ФОТОСИНТЕЗ И ДЫХАНИЕ или ИНЬ - ЯН из жизни растений. Фотосинтез растений дыхание

Фотосинтез | Биология

Воду и минеральные вещества растения получают с помощью корней. Листья обеспечивают органическое питание растений. В отличие от корней они находятся не в почве, а в воздушной среде, поэтому осуществляют не почвенное, а воздушное питание.

Из истории изучения воздушного питания растений

Знания о питании растений накапливались постепенно. Около 350 лет назад голландский ученый Ян Гельмонт впервые поставил опыт по изучению питания растений. В глиняном горшке с почвой он выращивал иву, добавляя туда только воду. Опадавшие листья ученый тщательно взвешивал. Через пять лет масса ивы вместе с опавшими листьями увеличилась на 74,5 кг, а масса почвы уменьшилась всего на 57 г. На основании этого Гельмонт пришел к выводу, что все вещества в растении образуются не из почвы, а из воды. Мнение о том, что растение увеличивается в размерах только за счет воды, сохранялось до конца XVIII века.

В 1771 г. английский химик Джозеф Пристли изучал углекислый газ, или, как он его называл, «испорченный воздух» и сделал замечательное открытие. Если зажечь свечу и накрыть оо стеклянным колпаком, то, немного погорев, она погаснет. Мышь под таким колпаком начинает задыхаться. Однако если под колпак вместе с мышью поместить ветку мяты, то мышь не задыхается и продолжает жить. Значит, растения «исправляют» воздух, испорченный дыханием животных, то есть превращают углекислый газ в кислород.

В 1862 г. немецкий ботаник Юлиус Сакс с помощью опытов доказал, что зеленые растения не только выделяют кислород, но и создают органические вещества, служащие пищей всем другим организмам.

Фотосинтез

Главное отличие зеленых растений от других живых организмов — наличие в их клетках хлоропластов, содержащих хлорофилл. Хлорофилл обладает свойством улавливать солнечные лучи, энергия которых необходима для создания органических вещсств. Процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды с помощью солнечной энергии называется фотосинтезом (греч. рЬо1оз свет). В процессе фотосинтеза образуются не только органические вещества — сахара, но и выделяется кислород.

Схематически процесс фотосинтеза можно изобразить так:

Вода поглощается корнями и по проводящей системе корней и стебля передвигается к листьям. Углекислый газ — составная часть воздуха. Он поступает в листья через открытые устьица. Поглощению углекислого газа способствует строение листа: плоская поверхность листовых пластинок, увеличивающая площадь соприкосновения с воздухом, и наличие большого числа устьиц в кожице.

Образующиеся в результате фотосинтеза сахара превращаются в крахмал. Крахмал это органическое вещество, которое не растворяется в воде. Кго легко обнаружить с помощью раствора йода.

Доказательства образования крахмала в листьях на свету

Докажем, что в зеленых листьях растений из углекислого газа и воды образуется крахмал. Для этого рассмотрим опыт, который в свое время был поставлен Юлиусом Саксом.

Комнатное растение (герань или примулу) выдерживают двое суток в темноте, чтобы весь крахмал израсходовался на процессы жизнедеятельности. Затем несколько листьев закрывают с двух сторон черной бумагой так, чтобы была прикрыта только их часть. Днем растение выставляют на свет, а ночью его дополнительно освещают с помощью настольной лампы.

Через сутки исследуемые листья срезают. Чтобы выяснить, в какой части листа образовался крахмал, листья кипятят в воле (чтобы набухли крахмальные зерна), а затем выдерживают в горячем спирте (хлорофилл при этом растворяется, и лист обесцвечивается). Затем листья промывают в воде и действуют на них слабым раствором йода. Тс участки листьев, которые были на свету, приобретают от действия йода синюю окраску. Это означает, что крахмал образовался в клетках освещенной части листа. Следовательно, фотосинтез происходит только на свету.

Доказательства необходимости углекислого газа для фотосинтеза

Чтобы доказать, что для образования крахмала в листьях необходим углекислый газ, комнатное растение также предварительно выдерживают в темноте. Затем один из листьев помещают в колбу с небольшим количеством известковой воды. Колбу закрывают ватным тампоном. Растение выставляют на свет. Углекислый газ поглощается известковой водой, поэтому его в колбе не будет. Лист срезается, и так же, как в предыдущем опыте, исследуется на наличие крахмала. Он выдерживается в горячей воде и спирте, обрабатывается раствором йода. Однако в этом случае результат опыта будет иным: лист не окрашивается в синий цвет, т.к. крахмал в нем не содержится. Следовательно, для образования крахмала, кроме света и воды, необходим углекислый газ.

Таким образом, мы ответили на вопрос, какую пищу получает растение из воздуха. Опыт показал, что это углекислый газ. Он необходим для образования органического вещества.

Организмы, самостоятельно создающие органические вещества для построения своего тела, называются автотрофамн (греч. autos — сам, trofe — пища).

Доказательства образования кислорода в процессе фотосинтеза

Чтобы доказать, что при фотосинтезе растения во внешнюю среду выделяют кислород, рассмотрим опыт с водным растением элодеей. Побеги элодеи опускают в сосуд с водой и сверху накрывают воронкой. На конец воронки надевают пробирку с водой. Растение выставляют на свет на двое-трое суток. На свету элодея выделяет пузырьки газа. Они скапливаются в верхней части пробирки, вытесняя воду. Для того чтобы выяснить, какой это газ, пробирку аккуратно снимают и вносят в нее тлеющую лучинку. Лучинка ярко вспыхивает. Это значит, что в колбе накопился газ, поддерживающий горение кислород.

Космическая роль растений

Растения, содержащие хлорофилл, способны усваивать солнечную энергию. Поэтому К.А. Тимирязев назвал их роль на Земле космической. Часть энергии Солнца, запасенная в органическом веществе, может долго сохраняться. Каменный уголь, торф, нефть образованы веществами, которые в далекие геологические времена были созданы зелеными растениями и вобрали в себя энергию Солнца. Сжигая природные горючие материалы, человек освобождает энергию, запасенную миллионы лет назад зелеными растениями.

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.

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)

Напоминание: ФОТОСИНТЕЗ И ДЫХАНИЕ или ИНЬ - ЯН из жизни растений

kactaheda.livejournal.com

ФОТОСИНТЕЗ И ДЫХАНИЕ | Наука и жизнь

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.

Образно это можно сравнить с работой аккумуляторной батареи, которая отдает энергию по потребности и снова заряжается у растений за счет солнечной энергии при фотосинтезе.

Срез листа под микроскопом. По мере поступления воды тонкие наружные стенки клеток растягиваются и тянут за собой более толстые внутренние. В это время устьица (отверстия) открываются: из листа выделяется кислород, а поступает в него углекислый газ.

Солнце в течение дня меняет свое положение, описывая траекторию дуги примерно 60° зимой и 120° и более летом. Это надо учитывать при выборе места для теплицы.

Живая изгородь высотой не более 1,8 метра, растущая к югу и западу от теплицы, снизит силу преобладающих ветров, не вызывая затенения. Забор с северной стороны, поставленный близко к теплице, не отбрасывает тень.

Установленные на крыше и боковых стенках теплицы форточки улавливают поток холодного воздуха и направляют его вниз к полу. Когда поток нагревается, он поднимается вверх и выходит наружу через форточки, расположенные с подветренной стороны.

‹

›

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.

А что необходимо делать садоводу? Прежде всего, регулярно следить за температурой с помощью размещенных внутри и снаружи теплицы термометров или, что лучше, психрометров (приборов с двумя термометрами, у одного из которых резервуар обтянут влажной материей), позволяющих одновременно наблюдать за температурой и относительной влажностью воздуха, что очень важно. Для защиты от перегрева хорошо иметь с обеих торцовых стен теплицы широкие двери. Вместе со свежим холодным воздухом через приоткрытые двери устремляется в теплицу поток углекислого газа, что заметно повышает фотосинтез, особенно при нехватке света.

Если этого недостаточно, нужны боковые окна, самое простое - прибить пленку внизу с боков к деревянным рейкам и скатывать ее, поднимая на нужную высоту.

Несколько слов о почвенном питании растений. До сих пор многие садоводы считают, что обильный урожай овощей можно вырастить лишь с помощью органических удобрений. Минеральные же удобрения, по их мнению, - сплошные ядовитые нитраты.

Что касается нитратов, то есть очень мудрая заповедь: "Не перекорми!" Вносить удобрений надо столько, сколько необходимо растениям, и не сразу, а дробно, по мере их потребления. Обо всем этом журнал "Наука и жизнь" писал уже много раз (см. № 4, 1992 г.; № 6, 1993 г.; №№ 3, 4, 5, 1999 г.).

В заключение несколько слов о выращивании овощей на балконах и лоджиях. Живем мы в однокомнатной квартире на втором этаже кирпичного дома в Красногорском районе Подмосковья. Вблизи нет зданий и затеняющих деревьев. Размер балкона 3 метра на 70 см. Овощи мы выращиваем по методу американского овощевода доктора Дж. Миттлайдера на смеси опилок с песком. Берем шесть литровых кружек опилок (без стружки), три кружки песка (без глины), две столовые ложки (с верхом) питательной смеси № 1 и одну столовую ложку (с верхом) смеси № 2. Смесь № 1 готовим следующим образом: 5 кг молотого известняка или доломитовой муки смешиваем с 40 г борной кислоты; смесь № 2-3 кг комплексного удобрения "Азофоска" смешиваем с 450 г (два с половиной стакана) сернокислого магния и 3 чайными ложками (без верха) борной и молибденовой кислоты.

Приготовленной смесью набиваем пластмассовые корытца для цветов и тазы с отверстиями 0,5 см в дне и с боков. Для подкормки растений в 1 литре горячей воды растворяем четыре чайные ложки (с верхом) смеси № 2. Всякий раз перед подкормкой берем из приготовленной емкости 100 г раствора и разбавляем его в 10 раз водой. Этого количества хватает на подкормку примерно 10 растений. Частота подкормок: в ясную теплую солнечную погоду - один раз в 7-10 дней, в холодную и пасмурную - два раза в месяц.

В корытцах выращиваем огурцы, в тазах - помидоры, по 1-3 штуки в каждом, в зависимости от размера посуды. Собираем по килограмму помидоров с каждого куста. Выращиваем их в основном из купленной рассады. Правда, в 1999 году сами вырастили рассаду, но несколько запоздали с посевом семян, и из нее выросли "игрушечные" помидоры высотой 40 см, сплошь усыпанные ярко-красными плодами, каждый размером со сливу. Но они были так красивы, что многие прохожие невольно останавливались, чтобы полюбоваться на это чудо.

На каждом балконе - свои условия для выращивания растений, и нельзя заранее сказать, что с северной стороны все овощи будут расти плохо, а с южной - наоборот, хорошо. Необходимое условие на все случаи: остекленные лицевая и тем более торцовая стороны балкона должны открываться на всю их ширину. Если этого нет, лучше оставить балкон или лоджию неостекленными, а в холодную погоду вносить растения в комнату.

• САДОВОДУ - НА ЗАМЕТКУ

Многие новые сорта овощных культур позволяют избежать несоответствия своих требований реальным условиям выращивания. Так, устойчивы: к недостатку освещенности - гибриды томата F1 Оля, баклажана F1 Плутон, сорта салата Балет, Келтик; к пониженным температурам - сорта тыквы Улыбка, петрушки Берлинская, свеклы Детройт, редьки Чернавка, огурца Сириус, гибриды томатов F1 Леля, F1 Оля; к засухе - гибриды огурца F1 Мазай, сорта редиса Злата, баклажана Квартет.

www.nkj.ru

Фотосинтез, дыхание, транспирация

Муниципальное образовательное бюджетное учреждение лицей № 33

План урока

«Фотосинтез. Дыхание. Транспирация».

Учитель: Уманец Ольга Алексеевна

Класс: 6

Профиль обучения: непрофильный

(1 ч. в неделю)

Учебник: В. В. Пасечник

Г. Таганрог

2013год

Тип урока: лекция с элементами проблемного обучения.

Цели урока:

Обучающие цели: изучить процессы фотосинтеза, дыхания, транспирации; показать взаимосвязь и различие этих процессов, продолжить развитие представлений об обмене веществ.

Развивающие цели: продолжить развитие логического мышления, экспериментально-наблюдательских навыков, умения обобщать и делать выводы, систематизировать материал, работать с учебником.

Воспитательные цели: формировать у учащихся культуру биологической речи, осознанное бережное отношение к природе, формирование экологического мышления, развитие коммуникативных учебных действий.

Предварительная подготовка к уроку: за неделю до урока группа учащихся закладывает два опыта, а именно: 1. Проба Сакса.

2. Доказательство выделения кислорода в процессе фотосинтеза.

Инструкция № 1 для проведения опыта «Пробы Сакса»

Для опыта используются растения – примула, герань или традесканция. Одно растение обильно поливают и для оттока крахмала помещают в темное место на двое суток. Другое растение оставляют на свету. Затем первое растение извлекают из шкафа, и на его листья прикрепляют фигурки, вырезанные из плотной черной бумаги. Оба растения выдерживают на свету в течении трех, четырех дней, осуществляя полив. Затем с каждого растения срезают по листу, выдерживают их две, три минуты в кипящей воде и помещают в стакан с горячим спиртом для получения вытяжки хлорофилла. Обесцвеченные листья обрабатывают раствором йода. На листе растения, которое побывало в шкафу, проявится конфигурация фигурки, которая была прикреплена к нему. Лист, который был всегда на свету, равномерно окрасится в синий цвет.

Инструкция № 2 для проведения опыта, демонстрирующего

выделения кислорода в процессе фотосинтеза.

Для опыта берут две банки из светлого стекла. В каждую помещают по 2-3 веточки растения, чтобы растения не завяли, в банки налить немного воды. Свечи, укрепленные на проволоке, зажигают и опускают в банки, закрыв их пробками. Свечи гаснут, что указывает на отсутствие кислорода и наличие углекислого газа, образующегося при горении. Свечи вынимают. Банки с растениями закрывают крышками, одну ставят в темное место, а другую – на свет. На следующий день банки открывают и опять опускают зажженные свечи. В банке, стоящей на свету, свеча горит, а в банке, находившейся в темноте, - гаснет.

3. Учитель закладывает опыты по доказательству выделения углекислого газа в процессе дыхания разными органами растения (веточками растения, корнеплодами моркови).

Оборудование:

Дидактический материал: презентация к уроку.

Практический материал: результаты опытов №1, №2, №3, лучинка, спички, пробирка с известковой водой, газоотводная трубка.

ТСО: мультимедиа проектор, компьютер, экран.

Тип урока: лекция с элементами проблемного обучения.

Методы работы: словесные, наглядные, практические, создание проблемных ситуаций.

Ход урока:

I. Организационный момент:

1.1. Приветствие, проверка готовности класса к уроку, проверка посещаемости.

1.2. Целеполагание (слайд №2)

II. Изучение нового материала.

2.1. Изучение фотосинтеза.

Создание проблемной ситуации: Слайд №3

Более четырёхсот лет назад бельгийский естествоиспытатель Ян Ван – Гельмонт сделал опыт:

поместил в горшок 80 килограмм земли и посадил в него ветку ивы, предварительно взвесив ее. Растущему в горшке растению в течении пяти лет не давали ни какого питания, а только поливали дождевой водой, не содержащей минеральных солей. Взвесив иву, через пять лет, ученый обнаружил, что ее вес увеличился на 65 килограмм, а вес земли в горшке уменьшился всего на 50 граммов. Откуда растение получило 64 кг 950 гр питательных веществ для Ван – Гельмонта осталось загадкой.

Вопрос к учащимся: Откуда растение получило 64 кг 950 гр питательных веществ?

Ответ: Растение приобрело 64 кг 950 гр питательных веществ за счёт образования органических веществ (например, глюкозы) на свету в зелёных листьях растений. Это удивительное биологическое явление, которое обеспечивает жизнь всему живому на Земле. Слайд 4

Что такое фотосинтез? Слайд 5

«Фото» - от греческого «свет» и «синтез» - образование.

Фотосинтез – процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света в зелёных клетках растений.

Где происходит фотосинтез? (работа со схемой на слайде 5)

В зелёных листьях, зелёных стеблях растений.

Что обеспечивает их зелёный цвет?

Ответ: Зелёный цвет обеспечивает зелёный пигмент растений – хлорофилл, который находится в хлоропластах растений. (Можно вспомнить и фотосинтезирующую ткань растений: столбчатую и губчатую паренхиму.) Именно хлорофилл играет главную роль в процессе фотосинтеза.

Как происходит процесс фотосинтеза?

Процесс фотосинтеза проходит в две фазы.

Световая фаза:

А) Начинается с того, что частица света (фотон) падает на хлорофилл, с которым начинаются превращения. Также начинаются превращения с водой.

Б) В результате всех превращений образуется энергия и выделяется кислород в окружающую среду.

Темновая фаза: (более длительная)

Образуется глюкоза, которая превращается в сахар, а он в крахмал.

Историческая справка: Немецкий ботаник Юлиус Сакс продемонстрировал образование зерен крахмала при фотосинтезе. Слайд 6 – объяснение опыта (см. интрукцию для опыта «Проба Сакса»)

Точно такой же опыт под название «Проба Сакса» мы сделали с вашей одноклассницей Аней Косаян

Ученица рассказывает о закладке опыта, их проведении, демонстрирует результаты.

Вывод: Листья на свету образуют крахмал. Слайд 7

Историческая справка: Слайд 8

Английский химик Джозеф Пристли искал разрешения загадки, каким образом улучшается воздух, испорченный дыханием человека и животных. Он поставил опыт с мышонком: посадил под стеклянный колпак, опущенный краями в воду. Мышонок жил под колпаком недолго. Он задохнулся в испорченном от собственного дыхания воздухе.

После этого Пристли решил испробовать растение.

“Я взял, - писал он, - некоторое количество воздуха, совершенно испорченного дыханием мыши, которая в нём погибла; разделил его на две части: одну часть воздуха перевёл в сосуд погружённый в воду, а в другую часть, также заключённую в сосуд с водою, посадил ветку мяты.

Это было сделано в августе 1771 года. Через восемь-девять дней я нашел, что мышь прекрасно могла жить в той части воздуха, в которой росла ветка мяты, но мышь моментально погибла в другой его части. В течение семи дней пребывания в сосуде с испорченным дыханием воздухом побег мяты вырос почти на 3 дюйма и, кроме того, образовал несколько новых”.

Таким образом, растение как бы питалось испорченным воздухом, то есть углекислым газом.

Оно росло, очищало воздух, поглощая углекислый газ и выделяя кислород. Открытие Пристли произвело большое впечатление в учёном мире. Лондонское королевское общество ученых присудило Пристли большую золотую медаль и чествовало на торжественном собрании.

Что же происходило под колпаком с мятой? Слайд 9

Рефлексия: Игра с мячом: «Продолжи фразу». Учитель бросает мяч учащемуся с вопросом: «Поглощается …», или «Выделяется …», или «Образуется …», который продолжает фразу, опираясь на текст слайда.

Как доказать, что в процессе фотосинтеза выделяется кислород?

Мы знаем, что кислород поддерживает горение. Мы с группой учащихся провели ещё один опыт.

Один из уч-ся рассказывает о закладке опыта (см. инструкцию № 2 ), и демонстрируется результат.

Вывод: Слайд № 10

Зелёные растения выделяют кислород только в процессе фотосинтеза, т.е. на свету.

Задача: Слайд № 11

1 га леса вырабатывает за час столько О2, сколько нужно для дыхания 200 человек. В лицее обучается 800 учащихся. Сколько га леса будут обеспечивать их дыхание в этот час?

Ответ: 4 га леса, что соответствует территории 2-х наших лицеев.

Космическая роль растений: Слайд № 12

Ежегодно образуют более 100 млрд. тонн органических веществ.

80% О2 выделяется водорослями и 20% наземными растениями.

Затраты О2 на дыхание человека, животных, растений компенсируются фотосинтезом, поэтому в атмосфере содержание О2 всегда 21%.

Какие условия необходимы для фотосинтеза? Слайд № 13

Энергия Солнца.

Н2О

СО2

Оптимальная температура

2.2 Изучение процесса дыхания.

Создание проблемной ситуации:

Вернёмся к опыту Д. Пристли.

После опытов Пристли с колпаком и мышью всё высшее общество заговорило об очищающем воздух действии растений. В моду вошло ставить побольше цветов в комнатах: ведь они “исправляют” воздух.

Одна очень богатая дама решила проверить это научное наблюдение на себе. Она велела дворецкому поставить в комнату на ночь побольше растений. Наутро дама проснулась с сильной головной болью и в тот же вечер на приёме рассказала всем, что Пристли плут и обманщик.

В Швеции жил аптекарь Карл Вильгельм Шееле. Он решил повторить опыты Пристли. Проводил их Шееле по ночам в каморке при аптеке, пользуясь огарком свечи. Результаты он получил противоположные тому, что наблюдал Пристли. Мышь погибала, мята засыхала.

Как разрешить спор Шееле и Пристли? Слайд № 14

Почему у богатой женщины болела голова?

Ответ: Растения у богатой женщины ночью в спальне не выделяли кислород, т.к. не происходил процесс фотосинтеза. Мята у Карла Шееле также не выделяла кислород, т.к. он проводил опыты по ночам… Но в это время растения дышали и выделяли углекислый газ, повышенное содержание которого привело к появлению головной боли у богатой дамы и гибели мышонка.

Что же такое дыхание? Посмотрите на схему, изображённую на слайде, и дайте сами определение этому процессу.

Дыхание – это процесс поступления кислорода в организм, использование его в обмене веществ, а также выделение углекислого газа из организма во внешнюю среду.

Где происходит дыхание, в каких органах растения?

Работа с учебником стр. 153

Дыхание происходит во всех органах растения. Слайд №15

(Вспомним строение устьиц листа)

Как нам доказать, что в процессе дыхания растений выделяется углекислый газ? Всё живое на земле использует для дыхания кислород и выделяет углекислый газ. Я вам сейчас продемонстрирую выделение углекислого газа при моём дыхании.

Лабораторный опыт для доказательства выделения углекислого газа при дыхании (выполняется учителем).

Продувание углекислого газа, образующегося при дыхании человека, через раствор известковой воды. Результат: известковая вода стала мутной.

Демонстрационный опыт по доказательству выделения углекислого газа разными органами растениями в процессе дыхания.

Демонстрация опыта, доказывающего дыхание органов растения.

Закладку опыта и его результат объясняет учитель.

Когда происходит дыхание у растений, в какое время суток?

Ответ: днём и ночью, всегда.

Какие превращения происходят:

2.3. Изучение процесса транспирации. Слайд №16

Учитель обращает внимание учащихся на банку с опытными растениями (корнеплодами моркови, веточками растений), на стенках которых есть капельки воды.

Откуда появились капельки воды на стенках банки?

После того, как дети ответили, им предлагается работа с учебником стр.157 рисунок 125 – опыт, показывающий испарение воды.

Что такое транспирация?

Транспирация – процесс испарения воды растениями.

Где происходит транспирация? В листьях растений через устьица.

Далее учитель знакомит учащихся с приспособлениями для уменьшения (колючки, воск, плотная кожица) или увеличения (широкая листовая пластинка) испарения.

Когда происходит процесс транспирации? Работа с учебником, страница 158.

Ответ: При разных условиях!

Для чего происходит процесс транспирации?

Ответ:

Испарение воды приводит к снижению температуры поверхности листа.

Испарение воды обеспечивает транспорт воды и растворённых в ней минеральных веществ.

III. Закрепление изученного материала.

Слайд № 17 работа с таблицей.

Учащиеся заполняют такие же таблицы, которые им предварительно раздали перед началом урока.

IV. Домашнее задание. Слайд №18

§35-37, см. таблицу в тетради, уметь объяснить опыты по рисункам.

V. Выставление оценок. Благодарность учащимся, которые участвовали в проведении экспериментов.

xn--j1ahfl.xn--p1ai

Фотосинтез и дыхание растений

Фотосинтез — это синтез органических веществ из углекислого газа и воды под действием солнечного света. К фотосинтезу способны организмы, имеющие специальные зеленые пигменты — хлорофиллы, которые улавливают свет и позволяют использовать его энергию для синтеза органики. Это некоторые бактерии (например, цианобактерии), протисты (эвглена, хламидомонада и др.) и растения. У протистов и растений хлорофилл содержится в специальных органоидах — хлоропластах. В результате фотосинтеза растение получает из углекислого газа и воды сахар глюкозу. Этот сахар можно использовать как источник энергии ("сжигая" его в ходе клеточного дыхания). А можно использовать как строительный материал: например, сделать из него полимер — целлюлозу — из которой строятся клеточные стенки растений. Другой полимер глюкозы — крахмал — накапливается у растений про запас (из крахмала потом снова можно получить глюкозу). С участием минеральных солей, содержащих азот и серу, из глюкозы можно получить аминокислоты, а из них — белки.

Суммарное уравнение фотосинтеза:

6CO2+6h3O=C6h22O6+6CO2

Кислород, образующийся в ходе фотосинтеза, растения выделяют в атмосферу. Весь кислород атмосферы образовался в результате фотосинтеза. Его используют для дыхания сами растения и другие организмы.

Большинство организмов используют кислород для окисления органических веществ пищи — клеточного дыхания. Этот процесс происходит внутри клеток (у эукариот в специальных органоидах — митохондриях) и служит для снабжения организма энергией. Организмы, использующие кислород, называются аэробы. Организмы, не нуждающиеся в кислороде — анаэробы; они получают энергию в ходе брожения. К анаэробам относятся многие бактерии, некоторые грибы (дрожжи) и животные (например, обитатели кишечника — паразитические черви).

Суммарное уравнение дыхания:

C6h22O6+6O2=6h3O+6CO2

Растения при дыхании поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Фотосинтез идет в растениях только на свету, а дыхание происходит и на свету, и в темноте.

novostynauki.com

Урок по биологии" Фотосинтез и значение зелёных растений. Дыхание.( 6 класс)

Слайд№2 Блиц – опрос

Слайд№3

А) К.А.Тимирязев писал: «Ни один растительный организм не испытывал не на себе человеческой несправедливости в такой степени как лист…. До конца 19 века лист продолжал пользоваться славой пышного, но бесполезного наряда…»

Защитите лист. Расскажите о его значении.

(Транспирация. Дыхание. Фотосинтез.)

Слайд№4 Б) Что такое фотосинтез? (Фотосинтез – это процесс образования органических соединений из углекислого газа и воды, на свету, в листьях, сопровождающийся выделением кислорода).

Слайд№5 В) Каковы особенности строения листа, связанные с фотосинтезом? (устьица, через которые осуществляется поступление углекислого газа и выделение кислорода; клетки столбчатой и губчатой тканей содержат хлоропласты с хлорофиллом, где и происходит фотосинтез).

Слайд№6 Г) Личинки колорадского жука объели все листья растения. Как это отразится на урожае клубней? Почему? (урожай будет низким, так как не будут откладываться про запас органические вещества).

Слайд№7 Д) К.А.Тимирязев писал: «Пища – консервы солнечных лучей». Как вы это понимаете? (энергия Солнца накапливается в виде энергии химических связей органических соединений).

Слайд№8 Е) Что такое космическая роль зеленых растений? Нужно ли растениям лететь в космос для выполнения космической роли? (Нет, лететь не нужно. Выделяется кислород, которым обогащается атмосфера. Им дышат все живые организмы. Из кислорода в верхних слоях атмосферы образуется озон, который защищает всё живое на Земле от губительного действия УФ-лучей).

Слайд №9 схема «Фотосинтез»

Учитель: проверка правильности выполнения задания учащимися класса по схеме.

Слайд №

Задание: (по желанию учащихся) продолжить сказку о фотосинтезе. « Инопланетяне решили уничтожить жизнь на планете Земля. Они выяснили, чтобы уничтожить жизнь, необходимо уничтожить фотосинтез…».

Актуализация знаний

Учитель:

1. Вспомните из курса природоведения, что такое воздух?

2. Какие газы входят в состав воздуха?

3. Каково % содержание газов, составляющих воздух?

Слайд №

Азот – 78%

Кислород – 21%

Углекислый газ – 0,03%

Учитель:

1. Дышат ли живые организмы?

2. Какие газы при этом обмениваются между организмом и окружающей средой?

Учитель: кислород и углекислый газ обладают разными свойствами;

вес газов:

Слайд №

Объяснение нового материала

Демонстрация опыта «Дыхание корней, прорастающих семян, листьев» в пробирки: пустую, с набухшими семенами, листьями, корнеплодами вносим зажженную лучину.

Вопросы для обсуждения:

1. Почему горит лучинка в пустом сосуде?

2. Почему погасла лучинка в сосудах, где находятся набухшие семена, побеги, корнеплод?

3. Какой процесс иллюстрируют эти опыты? (ДЫХАНИЕ)

4. Какой вывод можно сделать после демонстрации опытов?

Учитель: тема урока (записъ в тетради)

Слайд №

Дыхание растений

Вывод: (делают учащиеся)

Растения дышат, поглощая кислород, выделяя углекислый газ

Учитель: Каково значение дыхания для прорастающих семян, корней, листьев?

Демонстрация опыта « Влияние воздуха на прорастание семян»

В двух пробирках семена. В одной семена находятся в воде, в другой – слегка смочены. Пробирки с семенами находились в одинаковых условиях.

Вопросы для обсуждения:

1. Где проросли семена?

2. Почему не проросли семена в одной из пробирок?

3. Какой вывод можно сделать после демонстрации опытов?

Вывод: (делают учащиеся)

Дыхание необходимо для протекания жизненных процессов в органах растения: их роста, развития, питания.

Биологические задачи

Почему на тротуарах оставляют незаасфальтированные приствольные круги?

Почему необходимо рыхлить почву?

Работа с таблицей «Внутреннее строение листа»

Задание: какие особенности строения листа способствуют осуществлению газообмена при дыхании? (устьица, много межклетников в губчатой ткани)

Биологические задачи

Почему растения с пыльными листьями плохо растут?

Почему надо защищать от пыли комнатные растения? (интенсивность дыхания и фотосинтеза мала)

Вывод: (делает учитель)

Растение при дыхании поглощает кислород, кислород, поступая в клетку, окисляет органические вещества (крахмал) до углекислого газа и воды.

Учитель:

1. Каким образом крахмал оказался в клетке?

2. Какая энергия была затрачена на образование крахмала?

Слайд №

В двух пробирках семена. В одной – сухие, в другой – прорастающие. В обе пробирки вставлены термометры.

Вопросы для обсуждения:

1. Что наблюдаете?

2. Выскажите свои предположения. (при прорастании семян выделяется тепло)

Биологическая задача

В зернохранилище намокло зерно. Через два дня, просушивая зерно, заметили, что оно горячее. Почему? (при прорастании семян выделяется тепло)

Вывод: (делает учитель)

При разложении крахмала в процессе дыхания освобождается энергия, которая используется на протекание других жизненных процессов в клетке. Без этой энергии невозможна жизнь.

Задание: процесс дыхания можно изобразить следующей схемой. Заполните ее.

(самостоятельная работа в тетрадях, проверка на слайде)

Слайд №

Органические вещества + ?

энергия

infourok.ru

Дыхание и фотосинтез, соотношение

Под дыханием понимается процесс, связанный с распадом углеводов, в результате которого высвобождается энергия, обеспечивающая метаболизм и транспорт в растении. Так как кинетика метаболизма и транспорта уже описана, то из известных балансовых соотношений можно вычислить затраты субстрата на дыхание. Отметим, что при описании дыхания объединены две стадии преобразования химической энергии: стадии окисления субстрата, во время которой образуются макроэргические связи АТФ, и стадия использования энергии АТФ. Кроме того, в балансовом уравнении дыхания учитываются затраты углеводов на обеспечение энергией процесса биосинтеза и транспорта органических и неорганических веществ. В процессе дыхания выделяется углекислый газ, который частично используется в фотосинтезе. Его динамика описывается на основе балансовых соотношений.[ ...]

Соотношение между фотосинтезом и дыханием в зависимости от температуры (поВ.Л. Лархеру, 1978)

БАЛАНС КИСЛОРОДНЫЙ — соотношение количества кислорода, выделяемого растениями при фотосинтезе (и частично освобождаемого в ходе спонтанных химических реакций в земной коре), и количества кислорода, потребляемого живыми организмами при дыхании, идущего на процессы гниения, окисления неорганических веществ и используемого в промышленности (см. круговорот кислорода).[ ...]

Наконец, как известно, в процессе фотосинтеза растения создают углеводы, на что потребляется углекислый газ; в процессе дыхания углеводы разрушаются с выделением углекис ■ лого газа. Интенсивность фотосинтеза зависит от напряженности света. При некоторой достаточно низкой напряженности света между фотосинтезом и дыханием создается такое соотношение, когда количество углекислого выделяемого при дыхании, сравнимо с чеством, потребляемым при фотосинтезе. Такую силу света называют компенсационной точкой (пунктом). У световых растений компенсационный пункт соответствует более высокой освещенности, у теневых — слабой. Находясь под влиянием света разной напряженности и разного состава, растения несут как бы отпечаток этого в своем строении.[ ...]

Углеводы являются основным продуктом фотосинтеза, на их основе в процессе обмена веществ в растительном организме формируются белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие соединения. Углеводы - основной источник для аэробного и анаэробного дыхания клеток; источник энергии для возобновления вегетации. Обычно растение содержит большой набор разнообразных углеводов. В процессе вегетации соотношение растворимых и нерастворимых форм изменяется. В молодых растениях преобладают моно- и дисахариды, в период созревания увеличивается содержание крахмала, целлюлозы, т.е. нерастворимых форм.[ ...]

Углеводы являются основным продуктом фотосинтеза, на их основе в процессе обмена веществ в растительном организме формируются белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие соединения. Углеводы - основной источник для аэробного и анаэробного дыхания клеток; источник энергии для возобновления вегетации. Обычно растение содержит большой набор разнообразных углеводов. В процессе вегетации соотношение растворимых и нерастворимых форм изменяется. В молодых растениях преобладают моно- и дисахариды, в период созревания увеличивается содержание крахмала, целлюлозы, т.е. нерастворимых форм.[ ...]

Особенно интересна исследуемая теперь возможность использовать соотношение между желтыми пигментами, каротиноидами, и зелеными пигментами, хлорофиллами, как показатель отношения гетеротрофного метаболизма к автотрофному в целом сообществе. Когда в сообществе фотосинтез превышает дыхание, доминируют хлорофиллы, а при усилении дыхания сообщества увеличивается содержание каротиноидов. Это сразу замечаешь, глядя на ландшафт с самолета: быстро растущие молодые хлеба или леса кажутся ярко-зелеными в сравнении с желто-зеленым цветом более старых лесов или спелых хлебов. Маргалеф (1961, 1967) обнаружил, что отношение оптической плотности ацетоновых экстрактов пигментов при длине волны 430 нм к плотности при длине волны 665 нм дает простое отношение содержания желтых пигментов к зеленым, которое обратно пропорционально отношению Р/Я в культурах и планктонных сообществах. Так, это отношение обычно мдло (например, от 1 до 2) для молодых культур или во время весеннего «цветения» водоемов, когда дыхание невелико, и высоко (3—5) в стареющих культурах или в планктонных сообществах в конце лета, I когда дыхание относительно усиленное.[ ...]

Для поддержания жизни на Земле в ее современных формах очень еэжно определенное соотношение кислорода и диоксида углерода в атмосфере. До появления жизни на Земле атмосфера ее соо-тояла в основном из метана, аммиака, водяных паров и водорода. Когда первые водные растения стали использовать солнечный свет в качестве источника энергии, они начали выделять кислород, часть которого освобождалась из океана и накапливалась в атмосфере. Постепенно большая часть водорода первичной атмосферы улетучилась в космическое пространство, а углерод, входящий в состав метана, и азот аммиака ассимилировались растениями, и их место в атмосфере занял кислород, высвобождающийся в процессе фотосинтеза. Сложившееся соотношение кислорода и диоксида углерода в атмосфере Земли поддерживается в настоящее время за счет создания из диоксида углерода и воды фотосинтезирующими организмами около 100 млрд. т органических веществ в год ( что сопровождается выделением кислорода) и окислением около того же количества органических веществ в результате дыхания жрвых организмов ( с превращением в С02 и HgO).[ ...]

Действительно известно, что начальные перестройки в физиологии целого организма (соотношение процессов транспирации, фотосинтеза, водного обмена и др.) в экстремальных условиях проявляются по-разному в зависимости от конкретного воздействия. О том же говорят наблюдения на клеточном уровне (Семихатова, 1990). Анализ реакции дыхательного аппарата клетки на изменение экологической обстановки показывает, что общий уровень дыхания, цианид-резистентное поглощение 02, энергетическая эффективность дыхания изменяется в неодинаковой степени при повышении и понижении температуры, засолении и водном дефиците.[ ...]

Отдельные растения могут компенсировать влияние растительноядных организмов различными способам,и. Во-первых, удаление листьев с растения может уменьшить затенение других листьев 1И вследствие этого привести к повышению у них интенсивности фотосинтеза. Так, замечено, что жук-долгоносик Phyllobius argentatus питается главным образом на нижних, затененных листьях бука, расположенных ближе к стволу, отчего продуктивность всего растения меняется мало (Nielsen, Ejlerson, 1977).[ ...]

Основные химические элементы, из которых состоит биомасса,— это кислород, углерод, водород, азот. На рис. 1 показано количественное соотношение химических элементов биомассы в килограммах на один гектар суши. В процессе фотосинтеза растения суши производят 53 -10® т кислорода в год, а фитопланктон — 414-10” т. Этот кислород расходуется на дыхание различными организмами и на окислительные процессы при разложении сложных органических веществ микроорганизмами. Потребляя в процессе фотосинтеза воду и двуокись углерода, растения снова освобождают связанный в них кислород, и цикл кругообращения кислорода возобновляется. Подсчитано, что весь кислород атмосферы земного шара проходит в этом кругообороте через живое вещество биосферы примерно за 2000 лет.[ ...]

Экспериментальные данные, которые можно было бы привести в обоснование этого вывода, сравнительно невелики.[ ...]

Методика определения токсичности с использованием физиологических показателей. В качестве тест-объектов в этом методе используют протококковые водоросли, выращенные в тех же условиях, что и при применении ускоренного метода. На предлагаемых питательных средах водоросли могут развиваться в течение длительного времени (более 30 суток), не требуя их замены и сохраняя нормальный вид «цветущей» воды в лабораторных условиях. Исследование основных физиологических и биохимических показателей предусматривает использование таких тест-функций, как определение хлорофилла и соотношения хлорофиллов А и В, определение интенсивности фотосинтеза по количеству выделенного кислорода на свету и интенсивности дыхания по количеству поглощенного кислорода в темноте.[ ...]

Содержание хлорофилла на 1 м2 в разных сообществах примерно одинаково, т. е. в целых сообществах содержание зеленого пигмента распределено более равномерно, чем в отдельных растениях или их частях. Соотношение между зелеными и желтыми пигментами можно использовать как показатель отношения гетеротрофного метаболизма к автотрофному. Когда в сообществе фотосинтез превышает дыхание, доминируют зеленые пигменты, а при уменьшении дыхания сообщества увеличивается содержание желтых пигментов.[ ...]

В лесном хозяйстве снижается прирост древесины, отмирают менее устойчивые древесные породы, а в отдельных случаях наблюдается гибель леса на целых участках. Вредные газы, проникая через устьица листа, нарушают процессы фотосинтеза и дыхания. Так, концентрация сернистого ангидрида в воздухе в соотношении 1:1000 000 при повторных действиях в течение двух месяцев вызывает повреждение растений. Более высокие концентрации могут приводить к полной потере листьев растениями.[ ...]

ru-ecology.info

Смотрите также

• 
  Фотосинтез дыхание растений
• 
  Нервная ткань растений
• 
  Признаки клеток растений
• 
  Капельный полив растений
• 
  Растения теплолюбивые это
• 
  Картина из растений
• 
  Светодиод для растений
• 
  Культивирование растений это
• 
  Растения владимирской области
• 
  Экологические факторы растений
• 
  Комнатные растения фикусы