Фотосинтез растений опыт. Исследовательская работа " фотосинтез"

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

История изучения фотосинтеза. Кратко. Фотосинтез растений опыт


Урок биологии по теме "Фотосинтез"

Разделы: Биология

Цель урока: формирование понятия о питании растений.

Задачи урока.

  1. Познакомить учащихся с воздушным способом получения растением веществ, необходимых для питания; раскрыть понятие “фотосинтез”.
  2. Сформировать знания об условиях протекания этого процесса, на основе опытов доказать поглощение углекислого газа и выделение кислорода листьями на свету.
  3. Показать роль света как необходимого условия протекания фотосинтеза.
  4. Выявить приспособленность растений к использованию света в процессе фотосинтеза.
  5. Раскрыть значение фотосинтеза в природе и жизни человека.
  6. Обратить внимание учащихся на проблему загрязнения воздушной среды.
  7. Способствовать воспитанию любознательности, формированию познавательного интереса к изучаемой теме и предмету в целом.

Ход урока

Сегодняшний урок мы с вами начнём с басни И.А.Крылова “Листы и корни”.

В прекрасный летний день, Бросая по долине тень, Листы на дереве с зефирами шептали, Хвалились густотой, зелёностью своей И вот как о себе зефирам толковали: “Не правда ли, что мы краса долины всей? Что нами дерево так пышно и кудряво, Раскидисто и величаво? Чтоб было в нём без нас? Ну, право, Хвалить себя мы можем без греха! Не мы ль от зноя пастуха И странника в тени прохладной укрываем? Не мы ль красивостью своей, Плясать сюда пастушек привлекаем? У нас же раннею и позднею зарёй Насвистывает соловей. Да вы, зефиры, сами Почти не расстаётесь с нами”. “Примолвить можно бы спасибо тут и нам”,- Им голос отвечал из - под земли смиренно. “Кто смеет говорить столь нагло и надменно! Вы кто такие там, Что дерзко так считаться с нами стали?”- Листы, по дереву шумя, залепетали. “Мы те, - Им снизу отвечали, - Которые, здесь роясь в темноте, Питаем вас. Ужель не узнаёте? Мы корни дерева, на коем вы цветёте. Красуйтесь в добрый час! Да только помните ту разницу меж нас: Что с новою весной лист новый народится, А если корень иссушится,- Не станет дерева ни вас.

Итак, из басни мы видим, что между листьями и корнями идёт спор о главенствующей роли в жизни дерева. Давайте вспомним, какое значение имеют корни в жизни растения? Как вы думаете, какие функции выполняют литья?

Давайте мысленно перенесёмся на четыреста лет назад, в 1600 год. Именно тогда голландский ученый Ян Ван-Гельмонт решил узнать, благодаря чему растёт растение. Для этого он поставил опыт: посадил побег ивы в кадку с землёй, предварительно взвесив побег и землю. Взял 60 кг высушенной земли, заполнил ею кадку и высадил в эту землю побег ивы весом 2 кг. В течение пяти лет иву поливал только дождевой водой. Через пять лет масса дерева составила 60 кг, а земли в кадке оказалось 59 кг 943 г. Масса дерева увеличилась на 58 кг, тогда как масса земли уменьшилась всего на 57 г. Результаты проведённого опыта очень заинтересовали других учёных, а вот объяснение, предложенное Ван-Гельмонтом, их совсем не устроило. И начался активный поиск ответа на поставленный вопрос. Возвращаемся в XXI век.

Как вы объясните результаты опыта? За счет чего же растение увеличилось в массе и размерах? Чего не учёл голландский естествоиспытатель? (Исследователь не учёл возможности воздушного питания растений, т.е. существование процесса фотосинтеза).

Детальному изучению данного процесса мы посвятим сегодняшний урок, тема которого так и звучит: “Фотосинтез”. Выясним где непосредственно в клетке, из каких веществ, при каких условиях образуются в растениях органические вещества?

Немного истории… Многие ученые пытались изучить данный процесс, и объяснить, что происходит в растениях на свету, проводили для этого различные эксперименты.

Английский химик Джозеф Пристли искал способ очистки воздуха, испорченного горением и дыханием людей и животных. Он помещал под колокол вместе с горящей свечой или живой мышью разные вещи. Так под колокол попал пучок мяты, который там рос и делал воздух пригодным для горения и дыхания. Опыты Пристли произвели сильное впечатление. Шведский исследователь Карл Шееле, скромный аптекарь, попытался повторить опыты Пристли в своей домашней лаборатории, где он проводил эксперименты в свое свободное время – в основном по ночам. Но у него получилось, что растения не улучшали воздух, а делали его непригодным для горения и дыхания. На основании своих опытов Шееле обвинил Пристли в обмане. Пристли стал повторять опыты, и тут стало все непонятно. Растения то улучшали воздух, то нет. Причина неудач Пристли была в том, что ни он, ни Шееле не выяснили при каких внешних условиях растения очищают и портят воздух. Точку в этом вопросе поставил Ян Ингенхауз – личный врач австрийской императрицы Марии Терезии. Он проделал 500 опытов с веточкой элодеи. На солнечном свету из растения поднимались пузырьки газа. Ингенхауз собрал газ и проверил, что это чистейший кислород. Но оказалось, что пузырьки выделялись только на свету, причем не зелёные части растений пузырьков не выделяли. Таким образом Ингенхауз доказал, что растения действительно улучшают воздух, но только на свету.

Очень образно описал это явление русский ученый, физиолог растений – К.А. Тимирязев: “Дайте самому лучшему повару сколько угодно свежего воздуха, сколько угодно солнечного света и целую речку чистой воды и попросите, чтобы из всего этого он приготовил Вам сахар, крахмал, жиры и зерно, – он решит, что вы над ним смеетесь. Но то, что кажется совершенно фантастическим человеку, беспрепятственно совершается в зеленых листьях растений”. Климент Аркадьевич – не первый, кто заинтересовался ролью зеленого листа, но он первый обобщил все данные о фотосинтезе, которые были известны в науке к началу XX века и сформулировал научное понятие этого процесса в книге “Жизнь растений”.

Запишите в тетрадь определение, данное в 70-е годы XIX столетия К.А. Тимирязевым. Фотосинтез (от греческих слов “фотос” означает свет и “синтез” – соединение) – это образование на свету в листьях из углекислого газа и воды органических соединений (крахмала).

Задание. Рассмотрите имеющиеся иллюстрации опытов. Подумайте и ответьте на вопрос, что доказывает каждый из предложенных опытов?

  1. Опыт Джозефа Пристли с мышонком. (Выделение растениями кислорода, необходимого для дыхания живых организмов).
  2. Опыт с лучинкой. (Зелёные растения выделяют кислород только на свету).
  3. Опыт с окаймлённой геранью. (Органические вещества образуются только при наличии хлорофилла).
  4. Опыт со щёлочью под колпаком. (Необходимость углекислого газа для фотосинтеза).
  5. Опыт с надписью на листе герани. (Образование крахмала в листьях на свету).

Сделайте вывод, какие основные вещества необходимы для процесса фотосинтеза? При каких условиях возможно протекание процесса фотосинтеза? (Углекислый газ, вода, хлорофилл, свет). Следовательно, мы можем предположить, что для протекания данного процесса необходимо наличие определенных веществ и условий. Давайте попробуем это доказать в результате опыта. Существуют вещества, с помощью которых можно узнать о наличии других веществ. Например, раствор йода помогает обнаружить крахмал – органическое вещество. Мы видим изменение окраски раствора йода на срезе клубня картофеля, на кусочке белого хлеба.

Опыт №1. Срежем лист комнатного растения, выдержанного несколько дней в темноте. Обесцветим лист. Опустим лист в ванночку с кипятком, а потом в горячий спирт. Хлорофилл растворяется в спирте и лист обесцвечивается. Капнем на лист капельку йода.

Что мы наблюдаем? Лист не изменил окраски. В листьях растений, находящихся долгое время в темноте не произошло образование органических веществ – крахмала.

Вывод. Органические вещества не образуются в зелёных растениях при отсутствии света.

Опыт №2. Возьмём комнатное растение, выдержанное предварительно в темноте и прикрепим с обеих сторон листа этого растения полоску чёрной бумаги. Выставим растение на яркий свет. На следующий день срежем этот лист и обесцветим его. Промоем лист и капнем капельку йода. Что мы наблюдаем? Часть листа, закрытая полоской бумаги цвет не изменила. Часть листа, находившаяся на свету, окрасилась в синий цвет.

Вывод. Органические вещества (крахмал) в зелёных листьях образуются только на свету.

Опыт №3. Возьмём лист комнатного растения хлорофитума. Обесцветим лист. Капнем капельку йода. Что мы наблюдаем? Края листа посинели, а середина с белой полоской осталась без изменения.

Вывод. Органические вещества (крахмал) образуются в зелёных листьях в зелёных листьях, то есть там, где есть зелёный пигмент хлорофилл.

Опыт №4. Возьмём веточки растения и поместим их в стеклянные сосуды, закрытые крышкой. Наполним банки углекислым газом и плотно закроем. Одну банку поставили в тёмный шкаф. Другую банку выставили на яркий свет. Через сутки открыли банки и опустим в них горящую лучинку. Что мы видим? В банке, которая находилась в тёмном шкафу лучинка погасла. В другой банке лучинка горит. Возникает вопрос. Какой газ поддерживает горение? (Кислород).

Вывод. В процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ, а выделяют кислород. Этот процесс происходит в зелёных листьях на свету.

А где же конкретно происходит процесс фотосинтеза? Для того, чтобы это определить составьте схему из предложенных изображений, которая будет отражать место протекания процесса фотосинтеза. Растение > лист > клетки > пластиды (хлоропласты) > тилакоиды, содержащие пигмент хлорофилл. Именно в этих маленьких структурах и происходит процесс фотосинтеза. А вспомните, пожалуйста, в чем особенности строения хлоропласта.

А сейчас, проявим свойственное вам стремление проникнуть в суть любого процесса и понять его механизм.

Борис Пастернак писал:

“Во всём мне хочется дойти До самой сути, В работе, в поисках пути, В сердечной смуте. До сущности протекших дней, До их причины, До оснований, до корней, До сердцевины…”.

Фазы фотосинтеза. Работа в парах.

Фотосинтез является сложным многоступенчатым процессом, часть реакций которого происходит на свету, а часть – в его отсутствии. Следовательно, выделяют две фазы фотосинтеза световую и темновую. И сейчас вы самостоятельно попытаетесь определить суть этих процессов, заполняя таблицу. 1 ряд – характеризует световую фазу, 2 ряд – темновую. Я предлагаю одному учащемуся каждой группы выступить и объяснить суть процессов каждой фазы.

Сравнение этапов фотосинтеза

  Световая фаза Темновая фаза
Место протекания процессов Мембраны тилакоидов Строма хлоропласта
Условия Свет Наличие света не обязательно
Необходимые вещества Вода, углекислый газ, АДФ, НАДФ
Углекислый газ, АТФ, НАДФ-Н,
Процессы, происходящие на данном этапе Фотолиз воды, нециклическое фосфорилирование (образование АТФ) Цикл Кальвина
Что образуется? Кислород (удаляется в атмосферу), АТФ, НАДФ-Н. Глюкоза, АДФ, НАДФ

I. Световая фаза фотосинтеза. Световая фаза – это стадия, для протекания реакций которой требуется поглощение кванта солнечной энергии. Её смысл – превратить световую энергию солнца в химическую энергию молекул АТФ и других молекул, богатых энергией. Эти реакции протекают непрерывно, но их легче изучать, разделив на три этапа:

1. а) Свет, попадая на хлорофилл, сообщает ему достаточно энергии для того, чтобы от молекулы мог оторваться один электрон; б) электроны захватываются белками-переносчиками, встроенными, наряду с хлорофиллом, в мембраны тилакоида и выносятся на сторону мембраны, обращённую в строму; в) в строме всегда есть вещество, являющееся переносчиком водорода, НАДФ+ (никотин–амид–аденин–динуклеотид–фосфат). Это соединение захватывает возбуждённые светом e и протоны, которые всегда есть в строме, и восстанавливается, превращаясь в НАДФ·h3.

2. Молекулы воды разлагаются под действием света (фотолиз воды): образуются электроны, Н+ и O2. Электроны замещают e, утраченные хлорофиллом на стадии 1. Протоны пополняют протонный резервуар, который будет использоваться на стадии 3. Кислород выходит за пределы клетки в атмосферу.

3. Протоны устремляются из тилакоида наружу – в строму. На выходе создаётся высокий уровень энергии, который идёт на синтез АТФ - нециклическое фосфорилирование (АДФ + Фн = АТФ). Образовавшиеся молекулы АТФ переходят в строму, где участвуют в реакциях образования углеводов.

Итак, результат световой фазы – образование молекул, богатых энергией АТФ и НАДФ·h3, и побочного продукта – O2.

II. Темновая фаза фотосинтеза. Эта фаза проходит в строме хлоропласта, куда поступает CO2 из воздуха, а также продукты световой фазы АТФ и НАДФ·h3. Здесь эти соединения используются в серии реакций, накапливающих CO2 в форме углеводов, данный процесс представляет собой цикл Кальвина (Нобелевская премия 1961 г.). Для создания одной молекулы глюкозы цикл должен повториться шесть раз: при этом всякий раз к запасу фиксированного углерода в растении прибавляется по одному атому углерода из CO2. АДФ, Фн и НАДФ+ из цикла Кальвина возвращаются на поверхность мембран и снова превращаются в АТФ и НАДФ·h3. В дневное время, пока светит солнце, в хлоропластах не прекращается активное движение этих молекул: они снуют туда и сюда, как челноки, соединяя два независимых ряда реакций. Этих молекул в хлоропластах немного, поэтому АТФ и НАДФ·h3, образовавшиеся днём, на свету, после захода солнца быстро расходуются в реакциях фиксации углерода. Затем фотосинтез прекращается до рассвета. С восходом солнца вновь начинается синтез АТФ и НАДФ·h3, а вскоре возобновляется и фиксация углерода.

Итак, в результате фотосинтеза происходит превращение световой энергии в энергию химических связей в молекулах органических веществ. А растения, таким образом, являются “посредниками между Космосом и жизнью на Земле”.

В итоге суммарное уравнение двух этапов фотосинтеза будет выглядеть следующим образом:

Значение фотосинтеза. О фотосинтезе можно говорить не только на уроках биологии и химии. Если по-настоящему любить природу, можно описать этот процесс красивым литературным языком. Послушайте выдержку из работы К.А. Тимирязева. Я предлагаю вам закрыть глаза и мысленно нарисовать картинку к тексту. “Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зелёную 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 вошёл 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 сознании”.

Как вы думаете, почему К.А. Тимирязев считал, что растениям в нашей жизни принадлежит космическая роль?

Основным источником тепла и света является космическое тело – Солнце. А зелёные растения – единственные организмы на нашей планете, которые способны усваивать солнечную энергию и переводить её в химическую энергию органических веществ.

Изобретатель паровоза Стефенсон как-то задал вопрос своему приятелю: “Что движет проходящий перед нами поезд?” “Конечно, твое изобретение”, – ответил его друг. “Нет, – сказал Стефенсон, – его движет тот солнечный луч, который сотни миллионов лет назад поглотило зеленое растение”.

Какую ещё роль играет фотосинтез? Чтобы ответить на этот вопрос, обратитесь к тексту учебника на странице.

Значение фотосинтеза:

  1. Ежегодно на планете образуется 150 млн тонн органического вещества.
  2. В атмосферу ежегодно выделяется 200 млн тонн кислорода, который необходим для всех живых организмов.
  3. Из кислорода в верхних слоях атмосферы образуется озон, который защищает всё живое на Земле от губительного действия ультрафиолетовых лучей.
  4. Фотосинтез регулирует содержание углекислого газа в атмосфере.
  5. Зелёные растения способны преобразовывать энергию Солнца в химическую энергию органических веществ.

Фотосинтез идёт На свету круглый год Из простых минеральных веществ. Солнце свет свой прольёт, Луч на лист упадёт, Чтобы всем подарить кислород. И никак не поймёт наш упрямый народ Что он дышит, ест и живёт, Потому что с утра, лишь приходит пора, Сладкий сок производит листва.

Теперь как квалифицированные специалисты по вопросам фотосинтеза ответьте на вопрос. Почему в школах должно уделяться большое внимание вопросам озеленения кабинетов? (Так как зелёные растения регулируют содержание кислорода и углекислого газа в воздухе, улучшают микроклимат и просто радуют глаз, напоминая, что вслед за холодной зимой обязательно наступит тёплая весна. Всё это способствует сохранению здоровья работников школы и учащихся).

Вывод. Растения являются автотрофами, то есть производят органические вещества в процессе фотосинтеза, которыми питаются все живые организмы.

Ответы на вопросы:

  1. Как называется основная ткань листа?
  2. Какова ее функция?
  3. Что такое фотосинтез?
  4. Где в растениях образуются органические вещества?
  5. Какие условия необходимы для образования крахмала в листьях?
  6. Какой газ в процессе фотосинтеза поглощается зелёными растениями?
  7. Какой газ растения выделяют в процессе фотосинтеза?
  8. Какое значение имеет процесс фотосинтеза в природе?
  9. Найдите биологическую ошибку: Фотосинтез – это процесс образования органических веществ из неорганических в хлоропластах листа на свету. Для протекания фотосинтеза необходимы следующие условия: наличие кислорода и воды, зеленых листьев и солнечного света. В процессе фотосинтеза образуется органическое вещество – крахмал. Побочным продуктом фотосинтеза является углекислый газ и вода.
  10. Используя схему, расскажите о процессе фотосинтеза.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Исследовательская работа " фотосинтез"

Исследовательская работа

Тема:

«ФОТОСИНТЕЗ»

Выполнила :

Трудик Анастасия

ученица 6 г класса

МАОУ СОШ №2 г Усть-Лабинск

Руководитель:

Вечерняя Людмила Ивановна

Учитель биологии

г. Усть-Лабинск

2014г

Оглавление:

I.Введение:……………………………………………………… 3

1.1Вступление

1.2Актуальность темы

II.История фотосинтеза………………………………………… 4

III.Процессы, происходящие в листе (практическая часть):……………………………………………………………. 5-8

  • «Определение необходимости света для зеленого растения»

  • «Образование крахмала в листьях на свету»

  • «Значение хлорофилла в питании растения»

  • «Определение выделения кислорода и поглощение углекислого газа зелеными растениями»

IV.Значение фотосинтеза в природе………………………………………………………… 9

V.Заключение…………………………………………… 10-11

Приложение 1…………………………………………… 12

Список литературы……………………………………… 13

I.Введение

    1. Вступление

Давно известно, что без зеленого растения не может быть жизни на Земле. Только оно способно из простых соединений – солей, углекислого газа и воды – создать необходимые для жизни человека и животных белки, жиры и углеводы.

О роли зеленого растения на Земле К.А.Тимирязев говорил так: «Едва ли какой процесс, совершающийся на поверхности земли заслуживает в такой степени всеобщего внимания, как тот далеко ещё не разгаданный процесс, который происходит в зеленом листе, когда на него падает луч солнца…- это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете, а, следовательно, и благосостояние всего человечества»

1.2.Актуальность темы.

Я всегда думала, что растение питается водой и растворенными в ней солями, которые корень берет из почвы. Но на уроке биологии, изучая тему «Питание растений», я узнала, что это почвенное питание, но, оказывается,что есть еще и воздушное питание, то есть фотосинтез. Причиной появления жизни на Земле является, именно процесс фотосинтеза, который характерен для зеленых растений.

Цель работы:путем проведения исследованийдоказать, что зеленый лист, а именно, хлорофилл является источником жизни на Земле.

Задачи исследования:

  • Почему говорят, что лист – живой?

  • Почему существует выражение: «лист – живая лаборатория»?

  • Что произойдет, если растения на Земле исчезнут?

Объект исследования:комнатные растения.

Методы исследования: поиск, изучение и анализ теоретического материала; проведение опытов и их описание,сравнительный анализ.

Сроки проведения работы: июнь-июль 2014года

Научное и практическое значение работы: результаты работыбудут представлять интерес и значимость в учебном процессе курса биологии

II.История фотосинтеза

На два столетия в науке утвердилась теория водного питания растений. Листья, по этой теории, лишь помогали растению испарять излишнюю влагу.

К самому неожиданному, но правильному предположению о воздушном питании растений ученые пришли лишь к началу девятнадцатого века. Важную роль в понимании этого процесса сыграло открытие, совершенное английским химиком Джозефом Пристли в 1771 году. Он поставил опыт, в результате которого он сделал вывод: растения очищают воздух и делают его пригодным для дыхания. Позднее выяснилось: для того, чтобы растение очищало воздух, необходим свет.

Десять лет спустя учёные поняли, что растение не просто превращает углекислый газ в кислород. Углекислый газ необходим растениям для жизни, он служит для них настоящей пищей (вместе с водой и минеральными солями).

Воздушное питание растений называется фотосинтезом. Кислород в процессе фотосинтеза выделяется в качестве необычного продукта.

Опыты Пристли впервые позволили объяснить, почему воздух на Земле остается «чистым» и может поддерживать жизнь, несмотря на горение бесчисленных огней и дыхание множества живых организмов. Он говорил: «Благодаря этим открытиям мы уверены, что растения произрастают не напрасно, а очищают и облагораживают нашу атмосферу».

III.Процессы, происходящие в листе.

  1. «Образование крахмала в листьях на свету»

Оборудование: растение – герань, спирт, вода,

У тепличного растения герани, стоявшего на свету, отрезала один лист и опустила его на 5 минут в чашу с кипящей водой. Затем положила лист в стаканчик с небольшим количеством спирта.Зеленая окраска листа (хлорофилл) растворяется в спирте. Когда лист обесцветился, его ополоснула в воде и опустила в раствор йода налитого в пластиковый стаканчик. Я увидела, что лист посинел. Вывод: значит в листе есть крахмал, который в присутствии йода окрашивается в синий цвет.

Затем я продолжила опыт. На этом же растении на один из листочков с двух сторон в одном месте я, с помощью степлера, прикрепила одинаковые фигуры, вырезанные из картона и поставила растение на свет на10 часов, предварительно полив его. Затем провела тот же эксперимент, предложенный выше, я увидела, что, то место, которое было закрыто картоном в растворе йода, не окрасилось, а та часть листа, которая была открыта солнечным лучам окрасилась в фиолетовый цвет. Я пришла к выводу, что на свету в растении, в зеленых листьях, образуется крахмал.

C:\Users\boss\Pictures\2014-11-07\464.jpgC:\Users\boss\Pictures\2014-11-07\460.jpgC:\Users\boss\Pictures\2014-11-07\457.jpgC:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\фотосинтез\P260312_1058.jpgC:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\фотосинтез\P270312_1048.jpg

Примечание: йод является качественной реакцией на крахмал.

  1. «Значение хлорофилла в питании растения»

Оборудование: растение - хлорофитум пестролистный, штатив, спиртовка, вода, спирт, пинцет.

Ухлорофитума пестролистного, стоявшего на свету, оторвала один лист и опустила его на 5 минут в чашку с кипящей водой. Затем положила лист в стаканчик с небольшим количеством спирта, который поставила в кипящую воду.

Зеленая окраска листа (хлорофилл) растворяется в спирте. Когда лист обесцветился, его ополоснула в воде и опустила в раствор йода (цвет крепкого чая), налитого в блюдце. Я увидела, что лист посинел не по всей поверхности, а только там, где он зеленый, а белые полоски на листе остались бесцветными.

.

C:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\фотосинтез\P020412_1435[01].jpgC:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\фотосинтез\P020412_1442.jpgC:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\фотосинтез\P020412_1455.jpg

Вывод: крахмал образуется только в зеленой части листа.

Этими опытами я доказала, что для растения обязательно нужен свет. Растение тянется к свету. Без света растение пожелтеет и погибнет. Крахмал образуется только на свету и в зеленой части листа, там где есть хлорофилл. В процессе фотосинтеза образуется кислород. Таким образом «зеленый лист» осуществляет очень важный процесс для жизни на Земле – это фотосинтез.

Необходимая для фотосинтеза световая энергия в известных пределах поглощается тем больше, чем меньше затемнен лист. Потому у растений в процессе эволюции выработалась способность поворачивать пластину листа к свету так, чтобы на нее падало больше солнечных лучей. Листья на растении располагаются так, чтобы не притеснять друг друга. Это листовая мозаика.

Процесс фотосинтеза слагается из целого ряда последовательных реакций, часть которых протекает с поглощением световой энергии, а часть — в темноте. Устойчивыми окончательными продуктами фотосинтеза являются углеводы (сахара, а затем крахмал), органические кислоты, аминокислоты, белки.

Фотосинтез при различных условиях протекает с разной интенсивностью.

Интенсивность фотосинтеза также зависит от фазы развития растения. Максимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается в фазе цветения.

Процесс фотосинтеза все больше и больше привлекает к себе внимание ученых. Наука близка к разрешению важнейшего вопроса — искусственного создания при помощи световой энергии ценных органических веществ из широко распространенных неорганических веществ. Проблема фотосинтеза усиленно разрабатывается ботаниками, химиками, физиками и другими специалистами.

В последнее время уже удалось искусственно получить синтез формальдегида и сахаристых веществ из водных растворов карбонатной кислоты; при этом роль поглотителя световой энергии играли вместо хлорофилла карбонаты кобальта и никеля. Недавно синтезирована молекула хлорофилла.

Успехи науки в области синтеза органических веществ наносят сокрушительный удар по идеалистическому учению — витализму, который доказывал, что для образования органических веществ из неорганических необходима особая «жизненная сила» и что человек не сможет синтезировать сложные органические вещества.

Фотосинтез в растениях осуществляется в хлоропластах.

IVЗначение фотосинтеза в природе.

Фотосинтез — единственный процесс в биосфере, ведущий к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника. Запасенная в продуктах фотосинтеза энергия — основной источник энергии для человечества.

Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется 150 млрд. тонн органического вещества и выделяется около 200 млн. тонн свободного кислорода.

Поскольку зеленые растения представляют собой непосредственную базу питания всех других организмов, фотосинтез удовлетворяет потребность в пище всего живого на нашей планете. Он — важнейшая основа сельского и лесного Зеленое растение способно использовать углекислый газ и создавать сахар

V.Заключение

Задачи, которые я поставила перед выполнением данного исследования выполнены. Я нашла ответы на поставленные перед собой вопросы.

Почему говорят, что лист – живой? Лист – это часть растения и он, как и всё растение питается, дышит, растёт, приспосабливается к условиям среды (например: у кактуса – листья-колючки, через которые уменьшается испарение влаги и растут они в засушливых местах)

Почему существует выражение: «лист – живая лаборатория»?В листе, как в любой химической лаборатории, идут очень сложные процессы фотосинтеза органических веществ из неорганических в присутствии энергии солнца.

Поэтому, в настоящее время, буду призывать всех учащихся к тому, чтобы озеленить классы и коридоры как можно больше.

Немного интересного

...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. Он только затратился на внутреннюю работу, он рассек, разорвал связь между частицами углерода и кислорода, соединенными в углекислоте. Освобожденный углерод, соединяясь с водой, образовал крахмал. Этот крахмал, превратясьврастворимый сахар, после долгих странствований по растению отложился, наконец, в зерне в виде крахмала же или в виде клейковины. В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы. И вот теперь атомы углерода стремятся в наших организмах вновь соединиться с кислородом, который кровь разносит во все концы нашего тела. При этом луч солнца, таившийся в них в виде химического напряжения, вновь принимает форму явной силы. Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу...Подобный запас энергии мы делаем каждый день, заводя свои часы; явная энергия заводящей руки превращается в потенциальную энергию часовой пружины, которая затем исподволь в течение суток принимает форму явной, в движении стрелки...Будем ли мы говорить о питании корня за счет веществ, находящихся в почве, будем ли говорить о воздушном питании листьев за счет атмосферы или питании одного органа за счет другого, соседнего, везде для объяснения будем прибегать к тем же причинам...основной механизм принятия пищи управляется законами, общими для живой и неоживленной природы...Зеленый лист, или, вернее, микроскопическое зеленое зерно хлорофилла является фокусом, точкой в мировом пространстве, в которую с одного конца притекает энергия солнца, а с другого берут начало все проявления жизни на земле. Растение - посредник между небом и землею. Оно истинный Прометей, похитивший огонь с неба. Похищенный им луч солнца горит и в мерцающей лучине, и в ослепительной искре электричества. Луч солнца приводит в движение и чудовищный маховик гигантской паровой машины, и кисть художника, и перо поэта

Список литературы

1.Учебник биологии 6-7 класс Сухова,Строганов

2.Эниклопедия «Хочу все знать» Зыкова,Мольков,Озерова

3.Настольная книга эрудита Рокош,Сахарова,Чернякевич

4.Статьи из Интернета

Космическая роль зелёных растений

infourok.ru

Урок фотосинтез (готово) - Фотосинтез

Выяснить отличия между листом и корнем. Зачитываем фрагмент басни И.А.Крылова «Листы и корни»

В прекрасный летний день,

Бросая по долине тень,

Листы на дереве с зефирами шептали,

Хвалились густотой, зелёностью своей

И вот как о себе зефирам толковали:

«Не правда ли, что мы краса долины всей?

Что нами дерево так пышно и кудряво,

Раскидисто и величаво?

Чтоб было в нём без нас? Ну, право,

Хвалить себя мы можем без греха!

Не мы ль от зноя пастуха

И странника в тени прохладной укрываем?

Не мы ль красивостью своей,

Плясать сюда пастушек привлекаем?

У нас же раннею и позднею зарёй

Насвистывает соловей.

Да вы, зефиры, сами

Почти не расстаётесь с нами».

«Примолвить можно бы спасибо тут и нам»,-

Им голос отвечал из - под земли смиренно.

«Кто смеет говорить столь нагло и надменно!

Вы кто такие там,

Что дерзко так считаться с нами стали?»-

Листы, по дереву шумя, залепетали.

«Мы те, -

Им снизу отвечали, -

Которые, здесь роясь в темноте,

Питаем вас. Ужель не узнаёте?

Мы корни дерева, на коем вы цветёте.

Красуйтесь в добрый час!

Да только помните ту разницу меж нас:

Что с новою весной лист новый народится,

А если корень иссушится,-

Не станет дерева ни вас.

Итак, из басни мы видим, что между листьями и корнями идёт спор о главенствующей роли в жизни дерева.

Давайте вспомним, какое значение имеют корни в жизни растения?

Какие функции выполняют литья?

На сегодняшнем уроке мы познакомимся подробнее с фотосинтезирующей функцией листа.

Учитель создаёт проблемную ситуацию:

Растения являются автотрофами, т.е. производят органические вещества, которыми питаются все живые организмы.

Вопрос:

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

Давайте вспомним, как называется основная ткань листа?(дети отвечают: фотосинтезирующая)

Что это значит?

Это означает, что здесь происходит процесс фотосинтеза.

Учитель:

Слово «фотосинтез» произошло от греческого «фотос» - свет и «синтез» - соединение, т.е. этот процесс происходит на свету.

Фотосинтез – это процесс образования органических веществ (крахмала) из неорганических (углекислого газа и воды) в зелёных листьях с использованием солнечного света.

Давайте попробуем это доказать в результате опыта.

Существуют вещества, с помощью которых можно узнать о наличии других веществ. Например, раствор йода помогает обнаружить крахмал – органическое вещество.

Учитель демонстрирует изменение окраски раствора йода на срезе клубня картофеля, на кусочке белого хлеба.

Опыт №1. доказывающий, что органические вещества не образуются в зелёных растениях при отсутствии света.

  1. Срежем лист комнатного растения, выдержанного несколько дней в темноте.
  2. Обесцветим лист. Опустим лист в ванночку с кипятком, а потом в горячий спирт. Хлорофилл растворяется в спирте и лист обесцвечивается.
  3. Капнем на лист капельку йода.
Что мы наблюдаем?

Лист не изменил окраски.

Сделайте вывод.

Вывод 1: запись в тетрадях.

В листьях растений, находящихся долгое время в темноте не произошло образование органических веществ – крахмала.

Опыт №2. доказывающий, что органические вещества в зелёных листьях образуются на свету.

Возьмём комнатное растение, выдержанное предварительно в темноте и прикрепим с обеих сторон листа этого растения полоску чёрной бумаги.

  1. Выставим растение на яркий свет.
  2. На следующий день срежем этот лист и обесцветим его.
  3. Промоем лист и капнем капельку йода.
Что мы наблюдаем?

Часть листа, закрытая полоской бумаги цвет не изменила. Часть листа, находившаяся на свету, окрасилась в синий цвет.

Вывод 2: Крахмал образуется только на свету.

Опыт №3. доказывающий, что органические вещества образуются в зелёных листьях

  1. Возьмём лист комнатного растения хлорофитума.
  2. Обесцветим лист.
  3. Капнем капельку йода.
Что мы наблюдаем?

Края листа посинели, а середина с белой полоской осталась без изменения.

Вывод 3: Крахмал образуется в зелёных листьях, т.е. там, где есть зелёный пигмент хлорофилл.

Опыт №4. доказывающий, что в процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород.

  1. Возьмём веточки растения и поместим их в стеклянные сосуды, закрытые крышкой.
  2. Наполним банки углекислым газом и плотно закроем.
  3. Одну банку поставили в тёмный шкаф.
  4. Другую банку выставили на яркий свет.
  5. Через сутки открыли банки и опустим в них горящую лучинку.
Что мы видим?

В банке, которая находилась в тёмном шкафу лучинка погасла.

В другой банке лучинка горит.

Вопрос: Какой газ поддерживает горение?

Ответ: кислород.

Вывод 4: В процессе фотосинтеза поглощается углекислый газ, а выделяется кислород. Этот процесс происходит в зелёных листьях на свету. ( «Опыт Джозефа Пристли»)

Выяснить и записать значение фотосинтеза.

Фотосинтез идёт

На свету круглый год

Из простых минеральных веществ.

Солнце свет свой прольёт,

Луч на лист упадёт,

Чтобы всем подарить кислород.

И никак не поймёт наш упрямый народ

Что он дышит, ест и живёт,

Потому что с утра, лишь приходит пора,

Сладкий сок производит листва.

Запись в тетрадях: значение фотосинтеза.

  1. Образуется органическое вещество.
  2. Атмосфера обогащается кислородом.
  3. Поглощается углекислый газ.

historich.ru

Современная теория фотосинтеза, когда растения добывают углерод из…

[Jul. 4th, 2008|11:07 am]

Научная кунсткамера

Современная теория фотосинтеза, когда растения добывают углерод из атмосферы, которого в ней 0,01%, говорит о том, что на планете нет ни одного ученого, ни одного инженера, и вообще ни одного мыслящего человека.

Растения играют очень важную роль в жизни человека, поэтому остановимся на теории фотосинтеза подробнее. Теория фотосинтеза полностью противоречит практике.

Я упаковал комнатное растение в прозрачный полиэтиленовый пакет. От баллона с углекислым газом провел трубочку и настроил небольшой расход углекислого газа в пакет с растением. Другое такое же комнатное растение росло, как обычно.

Растение в Углекислотной атмосфере

В течение двух месяцев я не обнаружил никакой разницы в развитии опытного и контрольного растений. Тогда было принято решение ускорить изучение влияния атмосферы на жизнь растений, а именно, попытаться «задушить» растение, лишив его листья контакта с углекислым газом и кислородом. Для этого я заменил баллон с углекислым газом на баллон с азотом.

Растение в Азотной атмосфере

Продул пакет азотом и настроил небольшой расход азота через пакет с растением на улицу. Растение, лишенное веществ, необходимых для жизнедеятельности, должно было быстро погибнуть, однако оно продолжало нормально жить и развиваться. Видимо, растения не знакомы с теорией фотосинтеза.

Когда закончился азот, я накрыл растение пятилитровой стеклянной банкой с целью перекрыть доступ атмосферного углекислого газа к листьям.

Растение в "изолированной" атмосфере

В среднем на 1м2 листовой площади растение накапливает за 1 час 1-2г. сухого вещества или 0,45-0,9г. углерода (45%). Один кубометр воздуха содержит 0,15г. углерода (0,01%). Листовая площадь подопытного цветка составляет ~ 1/16 м2. Такому растению каждый час необходимо получать количество углерода, находящегося в 250 литрах воздуха, а поскольку объем банки всего 5 литров, то минуты жизни цветка были сочтены. Однако, как Вы уже догадались, цветок нормально развивается в банке, не обращая внимания на отсутствие углекислого газа.

Попытка «утопить» растение так же закончилась неудачей.

Растение погруженное в воду

Несколько дней растение благополучно росло на свету, погруженное в воду, при этом было видно, как выделяются пузырьки газа. Затем его вытащили из воды, и несколько дней оно было на воздухе, потом снова погрузили в воду и так несколько раз. В результате такого купания растение не «захлебнулось», а наоборот, стало выглядеть лучше, чем до опыта.

Одновременно с опытами я выяснял, что написано в научной литературе по фотосинтезу. И обнаружил поразительные факты:

1. Понятия «воздушное питание растений» и «дыхание растений» существуют только в теоретической научной литературе и в учебниках. В практическом сельскохозяйственном производстве таких понятий нет. Так же как нет технологий, операций, мероприятий, техники и приспособлений, обеспечивающих воздушное питание и дыхание растений.

2. Ни в каком языке мира не существует слов, обозначающих углеродное, углекислотное или кислородное голодание растений. Не описано ни одного случая угнетения или гибели растений из-за отсутствия углекислого газа или кислорода.

3. Не проводились и не проводятся опыты, доказывающие или опровергающие теорию воздушного питания и дыхания растений.

4. Описания фотосинтеза содержат ложные утверждения. Например, ученые пишут «…воздух проходит через устьица и поднимается в верхнюю часть листа…». В действительности этого нет. Днем листья выделяют кислород и углекислый газ, ночью – углекислый газ. Азот не выделяется из листьев ни днем, ни ночью. Растения не усваивают азот из воздуха, он поступает к растениям только из почвы. То есть воздух, который на 80% состоит из азота, не попадает внутрь листьев, иначе из листьев выделялся бы азот. Кроме того, листья находятся под постоянным давлением выше атмосферного, в том числе их губчатая часть, таким способом растения поддерживают форму листьев и их место в кроне. Поэтому, чтобы воздух попал в верхнюю часть листа, там нужно создать разряжение, для этого нужны органы дыхания и мышцы. Ничего этого листья не имеют.

Воздушного питания и дыхания растений не существует. Одной теории фотосинтеза достаточно для утверждения, что наука - это мракобесие, “опиум для народа”. Жители Вселенной (не инопланетяне) строят познание мира на других принципах, по другой схеме, чем наша наука.

Примеры научных глупостей неистощимы, наука целиком состоит из глупостей, и эта ситуация совершенно объективная. Человек не может познать мир, настолько «хитро» он устроен.

Артюга З.О.

www.otao.narod.ru

[email protected]

Comments:
"Человек не может познать мир, настолько «хитро» он устроен."

видно не каждый может...

From: zergulei2008-07-06 06:32 pm (UTC)

Уж если о воздушном питании растений такое в учебниках

(Link)

Здравствуйте! То, что делает с детьми школа, многократно страшнее ужасов фашистских лагерей. Школа через дезинформацию воспитывает атеистов, уродует неокрепшие детские души, исправить потом чаще всего уже ничего нельзя.Вот один из примеров научного бреда под названием «фотосинтез»:Фотосинтез: опыты не подтверждают существование воздушного питания и дыхания растений. В растительном мире известна жизненная потребность в воде - если полностью оголить корни растения, то гибель растения неизбежна. А вот про гибель растений от углеродного голодания или от удушья ничего не известно. В научной и учебной литературе не опубликовано ни одного опыта с гибелью растения при отсутствии углекислого газа или кислорода. Опыт. Растение, изолированное от атмосферы , по теории фотосинтеза должно погибнуть, потому что питается и дышит, якобы, воздухом.Когда я изолировал листовую часть растений или всё растение от атмосферы прозрачной плёнкой или стеклом, а так же в банках, в пробирках, в колбах, в сухих аквариумах со 100% гарантией непопадания новых порций воздуха, то подопытные растения или начинали лучше расти и плодоносить, чем контрольные, или никак не реагировали на изменение условий. Хотя должны были погибнуть. Случаев гибели не было. Продолжительность опытов не менее трёх месяцев. В опытах по изоляции растений я использовал обычные в каждой квартире комнатные растения тропического происхождения. Для исследования влияния изоляции растений от атмосферы на плодоношение, использовал карликовый сорт томатов «малютка» и горький стручковый перец «огонёк». В опытах участвовали обязательно здоровые, полноценные растения с хорошей корневой системой. Опытные растения располагал на подоконниках, на балконе, на даче в тепличке и в открытом грунте. Рядом с изолированным растением обязательно располагал такое же, но не изолированное, контрольное растение. Для опытов использовались не порванные, прозрачные целлофановые или полиэтиленовые пакеты , внутрь которых помещался горшок с растением или листовая часть растения. Очень удобны для опытов пластмассовые бутылки из-под напитков. Насыпают в бутылку (от 0,3 литра и более) немного земли, кидают туда семена растений, какие захотят (огурцы, томаты, ростки картошки, желуди, семена берёзы, клёна, цветов), кладут бутылку на бок, наливают немного воды для полива, плотно закручивают пробку и помещают бутылку на свету, но чтобы не перегрелась. Очень наглядно и убедительно. Такой опыт я всегда советую проделать на форумах. Скептики после этого перестают меня поливать. Из стеклянной посуды использовал банки от 0,3 до 10 литров и сухие аквариумы, закрытые сверху стеклом. Для опытов по выращиванию растений из клеток образовательной ткани я использовал обычные пробирки и колбочки. Культура тканей выращивается обязательно в плотно закрытой, прозрачной посуде маленького объёма, иначе - высыхание и гибель. Грамотные люди - селекционеры и бизнесмены, по всей Земле ежедневно помещают клетки образовательной ткани растений в пробирки для получения новых сортов или для размножения редких и ценных растений. Растения вырастают из клетки в плотно закрытой пробирке, будучи «с детства» изолированными от атмосферного углерода и кислорода. Миллионы людей ежедневно смотрят на эти доказательства отсутствия воздушного питания и дыхания растений в том числе и по телевизору и ничего не видят! Вот такая гримаса науки и образования! А мы говорим, что школа плохо учит.

В семенах мало органики. Когда выросли и отплодоносили растения, органики стало много. Органика размножилась. То есть в листьях растений происходит размножение органики на воде в светлое время суток, это неоспоримый факт. Синтеза в листьях растений нет.Отчаявшись быть услышанным у нас, несколько лет назад я написал в посольство США о фотосинтезе. В 2007 году в новостях по 1ТВ слышу: «Американские студенты представили в академию наук США доклад о том, что растения не используют углекислый газ в своей жизнедеятельности…». Прозвучало это один раз и понятно почему – предстоит полная ревизия науки. Страшно им.

С уважением Зергулей. www.otao.narod.ru [email protected]

From: zergulei2008-07-06 06:46 pm (UTC)

Уж если о воздушном питании растений такое в учебниках

(Link)

Здравствуйте! То, что делает с детьми школа, многократно страшнее ужасов фашистских лагерей. Школа через дезинформацию воспитывает атеистов, уродует неокрепшие детские души, исправить потом чаще всего уже ничего нельзя.Вот один из примеров научного бреда под названием «фотосинтез»:Фотосинтез: опыты не подтверждают существование воздушного питания и дыхания растений. В растительном мире известна жизненная потребность в воде - если полностью оголить корни растения, то гибель растения неизбежна. А вот про гибель растений от углеродного голодания или от удушья ничего не известно. В научной и учебной литературе не опубликовано ни одного опыта с гибелью растения при отсутствии углекислого газа или кислорода. Опыт. Растение, изолированное от атмосферы , по теории фотосинтеза должно погибнуть, потому что питается и дышит, якобы, воздухом.Когда я изолировал листовую часть растений или всё растение от атмосферы прозрачной плёнкой или стеклом, а так же в банках, в пробирках, в колбах, в сухих аквариумах со 100% гарантией непопадания новых порций воздуха, то подопытные растения или начинали лучше расти и плодоносить, чем контрольные, или никак не реагировали на изменение условий. Хотя должны были погибнуть. Случаев гибели не было. Продолжительность опытов не менее трёх месяцев. В опытах по изоляции растений я использовал обычные в каждой квартире комнатные растения тропического происхождения. Для исследования влияния изоляции растений от атмосферы на плодоношение, использовал карликовый сорт томатов «малютка» и горький стручковый перец «огонёк». В опытах участвовали обязательно здоровые, полноценные растения с хорошей корневой системой. Опытные растения располагал на подоконниках, на балконе, на даче в тепличке и в открытом грунте. Рядом с изолированным растением обязательно располагал такое же, но не изолированное, контрольное растение. Для опытов использовались не порванные, прозрачные целлофановые или полиэтиленовые пакеты , внутрь которых помещался горшок с растением или листовая часть растения. Очень удобны для опытов пластмассовые бутылки из-под напитков. Насыпают в бутылку (от 0,3 литра и более) немного земли, кидают туда семена растений, какие захотят (огурцы, томаты, ростки картошки, желуди, семена берёзы, клёна, цветов), кладут бутылку на бок, наливают немного воды для полива, плотно закручивают пробку и помещают бутылку на свету, но чтобы не перегрелась. Очень наглядно и убедительно. Такой опыт я всегда советую проделать на форумах. Скептики после этого перестают меня поливать. Из стеклянной посуды использовал банки от 0,3 до 10 литров и сухие аквариумы, закрытые сверху стеклом. Для опытов по выращиванию растений из клеток образовательной ткани я использовал обычные пробирки и колбочки. Культура тканей выращивается обязательно в плотно закрытой, прозрачной посуде маленького объёма, иначе - высыхание и гибель. Грамотные люди - селекционеры и бизнесмены, по всей Земле ежедневно помещают клетки образовательной ткани растений в пробирки для получения новых сортов или для размножения редких и ценных растений. Растения вырастают из клетки в плотно закрытой пробирке, будучи «с детства» изолированными от атмосферного углерода и кислорода. Миллионы людей ежедневно смотрят на эти доказательства отсутствия воздушного питания и дыхания растений в том числе и по телевизору и ничего не видят! Вот такая гримаса науки и образования! А мы говорим, что школа плохо учит.

В семенах мало органики. Когда выросли и отплодоносили растения, органики стало много. Органика размножилась. То есть в листьях растений происходит размножение органики на воде в светлое время суток, это неоспоримый факт. Синтеза в листьях растений нет.Отчаявшись быть услышанным у нас, несколько лет назад я написал в посольство США о фотосинтезе. В 2007 году в новостях по 1ТВ слышу: «Американские студенты представили в академию наук США доклад о том, что растения не используют углекислый газ в своей жизнедеятельности…». Прозвучало это один раз и понятно почему – предстоит полная ревизия науки. Страшно им.

С уважением Зергулей. www.otao.narod.ru [email protected]

Эксперимент некорректен без выдержки растения в вакууме!!!:-)))Спасибо за постик!

Я подозреваю что необходимый растению углекислый газ выделялся из почвы, в которой росло растение.Почва в значительной степени состоит из органического вещества - гумуса, который подвергается медленному разложению, естественно, с выделением углекислого газа.

Други ! А Вы читали что этот XUY предлагает:

"Если Вы — достаточно состоятельный человек, то разместите информацию о моём сайте в центральной газете или на радио и телевидении. Если в регионе найдётся несколько желающих помочь мне и, по сути, себе, то разместите рекламу о моём сайте в поочередных выпусках СМИ. Познакомьтесь друг с другом, придумайте другие эффективные способы распространения информации с моего сайта."

Ебланавт. Опыты Василия Ивановича по установлению местонахождения органов слуха у тараканов.

From: zergulei2008-07-06 07:02 pm (UTC)

И опыт - сын ошибок трудных...

(Link)

За всю историю науки и образавания не было проделано ни одного опыта, доказывающего существование воздушного питания и дыхания растений. Это нормально? Проделайте такой опыт Вы и напишите мне. Я повторю его, повторят другие и он войдёт во все учебники.

[User Picture]From: avenafatua2008-07-07 07:36 am (UTC)

А гидропоника?

(Link)

Там вроде питательные растворы вообще углерода не содержат.

А если вдруг содержат, точно известно, сколько именно. Вот можно взять любую технологию выращивания растения в растворе и замерить, сколько каких элементов на входе и сколько на выходе. И герметизировать ничего не надо, просто все невязки — автоматически на счёт воздуха (если, конечно, контролировать состав сливаемой воды).

[User Picture]From: russian_o2008-07-10 07:18 am (UTC)

Re: А гидропоника?

(Link)

Это у вас тоже голова испорчена школьными учебниками. А нашему гению такие мелочи не помеха.

[User Picture]From: avenafatua2008-07-10 07:39 am (UTC)

Да какая разница, что у кого в голове

(Link)

Интересно было бы, что бы он ответил по существу: ведь он просил опыт, а я указал технологию, то есть опыт с внедрением, причём довольно массовым.

А учебники... Ну как Вам сказать... Вот мы проходили, что теория происхождения жизни Опарина верна, поскольку её никто не опроверг. Но ведь, кажется, её, прежде всего, никто не доказал?

[User Picture]From: russian_o2008-07-10 10:54 am (UTC)

Re: Да какая разница, что у кого в голове

(Link)

Я ж не утверждаю, что учебники - непререкаемый авторитет.

Просто гражданин отказался принимать к сведению 17 тысяч научных публикаций о фотосинтезе, на основании того, что "все авторы хорошо усвоили содержание учебников". Так что, не ожидайте от него ответа по существу, его не будет.

Правда, для установления истины, пожалуй, хватило бы одной. Ну да ладно.

[User Picture]From: russian_o2008-07-09 12:43 pm (UTC)

Re: И опыт - сын ошибок трудных...

(Link)

From: zergulei2008-07-10 06:32 am (UTC)

Re: И опыт - сын ошибок трудных...

(Link)

Нет. Я читаю много. Могу утверждать, что все авторы хорошо усвоили содержание учебников. А я разыскиваю думающих и не боящихся запачкать белы ручки во время опытов. Таких, к сожалению, практически нет.

[User Picture]From: russian_o2008-07-10 07:17 am (UTC)

Re: И опыт - сын ошибок трудных...

(Link)

Как вы можете что то утверждать, когда даже не пытались ни чего прочесть?

Впрочем, дискутировать с вами нет смысла. Прощайте, наш непризнаный гений!

(Deleted comment)

[User Picture]From: avenafatua2008-07-10 11:24 am (UTC)

В двух словах

(Link)

Автор заявляет следующее: якобы он экспериментальным путём (в домашних условиях, на единственном экземпляре, без контрольного опыта и т. д.) установил, что растения не усваивают углекислый газ из атмосферы.

Утверждается также, что его эксперимент — единственный в истории на эту тему.

Нужно это (вероятно, не фальсификация, а добросовестное заблуждение) для достижения ощущения самореализации.

(Deleted comment)

[User Picture]From: avenafatua2008-07-11 08:02 am (UTC)

Re: В двух словах

(Link)

Меня автор не убедил.

http://www.otao.narod.ru/5.htm

То, что банка, воткнутая в пористую почву, наверняка населённую многочисленными микроорганизмами, а то и червями и насекомыми, якобы "перекрывает доступ атмосферного углекислого газа к листьям", как минимум, очевидная некорректность опыта.

From: zergulei2008-07-10 12:00 pm (UTC)

Re: И опыт - сын ошибок трудных...

science-freaks.livejournal.com

История изучения фотосинтеза

История изучения фотосинтеза берет свое начало с середины ХVIII ст..

 

Понятие о фотосинтезе

Фотосинтезом называется первичный синтез органических веществ из углекислого газа и воды, протекающий в тканях зеленых растений с использованием энергии света, которая при этом превращается в потенциальную химическую энергию органических веществ. Этот процесс выражают суммарным уравнением:

6СО2+6Н2 О + (энергия света (686 ккал)/хлорофилл) = С6Н12О6+6О2

Процесс фотосинтеза очень сложен и состоит из целого ряда биофизических и биохимических процессов.

На основе поглощаемой хлорофиллом солнечной энергии растения перестраивают молекулы СО2 и Н2О, восстанавливая углерод и превращая его из соединения неорганического в органическое, и выделяют кислород.

ФотосинтезИспользование солнечной энергии как элемент процесса фотосинтеза

Синтезируемые зелеными растениями органические вещества и сосредоточенная в них энергия являются основными источниками материи и энергии, используемыми другими организмами в процессе их жизнедеятельности, (подробнее: Чем полезен лес).

Сухое вещество растений почти наполовину состоит из углерода. При исключении углекислого газа из атмосферы растения прекращают накопление органических веществ и вскоре погибают.

Следовательно, для нормального роста растений необходим углекислый газ, который они получают из воздуха. По объему углекислый газ в воздухе составляет 0,03%.

М. В. Ломоносов о воздушном питании растений

М. В. Ломоносов (1761 г.) первый высказал мысль о воздушном питании растений, но экспериментальных данных у него не было.

М.В. ЛомоносовМ.В. Ломоносов — первый высказал мысль о воздушном питании растений

 

Опыты Д. Пристли

Изучение влияния растений на состав окружающего воздуха впервые было проведено Д. Пристли (1773 г.).

В его опытах мышь, накрытая стеклянным колоколом, погибала, но помещенная вместе с веткой мяты в те же условия оставалась живой. Д. Пристли установил тот факт, что растения способны «исправлять» воздух. Однако то, что это «исправление» воздуха происходит лишь на свету, ускользнуло от внимания Д. Пристли в его первых опытах.

Д. ПристлиД. Пристли — первым изучал влияние растений на состав окружающего воздуха

В дальнейшем Д. Пристли и И. Ингенгауз (1779 г.) установили, что растения могут исправлять воздух только на свету, а в темноте они, так же как и животные, «портят» воздух. Исправление воздуха на свету свойственно только зеленым частям растения.

Таким образом, в этих опытах были впервые получены доказательства существования у растений двух прямо противоположных процессов, влияющих на состав воздуха. Но ни Пристли, ни Ингенгауз не поняли, какое значение имеет «исправление» воздуха для самого растения.

Ж. Сенебье о процессе углеродного питания

Ж. Сенебье (1782 г.) доказал, что усвоение растениями углекислого газа и выделение кислорода на свету — это процесс углеродного питания, в результате которого углерод накапливается в растениях. Сенебье впервые дал правильное объяснение сущности газообмена растений.

Ж. СенебьеЖ. Сенебье — изучал процесс углеродного питания

Опыты Н. Соссюра

Серия этих открытий в области фотосинтеза завершилась опытами Н. Соссюра (1804 г.), который количественно показал, что объемы обмениваемых газов — кислорода и углекислого газа — в этом процессе равны и что одновременно с углекислотой используется и вода, так как прибыль в весе сухой массы растения значительно превосходила вес углерода в углекислоте. Так было установлено происхождение углерода, кислорода и водорода в растениях.

Н. СоссюрН. Соссюр — на основе опытов установлено происхождение углерода, кислорода и водорода в растениях

Таким образом, на протяжении XVIII и в начале XIX столетия были выяснены основные положения воздушного питания растений: поглощение углекислого газа, выделение кислорода, необходимость света и хлорофилла и характер конечных продуктов. Однако в чем заключалась роль света, оставалось неясным.

К. А. Тимирязевым  продолжена история изучения фотосинтеза

Следующим этапом в познании природы фотосинтеза является изучение К. А. Тимирязевым энергетической стороны этого процесса и роли света. К. А. Тимирязев показал, что свет, поглощаемый хлорофиллом, необходим как источник энергии, и доказал приложимость к процессу фотосинтеза закона о сохранении энергии.

К. А. ТимирязевК. А. Тимирязев — изучал энергетическую сторону фотосинтеза и роль света в этом процессе

Большой вклад в изучение пигментов, участвующих в фотосинтезе, внесли:

  • Вильштеттер, давший формулу хлорофилла и каротиноидов,
  • М. С. Цвет, разработавший хроматографический метод для разделения пигментов листа.

Экология фотосинтеза изучалась многими русскими учеными:

  • С. П. Костычевым,
  • В. Н. Любименко,
  • А. А. Ивановым,
  • Д. И. Ивановским,
  • А. А Рихтером.

Большой вклад в развитие  химии фотосинтеза внесли советские ученые:

  • А. И. Теренин,
  • А. А. Красновский,
  • А. А. Ничипорович,
  • Т. Н. Годнев,

а за рубежом:

  • О. Варбург,
  • М. Кальвин,
  • Е. И. Рабинович и др.

libtime.ru

Фотосинтез

Разделы: Биология, Конкурс «Презентация к уроку»

Презентация к уроку

Загрузить презентацию (1,3 МБ)

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Задачи: Сформировать знания о реакциях пластического и энергетического обменов и их взаимосвязи; вспомнить особенности строения хлоропластов. Дать характеристику световой и темновой фазы фотосинтеза. Показать значение фотосинтеза как процесса, обеспечивающего синтез органических веществ, поглощение углекислого газа и выделение кислорода в атмосферу.

Тип урока: лекция.

Оборудование:

  1. Средства наглядности: таблицы по общей биологии;
  2. ТСО: компьютер; мультимедиапроектор.

План лекции:

  1. История изучения процесса.
  2. Эксперименты по фотосинтезу.
  3. Фотосинтез, как анаболический процесс.
  4. Хлорофилл и его свойства.
  5. Фотосистемы.
  6. Световая фаза фотосинтеза.
  7. Темновая фаза фотосинтеза.
  8. Лимитирующие факторы фотосинтеза.

Ход лекции

История изучения фотосинтеза

1630 год начало изучения фотосинтеза. Ван Гельмонт доказал, что растения образуют органические вещества, а не получают их из почвы. Взвешивая горшок с землей и ивой, и отдельно само дерево, он показал, что через 5 лет масса дерева увеличилась на 74 кг, тогда как почва потеряла только 57 г. Он решил, что пищу дерево получает из воды. В настоящее время мы знаем, что используется углекислый газ.

В 1804 году Соссюр установил, что в процессе фотосинтеза велико значение воды.

В 1887 году открыты хемосинтезирующие бактерии.

В 1905 году Блэкман установил, что фотосинтез состоит из двух фаз: быстрой – световой и ряда последовательных медленных реакций темновой фазы.

Эксперименты по фотосинтезу

1 опыт доказывает значение солнечного света (рис. 1.) 2 опыт доказывает значение углекислого газа для фотосинтеза (рис. 2.)
Марина 1 Марина11

3 опыт доказывает значение фотосинтеза (рис.3.)

прст3 прст2

Фотосинтез, как анаболический процесс

  1. Ежегодно в результате фотосинтеза образуется 150 млрд. тонн органического вещества и 200 млрд. тонн свободного кислорода.
  2. Круговорот кислорода, углерода и других элементов, вовлекаемых в фотосинтез. Поддерживает современный состав атмосферы, необходимый для существования современных форм жизни.
  3. Фотосинтез препятствует увеличению концентрации углекислого газа, предотвращая перегрев Земли вследствие парникового эффекта.
  4. Фотосинтез – основа всех цепей питания на Земле.
  5. Запасенная в продуктах энергия – основной источник энергии для человечества.

Сущность фотосинтеза заключается в превращении световой энергии солнечного луча в химическую энергию в виде АТФ и НАДФ·Н2.

Суммарное уравнение фотосинтеза:

6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2↑

Существует два главных типа фотосинтеза:

анаэробный аэробный
Характерен для фотосинтезирующих бактерий (подцарство Настоящие бактерии). Фотосинтезирующим пигментом у них является бактериохлорофилл. Кислород не выделяется. Характерен для всех оксифотобактерий и зеленых растений. Фотосинтез в растениях осуществляется в хлоропластах содержащих хлорофилл. Кислород выделяется.

Хлорофилл и его свойства

Рис.4. Структурная формула хлорофилла а Молекула хлорофилла имеет эмпирическую формулу: С55Н72О5N4Мg. Атомы С, Н, О, N соединены в сложное порфириновое кольцо. Хлорофилл близок по строению к гемоглобину крови, только в гемме в центре молекулы атом Fe, а в хлорофилле атом Мg, связанный с одним или четырьмя атомами азота. Молекула хлорофилла имеет длинный «хвост» - остаток спирта фитола, который содержит цепь из 20 углеродных атомов.

Виды хлорофилла

Хлорофилл имеет модификации а, в, с, d. Отличаются они структурным строением и спектром поглощения света. Например: хлорофилл в содержит на один атом кислорода больше и на два атома водорода меньше, чем хлорофилл а.

Все растения и оксифотобактерии имеют как основной пигмент желто-зеленый хлорофилл а, а как дополнительный хлорофилл в.

Другие пигменты растений

Некоторые другие пигменты способны поглощать солнечную энергию и передавать ее в хлорофилл, вовлекая ее тем самым в фотосинтез.

У большинства растений есть темно оранжевый пигмент – каротин, который в животном организме превращается в витамин А и желтый пигмент – ксантофилл.

Фикоцианин и фикоэритрин – содержат красные и сине-зеленые водоросли. У красных водорослей эти пигменты принимают более активное участие в процессе фотосинтеза, чем хлорофилл.

Хлорофилл минимально поглощает свет в сине-зеленой части спектра. Хлорофилл а, в- в фиолетовой области спектра, где длина волны 440 нм. Уникальная функция хлорофилла состоит в том, что он интенсивно поглощает солнечную энергию и передает ее другим молекулам.

Пигменты поглощают определенную длину волны, не поглощенные участки солнечного спектра отражаются, что обеспечивает окраску пигмента. Зеленый свет не поглощается, поэтому хлорофилл зеленый.

Пигменты – это химические соединения, которые поглощают видимый свет, что приводит электроны в возбужденное состояние. Чем меньше длина волны, тем больше энергия света и больше его способность переводить электроны в возбужденное состояние. Это состояние неустойчиво и вскоре вся молекула возвращается в свое обычное низкоэнергетическое состояние теряя при этом энергию возбуждения. Эта энергия может быть использована на флуоресценцию.

Фотосистемы

Пигменты растений участвующие в фотосинтезе «упакованы» в тилакоиды хлоропластов в виде функциональных фотосинтетических единиц – фотосинтетических систем: фотосистемы I и фотосистемы II.

Каждая система состоит из набора вспомогательных пигментов (от 250 до 400 молекул), передающих энергию на одну молекулу главного пигмента и она называется реакционным центром. В нем энергия Солнца используется для фотохимических реакций.

Рис.5. Фотосистемы Фотосистема I имеет более мелкие частицы, чем фотосистема II. Частицы фотосистемы II связаны с гранами. Энергия захватывается как бы в ловушку со вспомогательных (антенных) пигментов на главный. Это может быть хлорофилл а – Р690 или Р700 (Р – пигмент, а 690-700 – максимально поглощенная длина волны в нм). Р690 и Р700 – энергетические ловушки

 

Фотосинтез
Световая фаза Фотофизический этап Световая фаза Фотохимический этап Темновая фаза илицикл Кальвина
Поглощение квантов света пигментами, идет возбуждение электронов в этих молекулах и передача возбуждения от одной молекулы к другой. Преобразование энергии света в энергию химических связей АТФ и НАДФ.Н2. Идет в фотосинтетических мембранах. Идет за счет энергии, которая образовалась в световой фазе. Суть процесса: включение углекислого газа в образование органических веществ.

Световая фаза идет обязательно с участием света, темновая фаза и на свету и в темноте. Световой процесс происходит в тилакоидах хлоропластов, темновой – в строме, т.е. эти процессы пространственно разобщены.

Световая фаза фотосинтеза

В 1958 году Арнон и его сотрудники изучили световую фазу фотосинтеза. Они установили, что источником энергии при фотосинтезе является свет, а так как на свету в хлорофилле происходит синтез из АДФ+Ф.к. → АТФ, то этот процесс называется фосфорилированием. Оно сопряжено с переносом электронов в мембранах.

Роль световых реакций: 1. Синтез АТФ – фосфорилирование. 2. Синтез НАДФ.Н2.

Путь переноса электронов называется Z-схемой.

Z-схема. Нециклическое и циклическое фотофосфорилирование (рис. 6.)

  1. Начало процесса. Поглощение квантов света. Квант света попадает на ФС II, находящуюся в мембранах тилакоидов гран и приводит к возбуждению пигментов – это возбуждение передается от одной молекулы антенного пигмента к другой вплоть до реакционного центра. Все электроны собираются вокруг ловушки и отдают энергию виде электронов в электроннотранспортную цепь. Электрон, поглотив фотон, отрывается от молекулы хлорофилла и переходит на более высокий энергетический уровень присоединяясь к молекулам-переносчикам. Затем он двигается по электроннотранспортной цепи переходя от одного переносчика к другому (от пластохинона к пластоцианину) постепенно растрачивая энергию. Часть этой энергии растрачивается на синтез АТФ.

  2. Нециклическое фотофосфорилирование. Растратив энергию электрон достигает ФСI, где он опять поглощает фотон и снова поднимается еще на более высокий энергетический уровень, и пройдя через несколько переносчиков (ферредоксин) передается конечному акцептору цепи НАДФ+, который расположен на внешней стороне мембраны тилакоида.

  3. Фоторазложение или фотолиз воды. Поглотив фотон электроны отрываются от молекул хлорофилла реакционного центра ФС II и через ФС I переходят к НАДФ+. Пока на место ушедшего электрона в ФС II не встанет другой, она не сможет функционировать. Место ушедших электронов занимают электроны воды, которая находится во внутреннем пространстве тилакоида. При этом происходит светозависимое разложение воды или фотолиз («фото» - свет): Н2О →2 Н+ 2е + ½ О2. При фотолизе вода распадается на протоны, электроны и кислород. Процесс происходит с участием ферментов локализованных на внутренней мембране тилакоидов. Образовавшийся кислород выделяется в окружающую среду. Протоны накапливаются во внутреннем пространстве тилакоидов, образуя резервуар протонов. Таки образом при нециклическом потоке электронов от ФС II к НАДФ+ в конечном счете транспортируются электроны воды.

  4. Процесс химио-осмоса.

    Рис.7. Процесс фотосинтеза

    • Свет, попадая на молекулы хлорофилла, которые находятся в мембранах тилакоидов гран, приводит их в возбужденное состояние. В результате этого электроны сходят со своих орбит и переносятся с помощью переносчиков за пределы мембраны тилакоида, где накапливаются, создавая отрицательно заряженное электрическое поле.
    • Протоны, образовавшиеся при фотолизе, не проникают через мембрану тилакоида и накапливаются внутри, образуя положительно заряженное электрическое поле, что приводит к увеличению разности потенциалов по обе стороны мембраны.
    • При достижении критической разности потенциалов, протоны могут выходить в строму по протонному каналу. С каналами связаны ферменты АТФ-синтетазы, которые используют энергию протонов на синтез АТФ. На каждые три протона, которые проходят через канал, синтезируется одна молекула АТФ. Большая часть АТФ при фотосинтезе образуется этим путем.
    • Протоны, вышедшие на поверхность мембраны тилакоида, соединяются с электронами, образуя атомарный водород, который идет на восстановление переносчика НАДФ+.
  5. Циклический поток электронов. ФС I может работать независимо от ФСII. Под действием света, электрон выбивается из молекулы хлорофилла реакционного центра ФС I, передается к тому же акцептору, что и при нециклическом потоке, но далее идет не к НАДФ+, а по обходному пути возвращается на тоже место в ФС I. Поглощенная электроном энергия используется на синтез АТФ. Таким образом электрон двигается по кольцу. Это циклический поток.

В ходе циклического транспорта электронов не происходит образования НАДФ.Н2 и фоторазложения Н2О, следовательно и выделение О2. Этот путь используется тогда, когда в клетке избыток НАДФ.Н2, но требуется дополнительная АТФ.

Все эти процессы относятся к световой фазе фотосинтеза. В дальнейшем энергия АТФ и НАДФ.Н2 используется для синтеза глюкозы. Для этого процесса свет не нужен. Это реакции темновой фазы фотосинтеза.

Темновая фаза фотосинтеза или цикл Кальвина

Синтез глюкозы происходит в ходе циклического процесса, который получил название по имени ученого Мельвина Кальвина, открывшего его, и награжденного Нобелевской премией.

Рис. 8. Цикл Кальвина

Каждая реакция цикла Кальвина осуществляется своим ферментом. Для образования глюкозы используются: СО2, протоны и электроны от НАДФ.Н2, энергия АТФ и НАДФ.Н2. Происходит процесс в строме хлоропласта. Исходным и конечным соединением цикла Кальвина, к которому с помощью фермента рибулозодифосфаткарбоксилазы присоединяется СО2, является пятиуглеродный сахар – рибулозобифосфат, содержащий две фосфатные группы. В результате образуется шестиуглеродное соединение, сразу же распадающееся на две трехуглеродные молекулы фосфоглицериновой кислоты, которые затем восстанавливаются до фосфоглицеринового альдегида. При этом, часть образовавшегося фосфоглицеринового альдегида используется для регенерации рибулозобифосфата, и, таким образом, цикл возобновляется снова (5С3 → 3С5), а часть используется для синтеза глюкозы и других органических соединений (2С3 → С6 → С6Н12О6).

Для образования одной молекулы глюкозы необходимо 6 оборотов цикла и требуется 12НАДФ.Н2 и 18 АТФ. Из суммарного уравнения реакции получается:

6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2

Из приведенного уравнения видно, что атомы С и О вошли в глюкозу из СО2, а атомы водорода из Н2О. Глюкоза в дальнейшем может быть использована как на синтез сложных углеводов (целлюлозы, крахмала), так и на образование белков и липидов.

(С4 – фотосинтез. В 1965 году было доказано, что у сахарного тростника – первыми продуктами фотосинтеза, являются кислоты, содержащие четыре атома углерода (яблочная, щавелевоуксусная, аспарагиновая). К С4 растениям принадлежат кукуруза, сорго, просо).

Лимитирующие факторы фотосинтеза

Скорость фотосинтеза – наиболее важный фактор влияющий на урожайность с/х культур. Так, для темновых фаз фотосинтеза нужны НАДФ.Н2 и АТФ, и поэтому скорость темновых реакций зависит от световых реакций. При слабой освещенности скорость образования органических веществ будет мала. Поэтому свет – лимитирующий фактор.

Из всех факторов одновременно влияющих на процесс фотосинтеза лимитирующим будет тот, который ближе к минимальному уровню. Это установил Блэкман в 1905 году. Разные факторы могут быть лимитными, но один из них главный.

  1. При низкой освещенности скорость фотосинтеза прямопропорциональна интенсивности света. Свет – лимитирующий фактор при низкой освещенности. При большой интенсивности света происходит обесцвечивание хлорофилла и фотосинтез замедляется. В таких условиях в природе растения обычно защищены (толстая кутикула, опушенные листья, чешуйки).

  2. Для темновых реакций фотосинтеза необходим углекислый газ, который включается в органические вещества, в полевых условиях является лимитирующим фактором. Концентрация СО2 варьирует в атмосфере в пределах от 0,03–0,04%, но если повысить ее, то можно увеличить скорость фотосинтеза. Некоторые тепличные культуры сейчас выращиваются при повышенном содержании СО2.
  3. Температурный фактор. Темновые и некоторые световые реакции фотосинтеза контролируются ферментами, а их действие зависит от температуры. Оптимальная температура для растений умеренного пояса составляет 25 °С. При каждом повышении температуры на 10 °С (вплоть до 35 °С) скорость реакций удваивается, но из-за влияния ряда иных факторов растения лучше растут при 25 °С.
  4. Вода – исходное вещество для фотосинтеза. Недостаток воды влияет на многие процессы в клетках. Но даже временное увядание приводит к серьезным потерям урожая. Причины: при увядании устьица растений закрываются, а это мешает свободному доступу СО2 для фотосинтеза; при нехватке воды в листьях некоторых растений накапливается абсцизовая кислота. Это гормон растений – ингибитор роста. В лабораторных условиях ее используют для изучения торможения ростового процесса.
  5. Концентрация хлорофилла. Количество хлорофилла может уменьшаться при заболеваниях мучнистой росой, ржавчиной, вирусными болезнями, недостатком минеральных веществ и возрастом (при нормальном старении). При пожелтении листьев наблюдаются хлоротичные явления или хлороз. Причиной может быть недостаток минеральных веществ. Для синтеза хлорофилла нужны Fe, Mg, N и К.
  6. Кислород. Высокая концентрация кислорода в атмосфере (21%) ингибирует фотосинтез. Кислород конкурирует с углекислым газом за активный центр фермента, участвующего в фиксации СО2, что снижает скорость фотосинтеза.
  7. Специфические ингибиторы. Лучший способ погубить растение – это подавить фотосинтез. Для этого ученые разработали ингибиторы – гербициды – диоксины. Например: ДХММ – дихлорфенилдиметилмочевина – подавляет световые реакции фотосинтеза. Успешно используют для изучения световых реакций фотосинтеза.
  8. Загрязнение окружающей среды. Газы промышленного происхождения, озон и сернистый газ, даже в малых концентрациях сильно повреждают листья у ряда растений. К сернистому газу очень чувствительны лишайники. Поэтому существует метод лихеноиндикации – определение загрязнения окружающей среды по лишайникам. Сажа забивает устьица и уменьшает прозрачность листовой эпидермы, что снижает скорость фотосинтеза.

Космическая роль растений (описана К. А. Тимирязевым) заключается в том, что растения – единственные организмы, усваивающие солнечную энергию и аккумулирующие ее в виде потенциальной химической энергии органических соединений. Выделяющийся О2 поддерживает жизнедеятельность всех аэробных организмов. Из кислорода образуется озон, который защищает все живое от ультрафиолетовых лучей. Растения использовали из атмосферы громадное количество СО2, избыток которого создавал «парниковый эффект», и температура планеты понизилась до нынешних значений.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

История изучения фотосинтеза. Кратко

История изучения фотосинтеза началась, когда М. В. Ломоносов в 1761 г. первым высказал мысль о воздушном питании растений, но экспериментальных данных у него не было.

История изучения фотосинтеза. КраткоФотосинтез в растения

Влияния растений на состав воздуха

Изучение влияния растений на состав окружающего воздуха впервые было проведено Д. Пристли (1773 г.).

В его опытах мышь, накрытая стеклянным колоколом, погибала, но помещенная вместе с веткой мяты в те же условия оставалась живой. Д. Пристли установил тот факт, что растения способны «исправлять» воздух.

Опыт Д. ПрислиОпыт Д. Пристли

Однако то, что это «исправление» воздуха происходит лишь на свету, ускользнуло от внимания Д. Пристли в его первых опытах. В дальнейшем Д. Пристли и И. Ингенгауз (1779 г.) установили, что растения могут исправлять воздух только на свету, а в темноте они, так же как и животные, «портят» воздух.

Исправление воздуха на свету свойственно только зеленым частям растения. Таким образом, в этих опытах были впервые получены доказательства существования у растений двух прямо противоположных процессов, влияющих на состав воздуха. Но ни Пристли, ни Ингенгауз не поняли, какое значение имеет «исправление» воздуха для самого растения.

Процесс углеродного питания

Ж. Сенебье (1782 г.) доказал, что усвоение растениями углекислого газа и выделение кислорода на свету — это процесс углеродного питания, в результате которого углерод накапливается в растениях. Сенебье впервые, дал правильное объяснение сущности газообмена растений.

Серия этих открытий в области фотосинтеза завершилась опытами Н. Соссюра (1804 г.), который количественно показал, что объемы обмениваемых газов — кислорода и углекислого газа — в этом процессе равны и что одновременно с углекислотой используется и вода, так как прибыль в весе сухой массы растения значительно превосходила вес углерода в углекислоте. Так было установлено происхождение углерода, кислорода и водорода в растениях.

Газообмен в растенияхГазообмен в растениях

Таким образом, на протяжении XVIII и в начале XIX столетия были выяснены основные положения воздушного питания растений: поглощение углекислого газа, выделение кислорода, необходимость света и хлорофилла и характер конечных продуктов. Однако в чем заключалась роль света, оставалось неясным.

Роль света в жизни растений

Следующим этапом в познании природы фотосинтеза является изучение К. А. Тимирязевым энергетической стороны этого процесса и роли света.

Роль света в жизни растенийРоль света в жизни растений

К. А. Тимирязев показал, что свет, поглощаемый хлорофиллом, необходим как источник энергии, и доказал приложимость к процессу фотосинтеза закона о сохранении энергии.

Большой вклад в изучение пигментов, участвующих в фотосинтезе, внесли Вильштеттер, давший формулу хлорофилла и каротиноидов, и М. С. Цвет, разработавший хроматографический метод для разделения пигментов листа.

Экология фотосинтеза изучалась многими русскими учеными: С. П. Костычевым, В. Н. Любименко, А. А. Ивановым, Д. И. Ивановским и А. А. Рихтером.

В 70 годах ХХ века химия фотосинтеза активно изучалась А. И. Терениным, А. А. Красновским, А. А. Ничипоровичем Т. Н. Годневым, а за рубежом — О. Варбургом, М. Кальвиным, Е. И. Рабиновичем и др.

libtime.ru


Смотрите также

Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта