Как растения дышат зимой: выпревание и сохранность растений в зимний период. Как дышат растения

Как дышат растения? Практическое изучение вопроса

Установлено, что биохимические реакции, протекающие в организме человека и животных, одинаковы. Дышат ли растения? В ходе многих экспериментов на этот вопрос ученые дали положительный ответ. Кислород необходим для окисления органических веществ. При этом происходит высвобождение энергии, которая заключена в молекулах. Но если у человека есть рот, легкие, нос, через которые поступает кислород в организм, как дышат растения? Об этом далее в статье.

Общие сведения

Атмосфера Земли в древние времена была лишена кислорода. Однако углекислого газа было довольно много. В процессе эволюции у растений выработалась способность к его поглощению. В результате энергия солнечного света преобразовывалась в питательные вещества., а в атмосферу выделялся кислород, что дало жизнь другим организмам. Одним из первых экспериментов, в ходе которого было выяснено, как дышат растения, был опыт со свеклой и капустой. Сначала культуры выращивались на открытом воздухе. Затем половину из них поместили в камеру, где содержание кислорода было около 2.5%. Другая часть осталась на воздухе, в котором О2 было

Как дышат растения на свету и в темноте?

Дело в том, что представители флоры способны очень эффективно использовать солнечную энергию. При наступлении темноты происходит в некотором роде "переключение" с одного источника на другой. Как дышат растения на свету и в темноте? При поступлении солнечной энергии происходит синтезирование органических веществ. При наступлении темноты происходит процесс окисления соединений. В последнем случае говорят о "темновом" дыхании, а в первом – о "световом". Способность к такому переключению позволяет экономить внутренние энергетические резервы. Но представители флоры дышат и на свету, однако этот процесс не приносит им пользы. Поглощая кислород, растения выделяют углекислый газ. Он является основной их пищей. В связи с этим рост несколько замедляется. Есть, однако, и такие представители флоры, которым свет не мешает развиваться. Светового дыхания, например, нет у сахарного тростника и кукурузы.

Видео по теме

Причины развития светового дыхания

Началом, как предполагают ученые, стал симбиоз фотосинтезирующих примитивных организмов с нефотосинтезирующими. Под симбиозом понимают взаимное участие в процессах, которое полезно обеим сторонам. Жившие в воде маленькие фотосинтетики поглощали из окружающей среды углекислый газ, выделяя при этом кислород. Если бы дышащих, поглощающих О2 организмов в среде не было, то для фотосинтетиков создались бы невыносимые условия. Но в процессе эволюции выжили и те представители органического мира, которые были чем-то полезны и для нефотосинтетиков.

Одним из соединений, которое образуется при фотосинтезе, является гликолевая кислота. Это вещество выделяется и некоторыми современными водорослями. В результате нефотосинтетики получали от фотосинтетиков гликолевую кислоту. Это, в свою очередь, способствовало усилению потребления кислорода для окисления соединения.

Вывод

Гликолевая кислота – это то самое вещество, которое в процессе нескольких биохимических реакций окисляется и образует углекислый газ. Соответственно, можно сделать вывод, что чем больше в воздухе кислорода, тем больше формируется гликолевой кислоты. Это обеспечивает большую интенсивность светового дыхания. В результате в среду выделяется большее количество углекислого газа. Ученые предполагают, что по аналогичному принципу вырабатывалась у растений и способность к регулированию светового дыхания в соответствии с уровнем углекислого газа в воздухе. Организмы не только поглощали из окружающей среды кислород, губительный для фотосинтетиков, но и выделяли углекислый газ, который им был необходим.

Эксперименты

Можно посмотреть на практике, как дышат растения. 6 класс школьной программы по биологии очень подробно освещает этот вопрос. Для наблюдения за процессом можно взять лист комнатного цветка. Кроме того, потребуется лупа, прозрачная емкость, наполненная водой, коктейльная трубочка. Опыт, доказывающий, что растения дышат, позволяет не только понять ход процесса, но и выявить потребность образца в кислороде. На срезе листа можно увидеть небольшие отверстия. Часть образца погружается в воду, при этом отмечается выделение пузырьков. Есть еще один способ посмотреть, как дышат растения. Для этого следует взять бутылку, налить в нее воды, оставив незаполненной примерно на два-три сантиметра. Лист на длинном стебельке вставляется так, чтобы его кончик погрузился в жидкость. Отверстие бутылки плотно замазывают пластилином (вместо пробки). В нем делается отверстие для соломинки, которую вставляют так, чтобы она не касалась воды. Через соломинку следует отсосать из бутылки воздух. Из стебля, погруженного в воду, начнут выделяться пузырьки.

Комментарии

Похожие материалы

Какой бизнес самый прибыльный и актуальный на сегодняшний день? Ведь огромное количество людей мечтают о собственном деле, который будет приносить стабильный и немаленький доход. Но многие боятся начинать самостоятель...

Сложно представить себе жилую комнату без окна, ведь это источник естественного света и свежего воздуха. Оконные проемы нуждаются в достойном обрамлении – красивых шторах и занавесках. Но мало подобрать красивую...

Вы собираетесь завести мурлыкающее домашнее животное? А может котенок уже играет рядом с вами или жадно пьет молочко из своей мисочки? Тогда у вас вполне естественно созрел вопрос, как назвать котенка?. Вот несколько ...

Какой фотоаппарат лучше выбрать? Конечно же, все познается в сравнении. Главное, что необходимо понимать, подбирая фотоаппарат - для чего он вам нужен. Необходимо определиться с приоритетными параметрами камеры, от ко...

Молния на одежде, что стала расходиться, вызывает дискомфорт и нервное раздражение. Впрочем, проблему можно устранить, не прибегая к услугам мастерских. Как починить молнию? Давайте постараемся отыскать ответ на этот ...

Диффенбахия - довольно распространенное комнатное растение. Уход за ним не сложен. Однако цветоводов интересует, почему желтеют листья у диффенбахии, что делать в этом случае, как можно помочь растению? В данной стать...

Замена лампочки в светильнике – казалось бы, что может быть проще? Однако даже в этом вопросе люди сталкиваются с проблемами. Как выбрать и как поменять лампочку? Какие нюансы следует учесть при замене освещения...

Любителям комнатных растений довольно неплохо знаком дримиопсис. Уход в домашних условиях за ним довольно несложен. А ценится он не за цветение, хотя и оно по-своему привлекательно, а за пышную листву, зачастую покрыт...

В далеком 1895 году был издан научно-фантастический роман Герберта Уэллса "Машина времени". Идея пришлась по вкусу всем, вне зависимости от уровня образования и социального статуса. Мечтатели с удовольствием переносил...

monateka.com

ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ

Дыхание — один из важнейших физиологических процессов обмена веществ у растений, в результате которого происходит поглощение кислорода и окисление органического вещества с выделением углекислого газа. Дышат все живые органы, клетки и ткани растения. При дыхании выделяется энергия, за счет которой идут многие физиологические процессы. Часть энергии, не используемая растением, выделяется в виде тепла. В нормальных условиях основным дыхательным материалом являются углеводы (сахара).

Представление о начальных и конечных продуктах обмена при дыхании дает основное уравнение дыхания: C6 h22 O6 + 6*O2 = 6*CO2 + 6*h3O + + 674 ккал (сахар + кислород = углекислый газ + вода). Как видно из этого уравнения, в процессе дыхания образуется вода. Исследования показали, что в крайних условиях обезвоживания растение может использовать эту воду и предохранить себя от гибели.

Доступ кислорода ко всем органам растения — одно из основных условий дыхания. При его недостатке растение может некоторое время дышать за счет кислорода, извлекаемого из воды и Сахаров самого растения. Однако такое анаэробное дыхание возможно лишь короткое время.

При длительном недостатке кислорода растение погибает. При плохой обработке почвы или на переувлажненных почвах корням растений не хватает воздуха, а следовательно, кислорода. Кислородное голодание корневой системы замедляет поглощение воды из почвы и ее передвижение в растении. Поэтому при застое воды на отдельных участках поля большинство растений погибает. Многие дикорастущие болотные и водные растения имеют специальные приспособления для обеспечения корней кислородом. Это система межклеточных полостей, наполненных воздухом, или специальная воздухоносная ткань (аэренхима) в коре, например у тростника. У некоторых болотных тропических растений есть специальные воздушные корни.

Об интенсивности процесса дыхания судят по количеству выделяемого углекислого газа или поглощенного кислорода. Дыхание идет более интенсивно в молодом растущем растении, с возрастом интенсивность его снижается. Листья дышат интенсивнее стеблей и корней. Во время цветения повышается дыхание у цветков и снижается в других органах растения. Оно резко возрастает во время созревания плодов.

Теневыносливые растения дышат слабее светолюбивых. Для высокогорных растений характерна повышенная интенсивность дыхания. Очень активно дыхание плесневых грибов, бактерий.

На интенсивность дыхания сильно влияет температура воздуха: оно усиливается при повышении температуры с 5 до 40°, а затем резко падает. Дыхание снижается при понижении температуры, однако у зимующих растений его можно обнаружить даже при —20°. При понижении температуры до 3—5° дыхание замедляется, а это позволяет при хранении урожая сберечь тысячи тонн органического вещества, расходуемого на дыхание. Механическое повреждение растения усиливает дыхание.

Дыхание снижается при повышении содержания углекислого газа в воздухе. Этим пользуются при хранении фруктов и винограда, а также при закладке силоса, сенажа, накачивая в хранилища углекислый газ. Будучи тяжелее воздуха, углекислый газ вытесняет его из силосной и сенажной массы, подавляет дыхание, не дает консервируемой массе разогреваться и хорошо сохраняет ее.

enciklopediya-tehniki.ru

питание, органы, фотосинтез :: SYL.ru

Дыхание растений и животных по биологии - процесс уникальный и универсальный. Оно выступает как неотъемлемое свойство любого организма, населяющего Землю. Рассмотрим далее, как происходит дыхание растений.

Биология

Жизнь организмов, как и любое проявление их деятельности, непосредственно связаны с расходом энергии. Дыхание растений, питание, органы, фотосинтез, передвижение и поглощение воды и необходимых соединений, а также многие функции связаны с непрерывным удовлетворением необходимых потребностей. Организмам требуется энергия. Она поступает от потребляемых питательных соединений. Кроме этого, организму нужны пластические вещества, служащие в качестве строительного материала для клеток. Распад этих соединений, который происходит в процессе дыхания, сопровождается высвобождением энергии. Она и обеспечивает удовлетворение жизненно-важных потребностей.

Рост и дыхание растений

Эти два процесса тесно связаны друг с другом. Полноценное дыхание растений обеспечивает активное развитие организма. Сам процесс представлен в виде сложной системы, включающей множество сопряженных окислительно-восстановительных реакций. В ходе них изменяется химическая природа органических соединений и используется присутствующая в них энергия.

Общая характеристика

Клеточное дыхание растений - окислительный процесс, происходящий с участием кислорода. В ходе него происходит распад соединений, который сопровождается образованием химически активных продуктов и высвобождением энергии. Суммарное уравнение всего процесса выглядит так:

С6Н12О6 + 602 > 6С02 + 6Н20 + 2875 кДж/моль

Далеко не вся энергия, которая высвобождается, может использоваться для обеспечения процессов жизнедеятельности. Организму необходима в основном та ее часть, которая сосредотачивается в АТФ. Во многих случаях синтезу аденозинтрифосфата предшествует формирование разности электрозарядов на мембране. Этот процесс связан с отличиями в концентрации водородных ионов по разные ее стороны. По современным данным не только аденозинтрифосфат, но и протонный градиент выступает источником энергии для обеспечения жизнедеятельности клетки. Обе формы могут использоваться для активации процессов синтеза, поступления, перемещения питательных соединений и воды, формирования разности потенциалов между внешней средой и цитоплазмой. Энергия, которая не накапливается в АТФ и протонном градиенте, в большей степени рассеивается в виде света или тепла. Она является бесполезной для организма.

Зачем нужен этот процесс?

Какое значение имеет дыхание у растений? Этот процесс считается центральным в жизнедеятельности организма. Энергия, которая выделяется при дыхании, используется для роста и поддержания в активном состоянии уже развитых частей растения. Однако это далеко не все моменты, определяющие важность этого процесса. Рассмотрим, в чем основная роль дыхания растений. Этот процесс, как выше было сказано, представляет собой сложную окислительно-восстановительную реакцию. Она проходит в несколько этапов. На промежуточных стадиях происходит образование органических соединений. Впоследствии они используются в разных метаболических реакциях. Среди промежуточных соединений можно выделить пентозы и органические кислоты. Дыхание растений, таким образом, - это источник множества метаболитов. Из суммарного уравнения видно, что в ходе этого процесса образуется также и вода. В условиях обезвоживания она может спасти организм от гибели. В суммарном виде дыхание противоположно фотосинтезу. Однако в ряде случаев эти процессы дополняют друг друга. Они способствуют поставке и энергетических эквивалентов, и метаболитов. В некоторых случаях при выделении энергии в виде тепла, дыхание растений приводит к бесполезной утрате сухого вещества. Поэтому далеко не всегда увеличение интенсивности этого процесса полезно для организма.

Особенности

Дыхание растений осуществляется круглосуточно. В ходе этого процесса организмы поглощают кислород из атмосферы. Кроме этого, они вдыхают О2, образованный у них вследствие фотосинтеза и имеющийся в межклетниках. В течение дня кислород в основном поступает через устьица молодых побегов и листьев, чечевички стеблей, а также кожицу корней. Ночью практически у всех растений они прикрыты. В этот период для дыхания растения используют кислород, который накопился межклетниках и образовался при фотосинтезе. Кислород, поступивший в клетки, окисляет органические сложные соединения, имеющиеся в них, преобразуя их в воду и углекислый газ. При этом происходит высвобождение энергии, затраченной на их формирование при фотосинтезе. Углекислый газ удаляется из организма через клеточную поверхность молодых корней, чечевички, устьица.

Опыты

Чтобы убедиться в том, что дыхание растений действительно происходит, можно следующим образом:

1. Поместить комнатный цветок на стекло и поставить рядом стакан известковой воды. Далее нужно закрыть растение стеклянным колпаком и поместить его в темное место. Спустя сутки вода в стакане рядом с цветком помутнеет. Это указывает на наличие в воздухе большого количества СО2.
2. Положить в одну банку свежесрезанные побеги, в другую - корнеплод моркови, в третью - набухшие семена фасоли либо гороха. Емкости следует накрыть пластмассовыми крышками и поставить в темное место. Спустя сутки можно проверить изменение состава воздуха. В каждую банку для этого следует опустить зажженную свечу. Во всех емкостях пламя погаснет. Это говорит о том, что все опытные образцы израсходовали кислород, имевшийся в банках, увеличив в них концентрацию углекислого газа.

Как использовать полученные знания?

В процессе выращивания культурных насаждений почва уплотняется, а содержание в ней воздуха значительно снижается. Для улучшения течения процессов жизнедеятельности осуществляют рыхление грунта. От недостатка кислорода особенно страдают те растения, которые выращиваются на заболоченных (сильно увлажненных) почвах. Улучшение снабжения О2 достигается путем осушения земли. Негативным образом на процессе дыхания сказывается пыль, которая оседает на листьях. Твердые мелкие ее частицы забивают устьица, что значительно затрудняет поступление кислорода в листья. Кроме этого, вредное воздействие оказывают и примеси, которые попадают в воздух при сжигании на промышленных предприятиях разного вида топлива. В этой связи при озеленении городской территории, как правило, высаживают деревья, устойчивые к запыленности. К ним, например, относят конский каштан, липу, черемуху, тополь. В процессе хранения зерна особое внимание следует уделять их влажности. Дело в том, что при повышении ее уровня усиливается интенсивность дыхания. Это, в свою очередь, способствует тому, что семена начинают сильно разогреваться выделяющимся теплом. Это, в свою очередь, негативно сказывается на зародышах - они погибают. Во избежание таких последствий семена, которые закладываются на хранение, должны быть сухими. Само же помещение необходимо хорошо проветривать.

Заключение

Таким образом, дыхание растений имеет огромное значение для обеспечения нормального их развития на любой стадии. Без этого процесса невозможно не только обеспечение нормальной жизнедеятельности организма, но и формирование всех его участков. В ходе дыхания образуются важнейшие соединения, без которых существование растения невозможно. Этот сложный, многоэтапный процесс является центральным звеном во всей жизни любого организма. Знания об этом способствуют обеспечению надлежащих условий выращивания и хранения культурных растений, достижению высокой урожайности зерновых и прочих сельскохозяйственных насаждений. Известно, что при дыхании выделяется тепло. Возле некоторых культур температура воздуха может повышаться более чем на 10 градусов. Такое свойство используется человеком в разных целях.

www.syl.ru

Как растения дышат зимой: выпревание и сохранность растений в зимний период - Good-Tips.Pro

Растения дышат зимой даже в лютые морозы, а при недостатке свежего воздуха, при неграмотном утеплении корней, стволов и ветвей, растения выпревают — задыхаются от недостатка кислорода и гибнут с приходом тепла.

Дыхание — это процесс, свойственный всем живым организмам, включая и растения. Оно присуще любому органу, любой ткани, каждой клетке, которые дышат в течение всей жизни.

Дыхание представляет собой окислительный распад органических веществ, в первую очередь углеводов, в результате, которого высвобождается энергия и образуется углекислый газ (CO2) и вода (h3O). Дыхательный субстрат распадается в результате дыхания растений.

Дыхание растений ничем не отличается от горения. Принципиальное отличие дыхания состоит в том, что это многоступенчатый ферментативный процесс. Постепенность окисления обеспечивает образование большого количества промежуточных продуктов, которые используются в качестве полуфабрикатов для различных биосинтезов, а также выделение отдельных порций энергии и возможность их запасания в специальном химическом соединении (АТФ). В этом и состоит основное физиологическое значение процесса дыхания.

Аэробная и анаэробная стадии окисления углеводов

Основной путь окисления углеводов в растении состоит из двух стадий — аэробной и анаэробной. В соответствии с современными представлениями процесс дыхания включает два этапа. В ходе первого этапа, которому кислород не нужен, дыхательный субстрат, например, глюкоза, распадается до пировиноградной кислоты, которая в ходе второго этапа может окисляться в присутствии кислорода (O2) до CO2 и воды — аэробная стадия.

Если процесс превращения пировиноградной кислоты в ходе второго этапа осуществляется без присутствия кислорода в анаэробных условиях, протекает брожение с образованием CO2 — анаэробная стадия.

Анаэробная и аэробная стадии превращения дыхательного субстрата являются двумя сторонами единого дыхательного процесса. В отсутствии кислорода основным источником энергии в клетке служит брожение, а в аэробных условиях — окислительное расщепление дыхательных субстратов. Энергетическая эффективность анаэробного процесса дыхания значительно ниже аэробного дыхания.

Процесс дыхания у разных растений и их органов неодинаков, и его сравнивают по интенсивности, то есть по количеству выделенного CO2 на единицу массы в единицу времени.

Интенсивность дыхания зависит от потребностей организма в продуктах дыхания и в первую очередь в АТФ. Как правило, более молодые растущие органы и ткани дышат интенсивнее. Так, максимальная интенсивность дыхания листьев и корней в их молодом возрасте снижается по мере уменьшения скорости роста.

При старении листьев часто наблюдается временное повышение интенсивности дыхания, однако его энергетическая эффективность при этом снижается. Субстратом для дыхания растений могут служить не только глюкоза, но и жиры, белки, предварительно подвергнутые гидролизу, а также и органические кислоты.

Зависимость дыхания растений от внешних факторов

Помимо зависимости дыхания растений от внутренних факторов существует зависимость его и от внешних факторов, к которым относятся:

• содержание воды в растении;
• температура окружающего воздуха и почвы;
• степень аэрации;
• наличие у растения болезней или повреждений насекомыми, а также других механических повреждений.

Недостаток влаги влияет на все процессы жизнедеятельности. С усилением водного дефицита, прежде всего, подавляется рост, затем фотосинтез и в последнюю очередь дыхание. Причем если интенсивность дыхания уменьшается примерно в 2 раза, то интенсивность фотосинтеза в 5 раз. При быстром нарастании водного дефицита часто наблюдается вспышка дыхания, но его энергетическая эффективность при этом снижается. Все это неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности и продуктивности растений.

Нижний температурный предел дыхания лежит значительно ниже 0°C. По данным академика Н.А. Максимова, почки зимующих и иглы хвойных деревьев могут дышать при −20...-25°C. О таком дыхании при таких отрицательных температурах я расскажу ниже подробно.

Интенсивность дыхания быстро возрастает при повышении температуры до +35—40°C. Дальнейшее увеличение температуры приводит к снижению дыхания. В интервале температур от 0 до +40°C при повышении температуры на 10°C интенсивность дыхания удваивается.

Аэрация имеет существенное значение для процесса дыхания, то есть содержание кислорода в окружающей растения атмосфере. Обычное содержание кислорода в воздухе (до 21%) достаточно для нормального дыхания растений.

Угнетение дыхания начинается при содержании кислорода менее 5%, в этом случае может начаться анаэробное дыхание. О последствиях такого дыхания растений также расскажу ниже подробно. Интенсивность дыхания в результате инфицирования растений патогенами обычно повышается. Это может сочетаться с нарушением процесса окисления и возрастанием доли анаэробного дыхания, что значительно снижает запасание энергии окисления в АТФ и увеличивает рассеяние энергии в виде тепла. Особенно это характерно для растений неустойчивых к патогену.

Вредители и болезни наносят значительный урон растениям, что обусловлено существенной стимуляцией дыхания, и объясняется возрастанием энергетических затрат на загрузку продуктами фотосинтеза флоэмных окончаний и на восстановительные процессы.

Интенсивность дыхания резко возрастает при механическом повреждении растения, что является защитной реакцией организма.

Соотношение дыхания растений и фотосинтеза

Дыхание занимает важное место в решении проблемы продуктивности растений. Особый интерес представляет оценка количественного соотношения дыхания и фотосинтеза.

При фотосинтезе происходит накопление органических веществ, при дыхании их мобилизация для обеспечения всех процессов жизнедеятельности. Дыхание поставляет энергию для биосинтезов, поглощения и транспорта веществ, совершения механической (движения органов, внутреннее перемещение органелл), электрической (генерация биотоков) и других видов работы в клетке.

Дыхание обеспечивает различные биосинтезы восстановителями и промежуточными продуктами как полуфабрикатами. В процессе окисления происходит детоксикация ядовитых продуктов обмена веществ.

Таким образом, дыхание тесно связанно со всеми процессами обмена веществ организма и является процессом, без которого невозможна жизнь. Поэтому вопрос о соотношении фотосинтеза и дыхания в процессе создания урожая далеко выходит за рамки простого сопоставления функций синтеза и распада органических соединений растения.

В углеродном балансе целого растения затраты продуктов фотосинтеза на дыхание в благоприятных условиях роста и развития составляют 30–40%, то есть на накопление биомассы расходуется лишь около половины усвоенного при фотосинтезе углерода. Остальная часть углерода окисляется в процессе дыхания. Образующиеся при этом энергетические эквиваленты (АТФ) и промежуточные продукты используются в процессах, связанных с образованием биомассы растения и поддержанием ее структурной и функциональной целостности.

Таким образом, при внимательном прочтении изложенной сущности процесса дыхания растений можно понять, что дыхание и фотосинтез, играют основополагающую роль в жизнедеятельности всех растений. Поэтому для обеспечения нормальной жизнедеятельности любого растения в любые периоды его жизни, в том числе и в зимние периоды, нужно обеспечивать ему нормальные условия для выполнения процесса дыхания.

Зимнее дыхание растений

Дальше я перехожу к главной теме статьи и расскажу, как растения дышат зимой. Известно, что основное поступление кислорода воздуха для дыхания растений идет в течение всего вегетационного периода:

• у листьев через открытые устьица;
• у побегов, сучьев и стволов через открытые чечевички.

Кроме того, небольшая часть кислорода воздуха проникает в растение через кутикулу — защитную поверхностную оболочку всех органов растений — и, возможно, в составе водного тока из их корневой системы, которая также используется для дыхания. А что же происходит с указанными путями поступления кислорода воздуха после окончания периода вегетации растений?

Осенью в конце сентября или начале октября у всех плодовых, ягодных, орехоплодных и других древесных растений заканчивается рост, происходит опадание листьев, и они переходят в состояние покоя. После опадения листьев место отделения быстро зарастает непроницаемым пробковым слоем. Чечевички побегов, сучьев и стволов также закрываются прочной пробковой тканью.

В результате газообмен через кору оказывается сильно ограниченным, дыхание и транспирация воды в надземных частях растения сильно ослабевают и осуществляются только через кутикулу. Но после листопада биохимические процессы не затухают, некоторые из них даже активизируются, и все это требует постоянного присутствия уже ослабленного дыхания.

У травянистых растений — естественно растущие и сеяные травы, озимые, земляника и другие, — зимующих с зелеными листьями, осенью при понижении температуры воздуха и сокращении длины дня ростовые процессы также приостанавливаются, но состояния покоя у них при этом не бывает.

В таких условиях газообмен через их покровы и дыхание также сильно ослабевают, но для поддержания необходимых биохимических процессов ослабленный режим дыхания сохраняется. Указанный ослабленный режим аэробного дыхания в условиях нормальной зимовки растений не требует больших трат запасенных продуктов фотосинтеза.

Проведенные наблюдения подтвердили сказанное и показали, что у растений, находящихся в состоянии покоя, интенсивность дыхания действительно значительно снижается. При этом такая слабая интенсивность дыхания наблюдается в течение всего осенне-зимнего периода, особенно после завершения прохождения первой и второй стадии закалки.

Изменение интенсивности дыхания зависит от температуры окружающего воздуха, температуры внутри снежного покрова и на поверхности почвы под снежным покровом, если присутствует снежный покров и растения или их части находятся в нем. Большое влияние на усиление интенсивности дыхания оказывает повышение температуры окружающей среды, особенно до положительных значений.

Снижение температуры окружающей среды влечет снижение интенсивности дыхания. Снежный покров даже большой высоты и плотности не препятствует нарушению интенсивности аэробного дыхания.

Частичное или полное нарушение аэробного дыхания и переход на анаэробное дыхание в основном может происходить только при образовании над растением притертой ледяной корки — слоя льда, вплотную смерзшегося с почвой, или длительном пребывании его или его частей под мощным снежным покровом при температуре, близкой к 0°C, без света в талой или слабо промерзшей почве. Похожее же явление может происходить и не только зимой, но и весной, летом и осенью при длительном затоплении растений водой, это — так называемое вымокание.

Как уже было сказано выше, еще в исследованиях Н.А. Максимова было установлено, что дыхание почек у древесных растений, а это наиболее сильно дышащие зимой части данных растений, наблюдалось при −20...-25°C, причем со снижением температуры воздуха происходило существенное снижение интенсивности дыхания.

Зимующие травянистые растения — озимые, сеяные травы, земляника и другие, как уже было сказано, не имеют периода покоя. Они резко снижают интенсивность роста и дыхания при низких положительных температурах воздуха. После закалки в зимние месяцы они способны переносить очень низкие температуры и снижать интенсивность дыхания практически до нуля. Так, в опытах П.А. Генкеля и Л.С. Литвинова в зимние месяцы, при отрицательных температурах воздуха у земляники, наблюдалось резкое снижение интенсивности дыхания и нахождение листьев и побегов в анабиотическом состоянии.

Как показали наблюдения за дыханием растений при зимовке в годы с ровным ходом отрицательных температур воздуха, их затраты запасенных продуктов фотосинтеза на дыхание оказываются не очень значительными. Но зимы у нас могут быть морозные и теплые, многоснежные и малоснежные. В снежные зимы все травянистые растения и большая часть кустарников, а также нижняя часть деревьев находятся полностью в снегу, где ход температуры ровен и однообразен и намного выше, чем в воздухе и особенно на поверхности снега.

По наблюдениям Г.В. Васильченко, температуры на поверхности почвы под снегом в одну из сибирских зим при температуре на поверхности снега −40,5°C составляли при высоте снега 15–22 см −11,4°C, при высоте снега 60–85 см −1,8°C и при высоте снега 97–170 см 0...-0,3°C. То есть даже при такой аномально низкой для растений температуре воздуха на поверхности снега у растений или их частей, полностью укрытых снегом должно наблюдаться довольно интенсивное дыхание, начиная от поверхности почвы до некоторой высоты в толще снежного покрова.

Например, такое дыхание листьев и побегов земляники должно наблюдаться при высоте снежного покрова 50–60 см, дыхание почек побегов кустарников и деревьев (стланцев яблони и груши) при этой высоте будет наблюдаться до высоты 30–40 см от поверхности почвы, а при высоте снежного покрова около 20 см — у почек этих побегов, расположенных вблизи поверхности почвы.

Таким образом, наибольшая интенсивность дыхания растений зимой наблюдается в теплые и многоснежные зимы, наибольшими в такие зимы оказываются и затраты продуктов фотосинтеза на дыхание.

Влияние дыхания на морозоустойчивость

Исследования ученых по зимнему дыханию выявили зависимость интенсивности дыхания плодовых, ягодных и орехоплодных растений от их морозоустойчивости.

В опытах Н.Н. Моисеева при изучении интенсивности дыхания войлочной и песчаной вишен, степного миндаля, сливы, абрикоса, персика усиление интенсивности дыхания зимой больше всего наблюдалось у персика, наименее морозоустойчивого растения. Далее несколько меньшее усиление интенсивности дыхания присутствовало у абрикоса и сливы и очень слабо повышалась интенсивность дыхания у морозоустойчивых войлочной и песчаной вишен.

Следовательно, степень интенсивности дыхания растений зимой является одним из показателей, характеризующих степень морозоустойчивости растений. Кроме того, в этом же опыте было подтверждено, что изменение интенсивности дыхания слабее у старых побегов.

Опыт З.Г. Ракитиной показал, что большое влияние на интенсивность дыхания оказывает температура, при которой растение находилось до начала опыта. Усиленное выделение растением углекислого газа при резкой смене температуры зависит от повышения интенсивности дыхания, которая стимулируется резкой сменой температур. То есть изменение интенсивности дыхания следует за ходом изменения температуры. Также было выявлено, что интенсивность дыхания сильно зависит и от глубины покоя растений.

С зимним дыханием связано выпревание, очень неприятное явление в жизни растений.

Выпревание растений

Выпревание растений сопряжено с частичной или полной гибелью самих растений или их частей при нахождении этих растений в снегу.

Выпревание земляники, озимых, сеяных трав и других зимующих травянистых растений, как показали исследования академика И.И. Туманова, происходит в результате расхода запасенных углеводов на дыхание и невозможности их пополнения.

И.И. Туманов, в зависимости от хода физиологических процессов при выпревании растений выделяет три различные стадии:

1. углеводное истощение, голодание;
2. распад органических веществ;
3. гибель растений при развитии грибных заболеваний.

Растения начинают голодать и расходовать белки, когда у них остается всего 2–4% углеводов, что обычно бывает в конце зимы и в период снеготаяния. Наиболее часто выпреванию способствует выпадение снега на незамерзшую почву, быстрое увеличение высоты снежного покрова и достаточно высокая температура воздуха. При этих условиях температура под снегом удерживается около 0°C, и у растений, укрытых снегом, продолжаются процессы дыхания и расхода запасенных углеводов.

Расход углеводов на дыхание зависит от температуры и величины надземной массы растений. Так, анализ условий выпревания озимых, проведенный И.М. Петуниным показал, что при +7°C наблюдается почти нормальная интенсивность дыхания, и при понижении температуры до 0°C расход запасенных углеводов на дыхание сокращается только вдвое, оставаясь достаточно высоким.

Таким образом, чем выше температура, тем интенсивнее идет расход запасенных углеводов, тем, следовательно, вероятнее гибель зимующих травянистых растений от выпревания. Особенно интенсивный расход запасенных углеводов вызывает переход растений на анаэробное дыхание при сильном затруднение к ним доступа воздуха.

Растения экономно расходуют запасенные углеводы даже при анаэробном дыхании, поэтому гибель растений наблюдается только при большой длительности нахождения в условиях, способствующих выпреванию, обычно не менее 30–40 дней.

Условия, вызывающие выпревание, одновременно способствуют возникновению грибных заболеваний (снежная плесень и другие), которые усиливают процессы выпревания и часто являются конечной причиной гибели земляники, озимых и сеяных трав.

Подверженность зимнему выпреванию

Зимнему выпреванию подвержены и древесные кустарники и деревья. Так, по наблюдениям З.И. Лучник в Горно-Алтайском и Барнаульском дендрариях НИИ садоводство Сибири из числа всех испытанных видов древесных растений выпреванию подвергались 133 их вида.

Особенно сильно подвержены выпреванию отдельные косточковые плодовые растения, такие, как:

• Уссурийская слива;
• Китайская слива;
• Канадская слива;
• Американская слива;
• Вишнеслива;
• войлочная, песчаная, железистая и степная вишня;
• Черемуха Маака, черемуха Максимовича, сахалинская черемуха;
• отдельные виды миндаля и еще ряд подобных косточковых плодовых растений.

Выпревание вышеуказанных растений связанно с процессами зимнего дыхания, но имеет некоторую специфику. Наиболее полное исследование особенностей выпревания косточковых плодовых растений было проведено В.М. Бурдасовым в НИИ садоводства Сибири.

По данным исследований В.М. Бурдасова, выпревание оказалось последовательной цепью аномальных изменений в указанных растениях, зимующих под снегом.

Первым звеном в этой цепи является льдообразование в тканях ствола у поверхности почвы до или во время формирования устойчивого снежного покрова. Лед в тканях основания стеблевой части растения создает преграду для газообмена клеток, тканей и органа с окружающей средой. Льдообразование в межклеточных полостях может усиливаться при слабом вызревании тканей, их высокой оводненности и высокой подаче воды корнями из талой почвы в надземную охлажденную часть растения.

Вторым звеном выпревания является недостаточный уровень снижения интенсивности дыхания тканей. После образования устойчивого снежного покрова температура у поверхности почвы может стабилизироваться в интервале 0...-3°C. При этой температуре у выпревающих растений интенсивность дыхания еще сравнительно высока. Например, при проведении исследований у выпревающего абрикоса сибирского поглощение в процессе дыхания кислорода при температурах 3,0 и −6°C было больше чем у невыпревающей черемухи обыкновенной соответственно в 1,83; 1,61 и 1,75 раз. Постепенно в тканях кислород используется на дыхание, в то время как его поступление в орган из внешней среды затруднено ледяной преградой.

Третье звено выпревания — аноксия (недостаток кислорода) внутри органа и переключение на анаэробный путь дыхания.

Четвертое звено — накопление углекислого газа и продуктов неполного окисления (спиртов, альдегидов, кислот и других веществ) при анаэробном дыхании. У выпревающих растений содержание углекислого газа и продуктов неполного окисления может достигать токсического порога, например, спирта 2% и выше. Это вызывает повреждение мембран и других структур клетки с усилением удаления веществ из них.

Пятое звено выпревания — энергетическое истощение. Энергетическое истощение заметно по более резкому снижению содержания углеводов у выпревающих растений. Однако в отдельные годы энергетический баланс клетки восстанавливается и отмечается репарация (исправление) повреждений.

Обычно же при таянии льда в тканях основания ствола весной под снегом или чаще после его разрушения наступает шестое, завершающее звено выпревания. Из внешней среды в истощенные, отравленные, поврежденные клетки начинает поступать кислород воздуха, ткани окисляются, буреют и необратимо разрушаются, вплоть до деструкции белков. В поврежденные ткани может внедряться разнообразная микрофлора, в том числе и та же самая снежная плесень.

Изучение самых разнообразных физиологических изменений показало, что более устойчивы к повреждениям типа выпревание растения с замедленной реакцией на отепление среды зимовки под снегом.

Усиливают процессы выпревания следующие факторы внешней среды:

• влажное и холодное лето;
• осеннее переувлажнение почвы и растений;
• резкие перепады отрицательных температур;
• недостаточная закалка растений морозами перед образованием устойчивого снежного покрова;
• раннее образование снежного покрова на талой почве;
• удлинение срока зимовки растений под снегом при стабилизации температуры на поверхности почвы в интервале 0...-3°C.

Зимнее дыхание черенков, хранящихся под снегом

Зимой продолжают дышать черенки плодовых растений, помещенные в снег для хранения, и их подвои, предназначенные для зимней и весенней прививок.

Сохранность черенков и подвоев косточковых плодовых растений от выпревания определяется теми же условиями, что и аналогичных выращиваемых деревьев и кустарников.

По итогам многолетних опытов, проведенных В.В. Путовым в НИИ садоводства Сибири, было установлено, что черенки сливы и других косточковых плодовых растений для зимней и весенней прививок надо заготавливать во второй половине ноября при значительном похолодании, желательно до наступления очень сильных морозов и уже промерзшей почве.

Рано заготовленные черенки (конец сентября—первая половина октября) хранятся хуже, так как в это время трудно создать при хранении нужный температурный режим для прохождения ими первой и начала второй стадий закалки.

Наилучшие показатели сохранности черенков были получены в следующих условиях:

• Для хранения черенков был построен дощатый сарай, стенки которого начинались выше уровня почвы на 25 см.
• В сарае устроен деревянный решетчатый пол, который был приподнят над почвой до 30–35 см.
• На пол перед закладкой черенков насыпался снег слоем 10–15 см. Затем укладывались черенки, которые засыпались снегом.

Такой режим хранения в ноябре и декабре обеспечивал в снегу в месте расположения черенков температуру −3...-6°C, а в самые холодные дни января, когда температура воздуха опускалась до −30°C и ниже, там она снижалась до −23°C. Сохранность черенков при хранении в таких условиях оказалась 100%.

Опыты длительного воздействия на черенки при хранении небольших положительных температур порядка от 1 до 2°C показали, что процесс подопревания шел постоянно. Сначала бурели сосудистые пучки под почками на побегах, затем погибали почки, появлялись отдельные бурые пятна на коре, которые постепенно увеличивались, охватывая всю поверхность коры.

Подобный процесс наблюдался у черенков в начале зимы (ноябре—декабре), воздействие этих температур на здоровые черенки в апреле—мае вызывало лишь процесс набухания, а затем и распускания почек. То есть выпревание черенков вызывается длительным воздействием положительных температур в начале зимы.

Хранение черенков при отрицательных температурах ниже −3...-5°C доводит до минимума процессы их дыхания и связанные с дыханием затраты запасенных углеводов. Такое же действие оказывают подобные условия при защите снегом от мороза и длительном нахождении в снегу на снятые с опор лозы актинидии и лимонника, да и часто побеги малины.

Резюме

Процесс дыхания у многолетних зимующих травянистых и древесных растений продолжается и во все зимние месяцы, но интенсивность дыхания при этом сильно снижается по сравнению с вегетационным периодом.

Резкое снижение интенсивности дыхания у зимующих древесных растений начинается с начала вступления в органический покой и оканчивается после выхода их из вынужденного покоя. Зимнее дыхание требует затрат запасенных продуктов фотосинтеза — в основном углеводов при отсутствии их восполнения.

Наименьшая интенсивность дыхания, а, следовательно, и наименьшие затраты запасенных продуктов фотосинтеза наблюдаются во время зимовки при достаточно низких и ровных без частых и резких скачков отрицательных температурах воздуха. Особенно сказываются на повышении интенсивности дыхания и затрат продуктов фотосинтеза длительные зимние оттепели с положительной температурой воздуха, которые могут проявляться при нахождении растений или их частей полностью в снегу при большой высоте снежного покрова даже и при значительных отрицательных температурах воздуха на поверхности снега.

Наиболее экономным по затратам продуктов фотосинтеза является аэробное дыхание. Но при длительном нахождении растений или их частей под снегом при температуре 0...-3°C и затруднении поступления к их тканям кислорода, снижении его до 3%, при переходе на анаэробное дыхание, или при длительном нахождении растений и их частей под снегом при 1—2°C при нормальном поступлении к их тканям кислорода при сначала аэробном дыхании и последующем переходе на анаэробное дыхание ткани растений затрачивают на дыхание почти все запасенные углеводы, что вызывает их повреждение. В поврежденные ткани попадают из внешней среды микроорганизмы и усугубляют их дальнейшее повреждение, что может привести к гибели растений.

Такие явления происходят и при выпреваниях земляники, и косточковых плодовых, и других подобных растений. Происходят они и при хранении в снегу до весенней прививки черенков, и до высадки весной подвоев косточковых и других плодовых растений, а также у укрытых снегом для защиты от морозов растений актинидии, лимонника, побегов малины и многих других растений.

Любые непродуманные действия садоводов, без учета особенностей зимнего дыхания растений, связанные с сильным и длительным отеплением места расположения корневой шейки и корня (или всего растения) с помощью пленки, нетканого материала, снега и других подобных материалов могут привести растения или черенки к гибели растения.

Растение погибнет из-за нарушения притока воздуха к тканям при использовании для защиты от ожогов и резких скачков температуры пленки или рубероида. Также растения гибнут при очень раннем срезе черенков для весенней прививки, будучи завернутыми в пленку перед укладкой на хранение в снег.

Учитывая вышеизложенные факты, садоводы должны иметь понятие зимнем дыхании растений и, по возможности, использовать знания для обеспечения благополучной зимовки растений, и черенков для весенней посадки.

Рекомендуем почитать

Сохранить на память!

Источники:

1. Уральский садовод 

Ссылки по теме

good-tips.pro

Как можно доказать, что растение дышат

Абсолютно все растения – это живой организм, который не может функционировать без дыхания. Растения дышат круглыми сутками. Днем они используют устьица – это специальный орган, который отвечает за добычу, газообмен и усвояемость кислорода всеми клетками растения. Ночью процесс дыхания не прекращается и кислород в растении поддерживается за счёт накопленных запасов. Также растения могут дышать за счёт трещинок в стеблях и благодаря наличию корневой системы.

Роль дыхания в жизни растений

Дыхание – сложный процесс, в результате которого под действием поступившего кислорода образуется углекислый газ и вода. Этот газ из растений выводится всё теми же устьицами, а также с помощью корневой поросли. Дыхание способствует росту растений, обеспечивает и поддерживает все необходимые процессы в клетках растений для их полноценной жизнедеятельности. Если растение не будет дышать, оно погибнет.

Экспериментальные доказательства с участием растений

При дыхании поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Следовательно, нужно привести доказательства выделения углекислого газа растением. Итак, проведем небольшой эксперимент.

• Берем две ёмкости и наполняем разными растениями. В первую положим веточку с большими зелёными листьями, а во вторую - веточку с мелкими листьями и цветочками. Веточки необходимо срезать непосредственно перед экспериментом.
• Ёмкости обязательно закрываем крышками, тем самым лишая побеги кислорода и ставим в тёмное место.
• Спустя 24 часа, опускаем в наши ёмкости зажженную спичку. Огонь не будет гореть в углекислом газе, а значит, опустив горящую спичку в ёмкость с отсутствующим кислородом, она моментально потухнет.

Проведём другой эксперимент. Для него нам понадобится стеклянная поверхность, стакан с водой и известью и, конечно, само растение.

• На стеклянную поверхность ставим растение в горшке и стакан с растворенной в воде известью.
• Накрываем стеклянной крышкой и убираем в темное место.
• Спустя какое-то время вода в стакане с известью начнёт темнеть. Это происходит из-за скопления под стеклянной крышкой молекул углекислого газа.

Вот такие несложные эксперименты помогают убедиться, что растения дышат.

vashurok.ru

ВСЕ ЛИ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ ДЫШАТ?

ВСЕ ЛИ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ ДЫШАТ?

1филиал МОБУ лицей с. Булгаково СОШ с. Ольховое МР Уфимский район РБ

Текст работы размещён без изображений и формул.Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

1. Введение………………………………………………………………………..3-4

2.1. Как протекает процесс дыхания.........................................................................5

2.2. Дыхание – это сложный процесс ….................................................................6

2.3. Взаимосвязь процессов фотосинтеза и дыхания ………...…………………7

2.4. Сопоставление процессов дыхания и фотосинтеза………….……………...8

2.5. Как помочь растениям дышать?........................................................................8

2.6. Все ли органы растения дышат?........................................................................9

Эксперимент 1. « Сравнение дыхания человека и растений..…………………..10

Эксперимент 2. «Дышат ли все органы растений?..………………………..……10

Эксперимент 3. « Как дышат листья?»…….……………………………………..11

Эксперимент 4. «Дышат ли корни растений»…………………………….……...11

Эксперимент 5. «Дышат ли семена?»………………………………………….....11

Эксперимент 6. «Выделение углекислого газа»…………………………….…..12

IV. Заключение……………………………………………………………………..13

1. Список использованной литературы…………………………………...........14

Приложения.

1. Введение

Дыхание — процесс универсальный. Оно является неотъемлемым свойством всех организмов, населяющих нашу планету, и присуще любому органу, любой ткани, каждой клетке, которые дышат на протяжении всей своей жизнедеятельности. Дыхание всегда связано с жизнью, тогда как прекращение дыхания — с гибелью живого[6].

Жизнь организма в целом, как и каждое проявление жизнедеятельности, необходимо связаны с расходованием энергии. Клеточное деление, рост, развитие и размножение, поглощение и передвижение воды и питательных веществ, разнообразные синтезы и все другие процессы и функции осуществимы лишь при постоянном удовлетворении обусловленных ими потребностей в энергии и пластических веществах, которые служат клетке строительным материалом [8].

Источником энергии для живой клетки служит химическая (свободная) энергия потребляемых ею питательных веществ. Распад этих веществ, происходящий в акте дыхания, сопровождается освобождением энергии, которая и обеспечивает удовлетворение жизненных потребностей организма.

Растение – это живой организм, значит, ему нужна вода, тепло, свет. А дышит ли растение как человек? Я решил провести исследование. Так родилась идея проекта.

Гипотеза: доказать, что растение дышит всеми частями.

Цель работы: выявить потребность растения в воздухе, дыхании.

Задачи:

- изучить информацию через Интернет-ресурсы;

- изучить литературу;

- понять, как важен процесс дыхания для живых организмов;

- понять, как происходит процесс дыхания у растений;

- выяснить, что общего между дыханием человека и дыханием растения.

Объект исследования: растения.

Методы исследования:

- анализ;

-наблюдение;

- сбор информации;

- опыты;

- выводы.

1. Дыхание – непременное условие жизни растений.

Дыхание – это сложный процесс, в ходе которого вследствие распада органических веществ высвобождается энергия, необходимая для процессов жизнедеятельности. Основным органическим веществом, участвующем в дыхательном процессе, являются углеводы, главным образом сахара, особенно глюкоза.

Весь процесс дыхания в клетках растительного организма, когда сложные органические вещества расщепляются на более простые, неорганические, можно условно разделить на два этапа.

На первом, начальном этапе происходит распад молекул глюкозы. В итоге сложных реакций при участии разнообразных ферментов из глюкозы образуется более простое соединение и выделяется энергия, запасенная в виде химических связей в молекулах АТФ. Этот первый этап дыхательного процесса происходит в цитоплазме. Образованием более простых веществ завершается первая, подготовительная часть дыхательного процесса.

Взаимодействуя с кислородом, эти вещества окисляются до образования углекислого газа и воды. В ходе последовательно идущих одна за другой реакций с участием ферментов не только углекислый газ и вода, но и высвобождается много энергии, которая не теряется и не вся расходуется, а запасается в большом количестве в молекулах АТФ. В этом заключается второй этап дыхательного процесса, протекающего непосредственно в митохондриях клетки.

2.2. Дыхание - это сложный процесс.

Чтобы жить, растение обязательно должно получать через питание и дыхание, необходимые ему вещества и энергию. Поглощенные вещества на основе биохимических преобразований в клетках и тканях становятся веществами, из которых растение строит свое тело. Все преобразования веществ, происходящие в организме всегда сопровождается потреблением энергии. Зеленое растение (как автотрофный организм), поглощая световую энергию, преобразует ее в химическую и накапливает в сложных органических соединениях. В процессе дыхания при расщеплении органических веществ эта энергия высвобождается и используется растением на свои процессы жизнедеятельности и преобразование веществ, происходящих в клетках.

Оба процесса – фотосинтез и дыхание – идут на основе ряда последовательных многочисленных реакций, в которых одни вещества преобразуются в другие. Например, из углекислого газа и воды образуются сахара, которые затем через ряд промежуточных реакций превращаются в крахмал, клетчатку или белки, жиры, витамины и другие вещества, необходимые растению как запас питания и энергии.

То же происходит и в процессе дыхания. Расщепление более сложных веществ, образование более простых промежуточных и конечных неорганических соединений – углекислого газа и воды – обеспечивают растение высвобождающейся энергией. Одновременно идет передача различных химических элементов из одних соединений в другие. Эти превращения в организме называют обменом веществ. Обмен веществ – один из важных признаков жизни. Обмен веществ связывает все органы организма в единое целое. Вместе с этим благодаря обмену веществ организм объединяется с окружающей средой. Из нее растение поглощает вещества через корни и листья и выделяет в среду продукты своей жизнедеятельности.

Дыхание, как и питание, – необходимое условие обмена веществ, а значит и жизни организма.

Растения дышат круглые сутки – и на свету, и в темноте, но на свету в растении протекает два взаимосвязанных процесса – фотосинтез и дыхание.

На свету растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, но они и дышат, т.е. поглощают кислород, но в гораздо меньших количествах, чем выделяют при фотосинтезе. Углекислого газа при фотосинтезе растения поглощают гораздо больше, чем выделяют при дыхании. Так, в солнечный день растения выделяют в 10-20 раз больше кислорода, чем поглощают его при дыхании.

Во время фотосинтеза поглощается энергия солнечного света и из неорганических создаются органические вещества. Во время дыхания растение расходует органические вещества, а энергия, необходимая для жизнедеятельности, освобождается.

Дыхание во всех живых клетках органов растения происходит непрерывно. Как и животные, растения погибают с прекращением дыхания.

2.4. Сопоставление процессов фотосинтеза и дыхания.

Дыхание является процессом, как бы противоположным фотосинтезу.

Чтобы лучше представить различие процессов дыхания и фотосинтеза можно рассмотреть признаки дыхания и фотосинтеза в клетках зеленого листа растения. (Приложение 1).

Процесс дыхания связан с непрерывным потреблением кислорода. Особенно интенсивно идет процесс дыхания в молодых тканях и органах растения. Интенсивность дыхания обусловлена потребностями роста и развития растений. Много кислорода требуется в зонах деления и роста клеток. Образование цветков и плодов, а также повреждение и особенно отрывание органов сопровождается усилением дыхания у растений. По окончании роста, с пожелтением листьев и, особенно в зимнее время интенсивность дыхания заметно снижается, но не прекращается.

2.5. Как помочь растениям дышат?

На тяжелых глинистых и заболоченных почвах растения особенно страдают от недостатка кислорода. В таких почвах вытесняет воздух, и нормальное дыхание корней нарушается. Выращивая растения, надо следить, чтобы к корням постоянно поступал свежий воздух. Д ля этого почву рыхлят культиваторами или мотыгами.

Рыхление почвы, кроме того, помогает сохранить влагу на сухих участках. При подсыхании почвы на ее поверхности образуется корка: она препятствует проникновению воды внутрь и способствует ее быстрому испарению. Во время рыхления корка разрушается и в поверхностном слое сохраняется влага. Недаром рыхление иногда называют «сухой поливкой» и говорят: «Лучше один раз хорошо взрыхлить, чем два раза плохо полить».

При выращивании культурных растений почва уплотняется и содержит мало воздуха. Поэтому для улучшения дыхания корней ее рыхлят специальными культиваторами. Особенно от недостатка кислорода страдают растения, выращиваемые на сильно увлажненных (заболоченных) почвах. Для улучшения снабжения воздухом корней растений такие почвы обычно осушают.

При хранении семян в зернохранилищах следят за влажностью семян. Сырые семена дышат интенсивнее и сильно разогреваются выделяющимся теплом — тогда зародыши в них погибают. Чтобы этого не происходило, закладываемые на хранение семена должны быть сухими, а зернохранилище — хорошо проветриваемым.

Дыханию растений препятствует пыль, оседающая на листьях. Ее твердые мельчайшие частицы закрывают устьица, и поступление воздуха в листья затрудняется. Вредно действуют на дыхание растений и примеси, появляющиеся в воздухе при сжигании различных видов топлива на промышленных предприятиях. Поэтому при озеленении городов обычно высаживают деревья, устойчивые к запыленному воздуху (тополь, черемуху, липу, конский каштан).

2.6. Все ли органы растения дышат?

Жизненные процессы протекают во всех живых клетках, поэтому им необходима энергия, и они ее получают в процессе дыхания. Следовательно, все части растения, состоящие из живых клеток, дышат.

Специальных дыхательных органов у растений нет. У крупных растений между рыхло расположенными клетками имеются воздушные пространства (межклетники), из которых кислород поступает в клетки. Большинство растений через устьица и чечевички получает кислород из воздуха. Водные растения получают его из воды всей поверхностью тела. Некоторые растения, произрастающие на заболоченных местах, имеют особые, дыхательные корни, поглощающие кислород из воздуха.

1. Экспериментальная часть

Эксперимент 1. «Как я дышу. Сравнение».

Гипотеза: дышат ли растения, как доказать, что дышат? Методы исследования: опыт, изучение литературы по теме, сравнение, вывод. Я знаю, что при дыхании воздух должен поступать внутрь растения и выходить из него, процесс дыхания, как и у человека. Вот и начало опыта проведу сам на себе.

А) Я взял воздушный шарик, надул его. Воздух, который я выдыхал, попал в шарик. Значит, я дышу. Я взял трубочку и стакан с водой. Вставил трубочку в воду и подышал. В воде появились пузыри. Значит воздух, который я выдыхал, прошел через трубочку в стакан с водой в виде пузырьков. Затем отверстие трубочки замазал вазелином, и снова попробовал подышать через эту трубочку. Убедился, что вазелин не пропускает воздух. (Приложение 2).

Б) Если подышать в стакан, то на его стенках остаются мокрые капельки. Это воздух, который мы выдыхаем. А дышит ли растение? Я взял пакет и завернул в него цветок в горшке. Через несколько дней я снял пакет и увидел, что растение хорошо выглядит, но зеленые листочки были влажными. Оказалось также, что в пакете скопились капельки воды, как и в стакане, когда я в него дышал. Вывод: всем живым организмам необходим воздух.

Эксперимент 2. «Дышат ли все органы растения?»

Гипотеза: органы растений – корень, стебель, листья, семена. Всем органам растений необходим воздух. Методы исследования: опыт, изучение литературы по теме, сравнение, вывод. Положим в одну из стеклянных банок свежесрезанные побеги растения, в другую — корнеплоды моркови, а в третью — 30–40 набухших семян фасоли (в сухих семенах процессы жизнедеятельности, в том числе и дыхание, протекают очень медленно). Закроем все банки пластмассовыми крышками и поставим их в темное место. Проверим через сутки, как изменился в них состав воздуха. Для этого опустим в каждую из банок зажженную свечу. Во всех банках свечи гаснут. Вывод: побеги, корнеплоды и прорастающие семена при дыхании израсходовали имевшийся в воздухе банки кислород и увеличили в нем содержание углекислого газа. (Приложение 3).

Эксперимент 3. «Как дышат листья?».

Гипотеза: узнать, с какой стороны листа в растение проникает воздух. Методы исследования: опыт с растением, сбор информации по теме, сравнение, анализ, вывод. Я срезал два листочка с растения и посмотрел на место среза через лупу. Увидел, что на месте среза маленькие дырочки. Может растение дышит через эти дырочки? На нижнюю поверхность одного листика намазал толстый слой вазелина и оба листика поставил в стакан с водой. Ежедневно в течении недели наблюдал за листиками, есть ли какая-нибудь разница между листьями, обмазанным вазелином. Лист, на котором был вазелин, завял, другой лист не пострадал. Листья «дышат» своей нижней стороной, потому что те листья, которые были смазаны вазелином с нижней стороны, погибли. Вывод: отверстия на нижних поверхностях листьев – устьица служат для движения газов внутрь листа и из него наружу. Вазелин закрыл устьица, перекрыв доступ в лист необходимому для его жизнедеятельности углекислому газу и препятствуя выходу из листа избытков кислорода. (Приложение 4).

Эксперимент 4. «Дышат ли корни?».

Гипотеза: убедиться, что корни растения также дышат. Методы исследования: опыт с растением, изучение литературы по теме, сравнение, анализ, вывод. В стаканчик № 1 и № 2 я посадил одинаковые растения. Растение под № 1 я поливал и постоянно рыхлил землю. Растение под № 2 я только поливал, а землю не взрыхлял. Через несколько дней я заметил изменения в растении № 2. Земля стала твердой, листочки у растения потускнели, и само растение стало вялым. Вывод: чтобы корни дышали, нужно за растением ухаживать.

Эксперимент 5. «Дышат ли семена?».

Гипотеза: убедиться дышат ли семена. Методы исследования: опыт, сбор информации по теме, сравнение, анализ, вывод. Я взял предварительно замоченные семена фасоли и разделил их на 2 тарелки. Накрыл мокрой тканевой салфеткой и постоянно подливал воду в обе тарелки, пока фасоль не пустил маленькие белые ростки. С каждым днем эти ростки становились больше и стали зеленеть. Тогда в тарелку № 1 я налил воды, а в тарелку № 2 подсолнечное масло. На следующий день я заметил, что семена в тарелке №1 продолжают расти, а в тарелке № 2 они погибли. Подсолнечное масло перекрыло доступ воздуха к семенам. Вывод: семенам растений также необходим воздух. (Приложение 5).

Эксперимент 6. «Растения при дыхании выделяют углекислый газ».

Гипотеза: растения при дыхании выделяют углекислый газ. Методы исследования: опыт , изучение литературы, сравнение, анализ, вывод. Поместим одно из комнатных растений на стекло и поставим рядом с ним стакан с известковой водой. Теперь закроем растение стеклянным колпаком и поместим его в темный шкаф. Через сутки известковая вода в стакане помутнеет. Вывод: под колпаком образовалось большое количество углекислого газа. При дыхании растения поглощают кислород и выделяют углекислый газ. (Приложение 6).

Выводы:

•  

  • Растения, как и все живые организмы, постоянно дышат и для этого им необходим кислород;

- Жизненные процессы протекают во всех живых клетках. Следовательно, все части растения, состоящие из живых клеток, дышат.

1. Заключение.

Растения, как и все живые организмы, дышат. При этом они поглощают атмосферный кислород, а также используют тот кислород, который образуется у них в процессе фотосинтеза и имеется в межклетниках . Дышат растения и днем, и ночью. Днем большая часть атмосферного кислорода поступает в растение через устьица листьев и молодых побегов, кожицу молодых корней, а также чечевички стеблей. Ночью почти у всех растений устьица закрыты. В это время они для дыхания используют, в основном, кислород, образовавшейся при фотосинтезе и накопленный в межклетниках. По межклетникам кислород проникает во все живые клетки растений. В процессе дыхания растения поглощают гораздо меньше кислорода, чем образуют его при фотосинтезе и выделяют в окружающую среду.

Дыхание — сложный процесс. Поступивший в клетки кислород превращает (окисляет) имеющиеся в них сложные органические вещества (в основном глюкозу) в углекислый газ и воду. При этом освобождается энергия, которая была затрачена при фотосинтезе на их образование из углекислого газа и воды. Образующийся при дыхании у растений углекислый газ удаляется из организма через устьица, чечевички, через всю поверхность клеток молодых корней.

Дыхание — жизненно важный процесс. Как и человеку, так и растительным организмам необходим воздух для дыхания.

1. Список использованной литературы

1. Г.П. Игошин «Уроки биологии. 6 класс», Ярославль: Ак. развития, 2010.

2. О.Н. Хюннинен«Биология. Живой организм». Развивающее обучение на уроках. Опорные схемы, 2009.

3. Н.И. Галушкова «Биология. Бактерии. Грибы. Растения.» , 2005.

4. А.И. Никишов, Л. А. Косорукова «Ботаника. Дидактический материал. Пособие для учителей биологии».

5. Н.Г. Боброва «Эта занимательная ботаника».

6. В.В.Пасечник «Биология. Бактерии, грибы, растения.6кл: учебник для общеобразовательных учреждений, 2015.

7. С.Н. Лебедев «Уроки биологии с применением информационных технологий, 6 класс.» Методическое пособие с электронным приложением.

8. Интернет-ресурсы.

Приложение 1.

Сравнение

процессов дыхания и фотосинтеза в растениях

Приложение 2.

Эксперимент 1. Сравнение дыхание человека и растений.

Приложение 3.

Эксперимент 2. «Дышат ли все органы растений?»

Приложение 4

Эксперимент 3. «Как дышат листья?»

.

Приложение 5

Эксперимент 5. «Дышат ли семена?»

Приложение 6

Эксперимент 6. Выделение углекислого газа растением.

18

Просмотров работы: 5780

school-science.ru

Как доказать что растения дышат? Методы определения

Содержание статьи

Растения представляют собой живые организмы, которым необходим кислород для дыхания. При этом, кроме атмосферных запасов, они используют еще и те, которые вырабатываются в результате фотосинтеза. Дыхание у растений происходит круглые сутки. Днем кислород поступает через устьица листвы и молодых отростков, а в ночное время кислородное содержание поддерживается за счет внутренних запасов. И все же,Как доказать что растения дышат  Методы определения  дыхания растений.

Дыхание растений

Это сложный процесс, в результате которого кислород, поступающий в клетки, расщепляет глюкозу на воду и углекислый газ. Образующийся в процессе дыхания газ выводится из растения через устьица ли корневую поросль.

Дыхание для растения жизненно необходимо. Основное количество энергии, высвобождаемой в результате дыхательной деятельности, используется растениями на поддержку жизненно важных процессов, которые протекают в их клетках. Частично энергия превращается в тепловую, обогревая тем самым окружающую среду.

Доказательства дыхательного процесса

Чтобы получить подтверждение выделения углекислого газа растением, можно провести опыт.

• Для этого одно комнатное растение помещаем на стекло.
• Рядом ставим стакан с водой, в которую добавлена известь.
• Далее растение накрываем стеклянной колбой, отправляем в темное место.
• Через некоторое время вода в стакане начнет мутнеть, что подтверждает появление под стеклянным колпаком углекислых газов.

Очередной опыт помогает доказать, что в процессе дыхания у растения задействованы все органы. Необходимо взять три стеклянные банки.

• В одну помещаем побеги растений, срезанные накануне эксперимента, в другую – морковь, в третью – несколько десятков разбухших горошин.
• Все банки плотно закрываем крышками и помещаем в темный шкаф.
• Через сутки можно проверить, как изменился в банках состав воздуха, опустив в каждую из них зажженную спичку. Она везде будет тухнуть, так как в процессе дыхания поглотился весь кислород.

Связь между дыханием и фотосинтезом

Дыхательный процесс растения протекает круглые сутки. Но в дневное время есть и еще одно явление – фотосинтез. Днем растение поглощает углекислый газ, выделяя кислород. Но дыхание при этом не останавливается, просто кислорода расходуется несколько меньше. В процессе фотосинтеза растение поглощает большее количество углекислого газа, нежели выделяет при дыхании. Получается, что в солнечную погоду растения вырабатывают в десятки раз большее количество кислорода, чем употребляют его при дыхании.

В процессе фотосинтеза происходит потребление солнечной энергии, из неорганических элементов создаются органические вещества. В ходе дыхания растение органические составы расходует, высвобождая энергию, необходимую для жизни.

Дыхательный процесс во всех живых клеточках протекает непрерывно. С прекращением его растение просто погибает.

Если почвенный состав глинистый или заболоченный, растениям постоянно не хватает кислородного запаса. Влага в таких местах вытесняет из почвенного состава воздух, не давая корневым системам нормально дышать. По этой причине, занимаясь разведением растений, следует постоянно следить за тем, чтобы к корням был постоянный доступ свежего воздуха. С этой целью выполняется периодическое рыхление почвы. Этот метод еще позволяет сохранять влагу на засушливых участках.

Опыт доказывающий дыхание корней растения:

• В воду помещают растение с корнями, сверху наливают слой масла.
• От помпы с воздухом конец трубки опускают к корням растения.
• Спустя некоторое время, растение, которому не обеспечили доступ воздуха к корням погибает.

Как видите, процесс дыхания у растений действительно протекает. При этом кислород имеет важное значение не только для его развития, но и для жизни в целом.

detskoerazvitie.info

Смотрите также

• 
  Мелисса фото растения
• 
  Ядовитые растения россии
• 
  Майоран фото растения
• 
  Микроудобрения для растений
• 
  Растения для дома
• 
  Наземно воздушные растения
• 
  Высшие споровые растения
• 
  Растение клещевина ядовитое
• 
  Клещевина ядовитое растение
• 
  Светолюбивые растения примеры
• 
  Признаки царства растений