Фотосинтез и дыхание растений
ФОТОСИНТЕЗ И ДЫХАНИЕ или ИНЬ
Известно, что любое растение "добывает" пищу не только из почвы, но и из воздуха. 95% урожая определяют органические вещества, полученные в зеленых листьях за счет воздушного питания растений - фотосинтеза, и лишь остальные 5% зависят от почвенного или минерального питания.
Тем не менее большинство садоводов основное внимание уделяют прежде всего минеральному питанию. Они регулярно вносят удобрения, рыхлят почву, поливают, забывая о воздушном питании растений. Даже приблизительно нельзя сказать, сколько мы "не добираем" урожая лишь из-за того, что как бы "не замечаем" фотосинтеза.
О масштабах фотосинтеза и его значении в природе можно судить уже по одному количеству солнечной энергии, перехватываемой зелеными листьями и "законсервированной" в растениях. Ежегодно только растения суши запасают в виде углеводов столько энергии, сколько могли бы израсходовать сто тысяч больших городов в течение 100 лет!
О значении и сущности фотосинтеза говорил еще К. А. Тимирязев в 1878 году в своей знаменитой книге "Жизнь растений". "Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но упал он 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. Он только затратился на внутреннюю работу. В той или иной форме он вошел в состав хлеба, послужившего нам пищей. Он преобразовался в наши мускулы, в наши нервы. Этот луч согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу..." Слова эти не устарели до сих пор. За прошедшие годы они лишь уточнились и дополнились новыми данными о дыхании.
У растений дыхание в основе своей - процесс, противоположный фотосинтезу. Молекула сахара глюкозы окисляется кислородом воздуха до углекислого газа и воды с выделением заключенной в углеводах энергии. Эта энергия идет на осуществление и поддержку всех жизненных процессов: поглощение и испарение воды и минеральных солей, рост и развитие растений.
Именно в освобождении энергии и направлении ее на нужды растений и заключается главный смысл дыхания, которое происходит во всех живых клетках растений.
По сути, дыхание поддерживает саму жизнь на Земле! Но как именно это происходит? За счет какой формы энергии? Не вдаваясь в подробности, скажем лишь, что весь смысл дыхания состоит в образовании аденозинтрифосфорной кислоты или сокращенно АТФ - органического вещества, в состав которого входят азотистое основание аденин, пятиуглеродистый сахар рибоза (вместе они составляют аденозин) и три остатка фосфорной кислоты, соединенные между собой фосфатной связью, при распаде которой и освобождается энергия, необходимая для всего живого на Земле.
Аденозинтрифосфа́т (сокр. АТФ, англ. АТР) — нуклеозидтрифосфат, играющий исключительно важную роль в обмене энергии и веществ в организмах; в первую очередь соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. АТФ был открыт в 1929 году группой учёных Гарвардской медицинской школы — Карлом Ломаном, Сайрусом Фиске и Йеллапрагадой Суббарао, а в 1941 году Фриц Липман показал, что АТФ является основным переносчиком энергии в клетке.
Википедия
Образно это можно сравнить с работой аккумуляторной батареи, которая отдает энергию по потребности и снова заряжается у растений за счет солнечной энергии при фотосинтезе.
Практически выходит, что урожай растений - это разница между фотосинтезом и дыханием: чем выше фотосинтез и ниже дыхание, тем выше урожай, и наоборот. В природе фотосинтез меняется сравнительно мало. Зато дыхание может возрастать в сто и даже тысячу раз. К тому же соотношение между производящими и потребляющими частями растений строится по принципу: один с сошкой (фотосинтез) - семеро с ложкой (дыхание). В самом деле, ведь фотосинтез идет только в листьях и только днем на свету, тогда как дышат растения круглые сутки, а накопление органических веществ (основы урожая) возможно лишь при условии, что фотосинтез намного превышает дыхание. К великому сожалению, это бывает значительно реже, чем хотелось бы.
К тому же все это мы рассматриваем сейчас в несколько упрощенном виде. На самом деле растение - единый целостный организм, в котором все процессы тесно взаимосвязаны, с одной стороны, друг с другом, с другой - с окружающей их внешней средой: светом, теплом, влагой. Влияние внешних условий на любое растение сложно, ведь в природе все условия действуют на растение одновременно. И пока мы не знаем, где же кончается действие одного из них и начинается действие другого и какое именно условие оказывается решающим в данный период роста и развития растения.
Чтобы ответить на этот вопрос и были сооружены огромные оранжереи с полностью управляемым климатом - климатроны. Один из них - климатрон Миссурийского ботанического сада в городе Сент-Луисе (США), построенный видным американским ученым Ф. Вентом. Он установил, что из всех внешних условий решающим фактором роста томатов является ночная температура. Если ночью она поднималась выше 24 или опускалась ниже 16 градусов, плоды вообще не завязывались. Ночная температура оказалась решающей и для урожая картофеля. Клубни лучше всего образовывались при температуре ночью около 12 градусов. Именно поэтому в жаркое лето 1999 года во многих зонах нашей страны, в том числе в Подмосковье, урожай картофеля снизился вдвое по сравнению с прошлыми годами.
Температура часто оказывается едва ли не "главным врагом" будущего урожая, причем не только тогда, когда бывает слишком низкой, но и в тех случаях, когда намного превышает оптимальную. Немецкие ученые X. Лир, Г. Польстер установили, что в ясные солнечные дни для получения урожая наиболее продуктивны ранние утренние часы, когда температура воздуха не превышает 20-25°С. Прирост органической массы в это время в 30 раз больше, чем при более высоких температурах.
И это вполне понятно и объяснимо. Именно в утренние часы фотосинтез достигает своего максимума, тогда как дыхание, сильно зависящее от температуры, становится минимальным. Вот почему растения особенно отзывчивы на утренние поливы. Воды, особенно огурцам, томатам, кабачкам, требуется много и желательно не очень холодной.
В совершенно необычную и непривычную среду попадают растения при выращивании их в закрытом грунте. В условиях теплиц все внешние факторы нередко начинают работать как бы против растений. Пытаясь с помощью обыкновенной пленки защитить растения от холода, мы никак не можем избавить их от перегрева, что сделать намного труднее. Ведь даже весной температура в теплицах иногда превышает оптимальную (около 20 градусов). Что же говорить о периоде апрель - август?
В пасмурные дни теплица невольно превращается для растений в темницу, скупые лучи солнца едва проникают сквозь пленку. Из-за нехватки света фотосинтез резко падает, тогда как дыхание идет своим чередом, нередко перекрывает фотосинтез и заметно снижает будущий урожай.
Другая беда подстерегает растения в теплице в ясные теплые солнечные дни. Теплица превращается в такие дни в раскаленную пустыню. "Перегрев" листьев и нехватка углекислого газа - основного "сырья" для создания углеводов - приводят к резкому падению фотосинтеза. Напомним, что в воздухе содержится всего лишь 0,03% углекислого газа, или 3 части на 10 тысяч частей воздуха, и нехватка этого газа в теплицах в дневные часы - вполне обычное дело. Зато в сто и даже тысячу раз (в зависимости от температуры) возрастает дыхание. Естественно, что в эти часы о накоплении углеводов не может быть и речи. Наоборот, растение теряет даже то, что было накоплено в более благоприятное время.
Источник.: http://www.nkj.ru/archive/articles/6958/ (Наука и жизнь, ФОТОСИНТЕЗ И ДЫХАНИЕ)
kactaheda.livejournal.com
ФОТОСИНТЕЗ И ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ - СТРОЕНИЕ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАСТЕНИЙ - РАСТЕНИЯ - Биология 7 класс
Раздел 1. РАСТЕНИЯ
Тема 1.СТРОЕНИЕ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАСТЕНИЙ
§ 5. ФОТОСИНТЕЗ И ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ
Растения в биосфере. Основной функцией растений в биосфере и собственном организме является синтез органических веществ под действием солнечного света. Растения - единственные организмы всех царств живой природы, которые способны усваивать и преобразовывать энергию солнечного света, запасая ее в виде органических веществ. Так они обеспечивают себя и представителей других царств живой природы энергией и строительным материалом для роста и развития организма.
Противоположным процессу фотосинтеза является окисление органических веществ в клетках, вследствие чего выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности организма. Это сложный процесс дыхания, который начинается с газообмена между организмом и средой и заканчивается в клетках организма.
Фотосинтез происходит на свету в хлоропластах клеток листа при помощи пигмента хлорофилла (рис. 10). Именно он придает растению зеленую окраску.
Органические вещества, образующиеся в клетках листа, поступают в другие органы - корень, стебель, цветки, где используются на процессы жизнедеятельности (рост, развитие, дыхание, размножение и т. п). Часть органических веществ откладывается про запас.
Рис. 10. Схема процессов фотосинтеза и дыхания зеленых растений
В процессе фотосинтеза выделяется кислород. Он необходим для дыхания живых организмов, течения процессов окисления в неживой природе. Если растения перестанут выделять кислород, то его запасы в атмосфере со временем уменьшатся. Именно благодаря фотосинтезу происходит постоянное пополнение кислорода в атмосфере.
Выделение кислорода в процессе фотосинтеза сопровождается усвоением растениями углекислого газа, что выделяется при дыхании людей, животных, растений, а также в результате работы промышленных предприятий, транспорта и в результате разнообразных процессов окисления в неживой природе. Если бы растения не использовали углекислого газа, его содержание в атмосфере увеличивался бы, и жизнь на Земле стало так же невозможным, как и из-за недостатка кислорода.
Большой вклад в исследование процесса фотосинтеза принадлежит выдающемуся русскому ученому К. А. Тимирязеву. Именно он установил, что солнечная энергия превращается в химическую энергию органических веществ в мелких органеллах растительных клеток - хлоропластах.
Попробуйте для объяснения фотосинтеза и дыхания применить свои знания по химии.
Фотосинтез - это процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды под действием солнечного света. Этот очень сложный процесс можно упрощенно записать как реакцию образования глюкозы из углекислого газа и воды с выделением кислорода:
Благодаря фотосинтезу на Земле несколько миллиардов лет поддерживается равновесие между количеством углекислого газа и кислорода в атмосфере.
Дыхание - это процесс окисления органических веществ, что сопровождается их распадом на воду и углекислый газ с выделением энергии. Если процесс дыхания изобразить
помощью химического уравнения, то станет видно, что он обратный к процессу фотосинтеза:
Дыхания не ограничивается процессами окисления, происходящих в клетке. Растения постоянно дышат, то есть поглощают из воздуха кислород и выделяют углекислый газ. Начинается дыхание с газообмена между организмом растения и средой ее жизни. Растения не имеют специальных органов дыхания. В этом процессе участвуют все органы растения: лист, стебель, корень. У одноклеточных растений кислород попадает в клетку путем диффузии. У многоклеточных наземных растений на листьях есть специальные щели - устьица, через которые происходит газообмен между растением и внешней средой (рис. 10). Подобные творения есть на стеблях и корнях. Со строением устьиц вы познакомились в курсе природоведения и также будете их рассматривать позже.
Кислород из атмосферного воздуха поступает в клетки. С помощью кислорода в растении происходит окисление органических веществ, образованных в ходе фотосинтеза, и высвобождения энергии.
Таким образом, фотосинтез и дыхание - два противоположных процессы жизнедеятельности растений, благодаря которым поддерживается жизнь на Земле.
Фотосинтез — это процесс образования органических веществ из неорганических (углекислого газа и воды), что происходит в зеленых растениях при наличии света. Дыхание обеспечивает поступление в организм растения кислорода, использование его клетками и тканями, а также выделение из организма углекислого газа.
Растение — посредник между небом и землей. Она — истинный Прометей, похитивший огонь с неба.
К. А. Тимірязєв
Комнатное растение пеларгонию зональную несколько суток подержите в темном месте. Затем выставьте растение на яркий свет и на один из листков наденьте полоску бумаги с вырезанным символом, через которую не проникает свет. Через день срежьте листок, опустите его в кипяток на 2-3 мин, а потом в горячий спирт. Промойте листок водой и обработайте слабым раствором йода. Объясните результаты опыта.
Для любознательных
О К. А. Тимирязева
К. А. Тимірязєв (1843-1920)
«Высокий, худощавый блондин с прекрасными большими глазами, еще молодой, подвижный и нервный, он был как-то по-своему изящен во всем».
Ученый с мировым именем, родоначальник исследований гигантской проблемы фотосинтеза, блестящий ботаник, химик, физиолог, превратил университетскую кафедру в трибуну передовых общественно - политических идей своего времени.
Он умер ученым, не дописав предисловия к книге «Солнце, жизнь и хлорофилл», которую считал итогом «полувековых попыток ввести стройность мысли и блестящую експериментацію физики в изучение самого важного физиологического явления».
Гранитный, сегодня он стоит в Москве у Никитских ворот
и с высокого пьедестала осматривает новые весны и новые листья на деревьях, то самое простое и загадочное листья, тайны которого он отдал жизнь.
schooled.ru
Презентация Фотосинтез и дыхание растений доклад по теме Биология
- Русский
- English
- Главная
Темы и Предметы
- Общие темы (35309)
- Культура и Искусство (10346)
- Экономика и Финансы (22217)
- Образование (34150)
- Технологии (19071)
- Путешествия (51)
- Политика и Право (3575)
- Здоровье и Медицина (11252)
- Маркетинг (53)
- Спорт (1392)
- Музыка (2988)
- Шаблоны презентации (749)
- Детские презентации (3613)
allyslide.com
