Фотосинтез. Газообмен в растении

Лист и воздушное питание растений. Вы помните, что питание – это поступление в организм необходимых ему веществ и энергии, их преобразование и усвоение. В процессе питания растения за счет энергии света создают сложные органические соединения из простых неорганических, в чем вы сами можете убедиться.

Выдержите некоторое время комнатное растение (например, бальзамин, герань, гортензию) в темноте для того, чтобы исчерпались запасы крахмала в его листьях. Затем закройте лист с двух сторон непроницаемой для света полоской бумаги с вырезанной в ней какой-либо буквой или словом. Поставьте растение на несколько часов на яркий свет. Сорвите лист, положите его в кипяток, а затем – в горячий спирт; промойте его водой и обработайте раствором йода. Под влиянием йода крахмал синеет. Окрашенной окажется только часть листа напротив вырезов на полоске бумаги. Затененная часть листа останется бесцветной. Так вы смогли убедиться, что сложное органическое соединение крахмал образуется в результате фотосинтеза только в освещенной части листа.

Строение листа приспособлено к осуществлению фотосинтеза. Клетки основной ткани листа содержат хлорофилл, находящийся в хлоропластах.

Вспомните, что для осуществления фотосинтеза, кроме света, необходимы вода и углекислый газ. Вода с растворенными в ней минеральными веществами поступает в растение из почвы, а углекислый газ – из воздуха.

Газообмен осуществляется, главным образом, через устьица листа. В зависимости от количества воды в устьичных клетках их неравномерно утолщенные оболочки растягиваются в разной степени, что способствует открыванию или замыканию устьичной щели. Через эту щель углекислый газ поступает к хлорофиллсодержащим тканям листа, а освобожденный в ходе фотосинтеза кислород выходит наружу. В процессе дыхания кислород, наоборот, поглощается, а углекислый газ поступает в окружающую среду.

Таким образом, процессы фотосинтеза и дыхания противоположны друг другу, но в то же время и взаимосвязаны. В процессе фотосинтеза кислорода освобождается больше, чем потребляется при дыхании, поэтому зеленые растения обогащают им атмосферу. Водяные пары также выходят в окружающую среду через устьица. Как вы помните, этот процесс называется транспирацией. Скорость газообмена в растении регулируется открыванием и закрыванием устьичной щели.

Удостовериться в том, что растение в процессе фотосинтеза выделяет кислород можно с помощью такого опыта. Одно растение плотно накроем стеклянным колпаком и поставим на несколько суток в темное место, а другое, также накрытое колпаком, оставим на свету. Через несколько суток под стеклянные колпаки, которыми накрыты растения, поставим зажженные свечи. Вы сможете убедиться, что свеча будет дольше гореть под колпаком, которым было накрыто освещенное растение. Это объясняется тем, что фотосинтез осуществляется только на свету, поэтому кислород накапливается именно под этим колпаком. В растении, которое оставалось в темноте, в отличие от освещенного, фотосинтез не происходит и кислород, необходимый для горения, не выделяется.

Чтобы выявить дыхание у растений, возьмите два стеклянных сосуда с чистой водой и с веточкой элодеи в каждом. В один из них долейте прозрачной известковой воды. Накройте сосуды колпаками и поставьте в темное место. Через два-три дня можно увидеть, что известковая вода помутнела. Это свидетельствует о том, что растение во время дыхания выделяет углекислый газ, который и реагирует с известковой водой.

Выдающийся российский ученый К.А. Тимирязев в конце XIX века впервые высказал мысль о том, что зеленые растения выступают как бы посредниками между космосом и Землей в процессах преобразования энергии. Ведь именно они улавливают световую энергию Солнца и переводят ее в энергию образованного ими органического вещества, в частности крахмала. Часть этой энергии растения используют для обеспечения собственных процессов жизнедеятельности. Другая часть этой энергии, запасенная в клетках растений, поступает с пищей в растительноядные организмы. Таким образом именно зеленым растениям принадлежит ведущая роль в обеспечении энергией всех живых существ на нашей планете.

За счет кислорода, выделенного растениями, в верхних слоях атмосферы сформировался особый слой атмосферы – так называемый озоновый экран, поглощающий часть вредных для живых существ солнечных и космических ультрафиолетовых лучей.

Кроме воздушного, растениям присуще и минеральное питание. Как вы помните, минеральные вещества поступают в растение из почвы через корневую систему.


Листаем страницы биологии:

Почва и ее роль в жизни растений
Транспорт веществ в растении
Размножение семенных растений
Прорастание семян
Рост и развитие растений
Раздражимость и движения растений
Общая характеристика отдела голосеменные
Разнообразие хвойных растений
Биология (содержание)