Процесс дыхания у растений происходит: Дыхание у растений — урок. Биология, 6 класс.

Дыхание у растений происходит в клетках органов. В клетках каких органов происходит дыхание у растений?

В дыхании участвуют системы, которые снабжают организм кислородом. У растений оно идентично животному. Этот процесс длится круглосуточно. Дыхание у растений происходит в клетках органов, расположенных на всей поверхности листьев, стеблей и корней. В нем взаимодействуют все клетки организма. Если у представителя флоры произойдет закупорка клеток, то поступление углекислого газа прекратится. В этом случае растение может погибнуть.

Историческая справка

О том, что растения при дыхании выделяют кислород, было написано в научных трудах А.Л. Лавуазье. В 1773-1783 он проводил опыты. Итогом его работ стало открытие, что при горении и дыхании поглощается большое количество кислорода. При этом выделяется углекислый газ и тепло.

На основании своих трудов ученый выявил, что дыхание является горением питательных веществ в живом организме. Позже эту деятельность продолжил Я. Ингенхауз. Он доказал, что и в темноте, и при солнечном свете происходит поглощение углекислого газа и выделение кислорода. Это означает, что растения при дыхании могут перерабатывать как СО2, так и О2, в зависимости от того, участвует ли свет в этом процессе или нет.

Подобные исследования проводили Х.Ф. Шейнбайн и А.Н. Бах. В 1897 году была открыта теория биологического окисления. В этом же году похожие труды представил К. Энглер. В 1955 году О. Хаяиши и Г.С. Мэзон при помощи опытов подтвердили, что кислород является важным элементом органических соединений.

Специфика дыхания у растений

Дыханием называют универсальный процесс. Он считается неотъемлемой частью всех живых организмов. Принято думать, что дыхание у растений происходит в клетках органов и тканей, через которые происходит газообмен. Такую систему связывают с жизнью, а прекращение дыхания – со смертью всего живого.

Проявление жизнедеятельности неразрывно связано с расходованием энергии. При этом происходит развитие, размножение, рост, клеточное деление. Передвигаются и поглощаются питательные вещества, вода, различные синтезы и процессы. Органы дыхания растений являются сложной многозвенной системой. Сопряженные окислительные процессы изменяют химический состав органических соединений.

Клеточное дыхание

Такое дыхание является окислительным процессом. В нем участвует кислород и распад важных питательных веществ. Происходит освобождение энергии и образование активных метаболитов. Клетками они применяются для образования необходимых процессов жизнедеятельности. В этом случае дыхание у растений происходит в клетках органов и рассчитывается с помощью суммарного уравнения:

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

Полученная энергия освобождается не целиком. Часть энергии аккумулируется в аденозинтрифосфат. После синтеза на мембране образовываются разности электрических зарядов. Такое явление предшествует разности концентраций ионов водорода, которые образовываются в двух сторонах мембраны. Дыхание и питание растений происходят при помощи протонного градиента. Он является главным материалом энергии, необходим для тонких процессов, происходящих в клетке. Такие процессы применяются при синтезе, поступлениях, передвижениях воды и питательных элементов. В химической структуре создается разность потенциалов между окружающей средой и цитоплазмой. Энергия, которая не смогла накопиться в протонном градиенте, рассеивается в качестве света.

Каталитические процессы дыхания

Окисление субстратов происходит при помощи ферментов. Их называют белковыми катализаторами. Ферменты обладают некоторыми особенностями:

  • очень высокой лабильностью;
  • повышенной активностью;
  • большой специфичностью по отношению к субстратам.

Дыхание и питание растений зависит от пространственной ориентации, которая изменяется под воздействием внутренних и внешних факторов. Происходит регуляция обмена веществ. С понятием электронов связаны некоторые способы окисления. Типы окислительных реакций:

  • отдача электронов;
  • присоединение кислорода;
  • отнятие водорода;
  • возникновение гидратированного соединения;
  • отнятие протонов и двух электронов.

Окисление вещества сопряжено с восстановлением акцептора. Такие ферменты принято считать оксидоредуктазами. При этом происходит отсоединение протонов и электронов. Их принимает акцептор. Энзим формирует реакцию переноса. К таким процессам относятся аэробное и анаэробное дыхание.

Аэробное дыхание

Такая система дыхания относится к окислительному процессу. При дыхании растение поглощает углекислый газ, выделяя при этом кислород. Субстрат распадается на энергии неорганических веществ. Главными субстратами для дыхания растений являются углеводы. Кроме них, может расходоваться запас белков и жиров.

Такое дыхание включает в себя два главных этапа:

  1. Бескислородный процесс. В нем происходит медленный постепенный распад субстратов, освобождение атомов водорода и связывание процесса с коферментами.
  2. Кислородный процесс. Здесь наблюдается последующее отщепление атомов водорода. Они отходят от дыхательного субстрата и постепенно окисляются. В итоге происходит перенос электронов на кислород.

Анаэробное дыхание

Такое дыхание растений происходит при помощи микроорганизмов, живущих на клетках растения. Для окисления веществ они не используют молекулярный кислород. Им необходима азотная соль, угольная и серная кислота, которая при длительных процессах превращается в восстановленные соединения. Необходимая энергия достигается при помощи расщепления сложных молекул органических веществ на наиболее простые. Конечным акцептором электронов считаются карбонаты, сульфаты и нитриты. Азотная соль, серная и угольная кислота превращаются в восстановительные соединения.

Корневая система

Неотъемлемой частью процесса является дыхание корней растений. Для активного произрастания представителям флоры необходим свежий воздух, поступающий к корневой системе. Такое дыхание осуществляется с помощью кислорода, который циркулирует в крупных порах.

При некапиллярной порозности во время затяжных ливней или переизбытке влаги в горшке почва перенасыщается влагой. В этот период корневая система испытывает асфиксию. Некоторые подвиды растений могут дышать благодаря кислороду, растворенному во влаге. При этом поток воды должен циркулировать или быть проточным. При застое влаги корни представителей флоры не получают необходимого кислорода.

В приемлемых условиях при дыхании растение поглощает углекислый газ. Но при застойном режиме оно не может вести полноценный газообмен. Рост значительно замедляется. По отношению к азоту уровень кислорода снижается на 21%. Прекращается использование минеральных ресурсов почвы. Растение захватывает воздух, который поступает за счет листьев, стебля и коры растения.

Значение дыхания

Дыхание у растений происходит в клетках органов и является основным процессом обмена веществ. Энергия, которая выделяется при дыхании, расходуется на рост и активность представителей флоры.

Дыхание растений сравнивают с фотосинтезом. Процесс проходит несколько этапов. На промежуточных стадиях формируются органические соединения. Они применяются в метаболических реакциях. К ним относят пентозы и органические кислоты, которые образуются при дыхательном распаде. Поэтому дыхание принято считать источником метаболитов.

Система дыхания считается поставщиком энергетических эквивалентов НАДФ-Н и АТФ. Растения при дыхании выделяют кислород. В этом процессе у представителей флоры образуется вода. При обезвоживании растения она предохраняет его от гибели.

Иногда энергия дыхания может быть выделена в качестве тепла. В этом случае дыхательный процесс приведет к ненужной затрате сухого вещества. Усиление процесса дыхания для самого растения далеко не во всех случаях является полезным.

Процесс дыхания у растений (биология, 6 класс)

Дыхание — это процесс, который происходит в клетках любого организма. Процесс представляет собой распад органических веществ на воду и углекислый газ под действием кислорода. Дополнительно при этом отмечается выделение энергии, нужной для поддержания жизнедеятельности растения. Школьниками изучается дыхание растений на биологии в 6 классе.

Понятие фотосинтез

Всем клеткам нужна энергия для обеспечения жизнедеятельности. Она образуется при расщеплении органических веществ в процессе дыхания. Это расщепление названо окислением. Оно происходит под воздействием кислорода, в результате образуются вода, углекислый газ и свободная энергия.

Живые организмы должны получать кислород, необходимый для окисления органических веществ. Его они получают из воздуха. Конечный продукт дыхания выводится впоследствии в окружающее пространство.

Так дышат все животные и растения. Но растения, в отличие от животных, ещё и обладают способностью выполнять фотосинтез. Он заключается в обратном газообмене: растительный организм поглощает углекислый газ из воздуха, а вместо него выделяет кислород. Фотосинтез происходит под действием света в дневное время суток. В темноте растение получает возможность дышать.

Известно, что при фотосинтезе происходит выделение кислорода в гораздо большем количестве, нежели, чем его объем, поглощаемый для дыхания. Поэтому считается, что в общей сумме в светлое время растения выделяют кислород и поглощают углекислый газ. Вот в сущности так кратко описан процесс фотосинтеза.

Особенности дыхания растений

У животных для дыхания существует специальная система, благодаря которой происходит насыщение кислородом крови. Последняя в свою очередь разносит его по всем клеткам организма. Ученые доказали, что у растений и мхов нет специальных органов для выполнения такой функции, они поглощают кислород всей поверхностью, в большей степени листьями. Дыхание происходит круглосуточно с постоянным образованием углекислого газа. Но также клеткам растений для нормального функционирования нужен кислород.

Дыхательные центры клеток — митохондрии. Их имеют растения и животные. Именно там проходит окисление органических веществ. Процесс сопровождается выделением энергии. Причем вода остаётся в клетке, а газ диффундирует, то есть покидает клетку после чего может использоваться в фотосинтезе.

Растения от животных отличаются отсутствием специальных дыхательных органов. Газообмен проходит через маленькие отверстия, имеющиеся в покровных тканях:

  • устьица,
  • чечевички.

Все живое на Земле, за редким исключением некоторых бактерий, требует кислорода. В воздухе кислород имеет свою процентную долю. Она составляет 21%. Все остальное — азот, углекислый газ, инертные газы. Отходы промышленного производства, попадающие в воздух, изменяют это соотношение, такое смещение губительно действует на растительный и животный мир.

Вредное воздействие

Учеными и аналитиками часто высказываются мнения об озоновых дырах и парниковом эффекте. Вредные вещества, накапливаясь в атмосфере, отрицательно воздействуют на состояние воздушной оболочки Земли, и, следовательно, на всю живую природу, в том числе на растения. Замедляется их дыхание.

Есть много факторов, которые загрязняют атмосферу:

  1. Углекислый газ, который выделяют все живые организмы.
  2. Производственные отходы (зола пыль, сажа, угарный газ, дым, копоть).
  3. Выхлопные газы автомобильного парка.
  4. Ядовитые газы от синтетических веществ, созданных химическим путем.
  5. Химикаты, используемые в сельском хозяйстве.

Негативное воздействие вредных примесей в воздухе замедляет рост и развитие растений. Кислород нужен не только надземным органам, но и корням, которые находятся в почве. Если не перекрыть приток воздуха к корням, растения погибнут. Постоянное нахождение корней в воде приведет к загниванию и гибели всего растительного организма, так как не будет снабжения всей надземной части питательными веществами и жидкостью.

Зеленые растения создают органические вещества в природе и обеспечивают атмосферу кислородом благодаря фотосинтезу. Они также участвуют в создании почв и запасают энергию Солнца в виде органических веществ, которые нужны всему живому на Земле.

Растения имеют большое значение в формировании всей экосистемы земного шара. Это своеобразные лёгкие планеты. Очень важно это понимать и беречь зеленые насаждения.

Дыхание растений | Типы дыхания

Все живые организмы, содержащие растения, получают энергию, необходимую для их выживания, в результате ряда химических реакций, называемых дыханием. Процесс дыхания нуждается в глюкозе, чтобы начать реакции, которые превращаются в энергию, а затем производят углекислый газ и воду в качестве побочных продуктов.

 

Что такое дыхание растений?

Метод, с помощью которого клетки получают химическую энергию за счет потребления кислорода и выделения углекислого газа, называется дыханием. Для дыхания растительным клеткам требуется кислород и средства избавления от углекислого газа, как и клеткам животных. У растений каждая часть, такая как корень, стебель, осуществляет дыхание, поскольку у растений нет никаких особых органов, как у животных, для газообмена.

Метод дыхания записывается как:

Кислород + Глюкоза → Вода + Углекислый газ с энергией

Из приведенного выше уравнения мы также можем заключить, что дыхание использует кислород и производит углекислый газ.

 

Дышат ли растения?

Это главный вопрос, когда мы думаем о дыхании растений. Поскольку у растений нет никаких специализированных органов, таких как легкие, мы можем сказать, что растения не дышат, а дышат. Растения дышат с помощью чечевичек и устьиц (существуют в стеблях и листьях по отдельности), выполняющих функцию газообмена.

 

Роль температуры воздуха

Дыхание растений происходит 24 часа в сутки, но ночное дыхание более заметно, когда процесс фотосинтеза завершается. Ночью очень важно, чтобы температура была намного ниже, чем днем, потому что растения могут подвергаться стрессу. Представьте себе марафонца. Бегун дышит чаще, чем человек, стоящий на месте; так, у бегуна больше дыхания и повышается температура тела. Тот же принцип относится и к растениям, так как температура ночью повышается, увеличивается частота дыхания, и повышается аналогичная температура. Это действие может привести к повреждению цветка, а также к плохому росту растения.

 

Дыхание корней

У растений дыхание осуществляется с помощью корней. В почве насыщенный кислородом воздух уже находится в промежутках между почвенными частицами. Затем этот кислород поглощается корнями с помощью корневых волосков, присутствующих на корнях. Волоски корней непосредственно соприкасаются с ними. Фактически корневые волоски представляют собой боковые трубчатые отростки наружных эпидермальных клеток корня. Кислород, присутствующий среди частиц почвы, диффундирует в корневые волоски. Из корневых волосков кислород транспортируется ко всем частям корней для дыхания. В процессе дыхания кислород превращается в углекислый газ, который распространяется в обратном направлении, то есть из корней, теми же корневыми волосками, которые завершают процесс дыхания корней.

Если растение в горшке долго поливать, то оно в конце концов может погибнуть. Это происходит из-за того, что слишком много воды вытесняет весь воздух между частицами почвы. Из-за этого кислород не поступает к корням для аэробного дыхания. В этих состояниях корни растений дышат анаэробно, вырабатывая спирт. Это может убить растение. Прорастающие семена на ранней стадии дышат анаэробно, так как они имеют семенную оболочку, которая не пропускает через себя кислород.

 

Дыхание у растений происходит в течение дня и ночи, при этом образуется углекислый газ. Однако в течение дня общее количество выделяемого углекислого газа СО2 незначительно по сравнению с объемом кислорода, образующегося в результате фотосинтеза. Поэтому не следует спать под деревом ночью.

 

Дыхание в стеблях

У растений, питающихся травянистыми стеблями, обмен газов происходит через устьица, а образующийся при этом углекислый газ СО2 диффундирует в воздух только с помощью устьиц. В то время как у растений, имеющих твердые и одеревеневшие стебли, газообмен происходит через чечевички. Чечевицы обычно представляют собой рыхло упакованные мертвые клетки, которые присутствуют в виде крошечных пор на коре древесных растений. Они позволяют кислороду проходить в межклеточные пространства внутренней части тканей, а углекислый газ (СО2) выделяться в атмосферу в результате явлений диффузии, завершающих процесс дыхания в стеблях.

 

Дыхание в листьях

В листьях обмен дыхательных газов происходит через очень маленькие поры, называемые устьицами. Устьица в большом количестве расположены на нижней стороне листьев растения. Каждая стома имеет крошечную пору в центре, которая окружена и регулируется двумя почковидными клетками, известными как замыкающие клетки. При раскрытии устьица происходит газообмен между атмосферой и внутренней частью листа путем диффузии, что завершает процесс дыхания в листьях.

Типы дыхания

Существует два вида дыхания, которые мы классифицируем на основе отсутствия или присутствия кислорода:

 

Аэробное дыхание

Дыхание, которое происходит в присутствии кислорода, называется аэробным дыханием из-за «воздух», содержащий кислород. Аэробное дыхание включает использование кислорода для разрыва химических связей в глюкозе с высвобождением энергии в больших объемах. Это основной источник энергии для растений. Животные и растения, использующие для дыхания кислород, относятся к аэробам. Большинство животных имеют аэробное дыхание.

 

C6h22O6 +6O2 ⟶ 6CO2 + 6h3O + Энергия

Все организмы, получающие энергию за счет аэробного дыхания, не могут существовать без кислорода. Это связано с тем, что там нет кислорода; они не могут получать энергию из пищи, которую потребляют. Аэробное дыхание требует больше энергии, так как при дыхании с использованием кислорода происходит полное расщепление глюкозы.

 

Анаэробное дыхание

Дыхание, происходящее в отсутствие кислорода, известно как анаэробное дыхание. При этом происходит неполное окисление пищевых веществ углекислым газом СО2 и спиртом (ОН). Помимо этого, также образуются другие органические вещества, такие как лимонная кислота, щавелевая кислота, молочная кислота и т. д.

 

Этот процесс также называют внутримолекулярным дыханием. Анаэробное дыхание встречается у таких организмов, как дрожжи, некоторые бактерии и паразитические черви. Животные и растения, способные существовать и получать энергию даже при недостатке кислорода, называются анаэробными.

 

Глюкоза ⟶ Спирт + CO2 + (Энергия)

Известно, что дрожжи являются одноклеточными грибами. У дрожжей одна клетка означает весь организм. В этом процессе высвобождается очень небольшое количество энергии. Дрожжи дышат анаэробно, и на протяжении всего этого процесса дрожжи превращают глюкозу в спирт. Поэтому он используется для изготовления алкоголя, хлеба и т. д.

 

Анаэробное дыхание дает гораздо меньше энергии из-за частичного расщепления глюкозы, происходящего при анаэробном дыхании в отсутствие кислорода. Все организмы, получающие энергию за счет анаэробного дыхания, могут существовать без кислорода.

 

Например, дрожжи – это организмы, которые могут существовать без кислорода воздуха, так как получают энергию методом анаэробного дыхания. Дрожжи могут жить в отсутствие кислорода.

Хотите читать в автономном режиме? скачать полный PDF здесь

Скачать полный PDF

Процесс дыхания растений

РЕКЛАМА:

В этой статье мы поговорим о процессе дыхания у растений.

При дыхании расщепляются углеводы, в результате чего потенциальная энергия переходит в кинетическую форму. Хотя это разрушительный или катаболический процесс, дыхание чрезвычайно полезно, поскольку высвобождает необходимую энергию для выполнения жизненных функций.

Растения поглощают свободный кислород из воздуха, который поступает через устьица и чечевицы и диффундирует через непрерывную систему межклеточного пространства, достигая живых клеток. Он окисляет сахар, особенно глюкозу, до углекислого газа и водяного пара, тем самым высвобождая значительное количество энергии.

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

Реакция может быть представлена ​​следующим образом:

C 6 H 12 O 6 + 6O 6 = 6CO 2 + 6H 2 O + энергия (674 кал.)

Хотя сахар является основным окисляемым материалом, используемым в процессе, другие материалы и, в крайних случаях, даже протоплазма могут расщепляться для высвобождения энергии. Углекислый газ и водяной пар выходят через устьица и чечевички.

Ночью, когда устьица остаются закрытыми, газообмен происходит через чечевички. Таким образом, дыхание представляет собой процесс биологического окисления, при котором кислород, поглощаемый из воздуха, расщепляет пищу (сахар) на углекислый газ и воду, тем самым высвобождая накопленную энергию.

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

Следует отметить, что дыхание — это не механическое дыхание, включающее простое вдыхание кислорода и выдыхание углекислого газа, а химический процесс, предназначенный для высвобождения энергии для поддержания жизни.

Дыхание происходит днем ​​и ночью во всех живых клетках независимо от их положения в органах растений; но скорость высока в растущих регионах, таких как кончик корня, кончик стебля, цветочные почки и прорастающие семена.

В дневное время, когда скорость фотосинтеза выше скорости дыхания и оба процесса протекают одновременно, весь кислород, выделяющийся при фотосинтезе, не расходуется на дыхание, а весь CO 2 выделяется при дыхании. полностью расходуется на фотосинтез, и еще некоторое количество CO 2 должно поступить в растение для более высокой скорости фотосинтеза.

В результате в дневное время газообмен между растением и атмосферой составляет O 2 высвобождается, а CO 2 расходуется. Таким образом, эффекты дыхания полностью маскируются в дневное время. Ночью, однако, фотосинтеза, несомненно, нет, и только обмен газов между растением и атмосферой является следствием процесса дыхания — расходуется О 2 и выделяется СО 2 .

Аэробное и анаэробное дыхание:

Пока имеется нормальное снабжение кислородом, дыхание продолжается непрерывно во всех живых клетках с выделением в качестве конечных продуктов воды и углекислого газа. Это нормальное или аэробное дыхание. Если подача кислорода будет прекращена, растения в конечном итоге погибнут от удушья, хотя смерть не наступает немедленно. Дыхание продолжается непродолжительное время. Это анаэробное или внутримолекулярное дыхание.

Анаэробное дыхание может продолжаться только в течение короткого времени у высших растений. В конечном итоге растения погибают, если их лишают СО 2 на более длительное время, так как выделяемой при этом энергии недостаточно для продолжения жизненных процессов в течение значительного времени.

Кроме того, накопление алкоголя, одного из конечных продуктов процесса, может достигать токсической концентрации, вызывая необратимое повреждение тканей.

ОБЪЯВЛЕНИЙ:

Анаэробное дыхание прекращается, когда концентрация производимого алкоголя достигает примерно 15%. Между аэробным и анаэробным типами дыхания действительно существует большое сходство. В настоящее время достоверно известно, что у растений на первом этапе дыхания, как аэробного, так и анаэробного, кислород не требуется.

Зимаза, фермент (органический катализатор, выделяемый живыми клетками), извлеченный из дрожжей и обнаруженный также во всех других зеленых растениях, является агентом, ответственным за первую часть дыхания, известную как анаэробное расщепление или расщепление. Сахара, такие как глюкоза, превращаются ферментазой в некоторые другие промежуточные продукты.

В присутствии кислорода, т.е. при аэробном дыхании, эти промежуточные продукты далее расщепляются и полностью окисляются до CO 2 и H 2 O; тогда как в отсутствие кислорода, т.е. при анаэробном дыхании, промежуточные продукты при дальнейшем действии фермента превращаются в С 2 Н 6 ОН (спирт) и углекислый газ по следующей схеме:

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

Количество энергии, выделяемой при анаэробном дыхании, намного меньше по сравнению с тем, что выделяется при аэробном процессе.