалась поглотить Chl. Весь процесс представляет собой своего рода эстафету, где каждый участник продолжает с того места, где остановился предыдущий (рис. 5). Эти фикобилипротеины являются важной частью крошечных микроскопических организмов, называемых цианобактериями, которые осуществляют фотосинтез почти так же, как наземные растения. Разница лишь в том, что они используют другой набор химических молекул: цианобактерии используют фикобилипротеины, а наземные растения используют Chl.

• Рисунок 4. Флуоресцентная характеристика C-фикоэритрина (CPE).
• Белый цвет света, излучаемого фонариком, изменяется на желтовато-оранжевый свет CPE, который поглощается C-фикоцианином.

• Рисунок 5. Фикобилипротеины изменяют цвет света с зеленого на красный, чтобы его можно было использовать для фотосинтеза.
• Свет зеленого цвета поглощается C-фикоэритрином (CPE), который изменяет цвет света на желтовато-оранжевый. Оранжевый свет поглощается C-фикоцианином (CPC), который в дальнейшем меняет его на светло-красный. Светло-красный цвет поглощается аллофикоцианином (АРС), который изменяет его цвет на красный. Красный цвет, наконец, поглощается хлорофиллом для производства пищи посредством фотосинтеза.

Чему мы научились?

Итак, теперь мы знаем, что фотосинтез — это процесс, посредством которого растения производят пищу, используя Chl. Мы также знаем, что ограниченное количество света, доступного в океанах, снижает этот процесс фотосинтеза. Природа создала некоторые химические молекулы-помощники, известные как фикобилипротеины, которые способны поглощать цвета света, доступные в океанах, и превращать этот свет в цвет, который могут использовать молекулы хлорофилла. Эти фикобилипротеины обнаружены в крошечных, невидимых невооруженным глазом цианобактериях, чей фотосинтез отвечает за обеспечение пищей живых организмов в океанах, а также за производство кислорода в нашей атмосфере, которым мы дышим каждую секунду. Разве не здорово, что эти крошечные организмы могут иметь такое значение для морской жизни? В будущем мы надеемся лучше понять функции фикобилипротеинов и ту роль, которую они могут играть на благо человечества.

Глоссарий

Фотосинтез : ↑ Процесс, посредством которого растения производят пищу для себя и других организмов, используя солнечный свет и углекислый газ.

Хлорофилл : ↑ Химическая молекула, присутствующая в растениях, которая поглощает солнечный свет для фотосинтеза.

Фикобилипротеины : ↑ Цветные пигменты, содержащиеся в цианобактериях и некоторых других организмах, которые участвуют в фотосинтезе, поглощая определенные цвета света, которые хлорофилл не может поглощать.

Флуоресценция : ↑ Свойство некоторых соединений поглощать свет одного цвета и излучать другой цвет. Фикобилипротеины используют это свойство для изменения цвета поглощаемого ими света, чтобы свет можно было использовать для фотосинтеза.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Этой рукописи присвоен регистрационный номер CSIR-CSMCRI – 114/2016. TG выражает благодарность AcSIR за докторскую степень. регистрация и CSIR (CSC 0105) для финансовой поддержки.

Ссылки

[1] ↑ Сидлер, В. А. 1994. Структура фикобилисом и фикобилипротеинов. В: Брайант, Д.А., изд. Молекулярная биология цианобактерий. Дордрехт: Спрингер. п. 139–216.

[2] ↑ Гош, Т. , Паливал, К., Маурья, Р. и Мишра, С. 2015. Цвета радуги микроводорослей для применения в нутрицевтиках и фармацевтике. В: Бахадур, Б., Венкат Раджам, М., Сахиджрам, Л., и Кришнамурти, К.В., редакторы. Биология растений и биотехнология: Том I: Разнообразие растений, организация, функции и улучшение. Нью-Дели: Спрингер. п. 777–91.

[3] ↑ Satyanarayana, L., Suresh, C.G., Patel, A., Mishra, S., and Ghosh, P.K. 2005. Рентгенокристаллографические исследования C-фикоцианинов из цианобактерий из различных местообитаний: морских и пресноводных. Акта Кристаллогр. Разд. Ф 61(9): 844–7. дои: 10.1107/S1744309105025649

Все ли растения используют фотосинтез? Растения, которым не нужен солнечный свет

Вы когда-нибудь задумывались, всем ли растениям для выживания нужен солнечный свет? Хотя это может показаться глупым вопросом, оказывается, есть довольно много растений, которые могут жить вообще без света!

Листья растений — природные солнечные батареи. Они преуспевают в преобразовании углекислого газа, воды и энергии света в сахар (сахар — это энергия). Класс химических соединений под названием хлорофиллов достигает этого впечатляющего результата фотосинтеза.

Хлорофиллы — это те же соединения, которые отвечают за зеленый цвет растений. Листья делятся этой пищей с остальной частью растения через сложную сеть жилок. Этот сахар вместе с питательными веществами из почвы являются химическими строительными блоками для роста растений.

Хотя мы обычно думаем о зеленых листьях как о отличительной черте растений, это не всегда так. На самом деле есть много растений без хлорофилла. Эти растения получают энергию, воруя у соседей!

Растение, не содержащее хлорофилла, по научному называется бесхлорофилловое . Бесхлорофильные растения бывают нескольких разных «ароматов», хотя все они являются растениями-паразитами.

Как паразитические растения выживают без фотосинтеза?

Некоторые поглощают растения-хозяева, высасывая их энергию, как вампир высасывает кровь. Другие подключаются к подземной сети грибов леса, чтобы питаться косвенно.

Эти отношения называются облигатным паразитизмом, означает, что для выживания паразита необходимо найти растение-хозяин . Это контрастирует с другими паразитами растений, такими как омела белая, которые могут фотосинтезировать, а также красть питательные вещества.

Что общего у всех бесхлорофилловых растений, так это их потусторонний вид – это странный пучок. Их причудливая внешность принесла им такие прозвища, как «растение-призрак» и «сеть волшебника».

Многие растут в призрачных оттенках белого и оранжевого с микроскопическими листьями и необычными цветами. Если вы ищете более странные и волшебные растения, ознакомьтесь с нашим путеводителем по волшебным растениям из реального мира.

Поскольку цветущие растения-паразиты не нуждаются в солнечном свете, многие из них появляются над землей только в виде цветов. У них часто отсутствуют стебли, листья и ветви, которые мы ожидаем от растения. Эти паразиты больше похожи на инопланетных захватчиков или странные грибы, чем на местные растения!

Давайте взглянем на некоторые из этих необычных видов растений-паразитов.

Примеры растений-паразитов, не нуждающихся в фотосинтезе

Мико-гетеротрофы выживают, обманывая лесных грибов

Наиболее распространенной разновидностью растений-паразитов являются мико-гетеротрофы (что в переводе с греческого означает «поедающие грибы»). Эти паразитические растения подключаются к сети подземных грибов, называемых микоризой, чтобы красть питательные вещества, необходимые им для роста.

Хотя почти все растения обмениваются питательными веществами через микоризу, отношения обычно взаимны. Большинство растений получают питательные вещества и взамен обеспечивают грибы сахаром.

Однако некоторые группы растений перестали отвечать взаимностью и начали обманывать (это технический термин). Эти растения отказались от фотосинтеза в пользу паразитизма.

Трубка-призрак прорывается сквозь лесную подстилку, обнажая странные грибовидные цветы.

Уникальные цветы Трубки Призрака свисают к лесной подстилке. Легко представить себе лесного духа, использующего это странное растение для послеобеденного курения.

Цветок призрачной орхидеи имеет призрачно-белый цвет.

Фото: Bill Bouton

Эта редкая и эффектная орхидея произрастает на западном побережье США и Канады. Он растет в густых изолированных хвойных лесах и только в почве, содержащей грибы семейства Thelophoracae.

Жилищное строительство и изменение климата непропорционально сильно влияют на это хрупкое растение. Выращивание затруднено из-за его уникальных требований к выращиванию, что делает вымирание фантомной орхидеи реальным риском.

Гаусториальные паразиты воруют питательные вещества у других растений Они образуют присоску, называемую гаусторием (haw-stawr-ee-uhm), которая проникает в кору растения-хозяина. Эти присоски проникают в сосудистую сеть хозяина, напрямую питаясь его питательными веществами. Некоторые из них являются стволовыми паразитами, которые прикрепляются к верхушкам деревьев. Другие являются корневыми паразитами, которые растут у основания дерева и проникают в корни хозяина.

Корневые паразиты

Странный на вид цветок трупной лилии привлекает мух своим гнилостным запахом.

Хотя из многих цветов получаются замечательные духи, цветы рода Rafflesia с большей вероятностью оттолкнут поклонника, если только этот поклонник не окажется мухой. Трупная лилия имеет резкий запах гниющей плоти, используемый для привлечения мух, опыляющих этот вонючий цветок.

Трупная лилия может вырасти до 17 дюймов в диаметре, что делает ее самым большим цветком в мире. Интенсивный аромат трупной лилии в сочетании с ее огромными размерами делает ее совершенно уникальной даже для растения-паразита.

Густое цветение заразихи похоже на цветущую сосновую шишку.

Фото: Scott Darbey

Заразиха – паразитическое растение, тесно связанное со многими обычными полевыми цветами, включая львиный зев, индийский воин и индийскую кисть. Цветущий стебель этого паразита имитирует сосновую шишку, торчащую из подлеска. Их легко можно было бы принять за сосновую шишку, если бы не цветки, растущие между чешуйками.

Стеблевые паразиты

Повилика поедает куст шалфея.

Фото: Стэн Шебс

• Повилика – Кускута

Этот вьющийся паразит выглядит как беспорядочная мешанина из дурацких нитей, накинутых на жертву. Он быстро растет и не нуждается в корнях. Вместо этого он полагается исключительно на отростки, которые он вонзает в любое растение, которому не повезло оказаться на пути повилики. Повилика также может взломать гены своего хозяина, чтобы впоследствии сделать растение более уязвимым.

Этот агрессивный сорняк быстро истощает кусты и деревья, заглушая их солнечный свет, прежде чем перейти к следующему хозяину.