Воздушное питание растений реферат
Обновлено: 05.07.2024
Растения — одни из самых замечательных существ на Земле. Лишь они, а также цианобактерии и хемосинтезирующие бактерии способны синтезировать органические вещества из неорганических, основу жизни для всех остальных живых существ.
Однако, цианобактерии уже сыграли свою роль на заре эволюции, а хемосинтезирующие бактерии живут себе тихонько где-то на дне океана, у черных курильщиков. И только растения трудятся каждый световой день, преобразуя энергию солнечного света в органику — субстрат, с помощью которого животные и человек получают строительный материал для клеток и энергию для жизни. Процесс этот называется фотосинтезом, или воздушным питанием растений.
Происходит он в хлоропластах — пластидах, которые присутствуют в зеленых частях растения — листьях, стеблях, иногда в цветах. Пожалуй, только в корнях нет хлоропластов.
Как происходит процесс фотосинтеза
В хлоропластах содержится зеленый пигмент — хлорофилл. Он активируется фотонами солнечного света, и разлагает молекулу воды. В результате данной реакции (фотолиза) выделяется водород и кислород, который частично уходит в атмосферу. В это же время внутри хлоропласта образуются два активных вещества — АТФ, высокоэнергетическая молекула аденозинтрифосфорной кислоты, и НАДФ — переносчик атома водорода. Эта фаза называется световой, так как требует обязательного присутствия света.
В следующую фазу — темновую, происходит химическая реакция восстановления , в результате которой из углекислого газа образуется глюкоза, процесс этот идет при участии АТФ и НАДФ.
Таким образом, процесс фотосинтеза — это образование органических веществ (глюкозы) из воды и углекислого газа, происходящий на свету в хлоропластах. При этом выделяется кислород.
Из глюкозы в дальнейшем синтезируются другие, более сложные органические вещества, которые поступают в цитоплазму и транспортируются во все части растения, используясь для строительства новых клеток и целлюлозных клеточных оболочек, участвуя в работе различных органелл, синтезе белков и жиров, откладываются про запас и являются топливом для получения энергии в клетке.
Благодаря тому, что растения могут сами создавать себе пищу — органические вещества,они являются автотрофами, то есть самопитающимися (аутос — сам, трофе — питание в переводе с греческого), тогда как другие организмы — животные, в том числе и человек, грибы и большинство бактерий не способны на это, и являются гетеротрофами (гетерос-другой, трофе — питание). Они питаются органическими веществами, синтезированными растениями, и, следовательно, зависят от них.
Если у вас не открываются игры или тренажёры, читайте здесь .
Как же осуществляется фотосинтез?
Через устьичные щели в лист поступает углекислый газ. При попадании солнечных лучей на поверхность листа в его хлоропластах происходит сложный процесс: из углекислого газа и воды, всасываемой корнями, образуется органическое вещество — сахар (глюкоза). При этом выделяется кислород. Частично он используется растениями для дыхания, а излишки поступают в воздух также через устьица. Сахар затем превращается в крахмал. Крахмал в воде не растворяется. Образование сахара на свету при участии воды и углекислого газа происходит только в хлоропластах и только за счет энергии солнечного света.
Следовательно, процесс образования в хлоропластах на свету органических веществ из воды и углекислого газа с выделением кислорода называется фотосинтезом (рис.1).
Рис.1 Процесс фотосинтеза
История открытия фотосинтеза
Первые опыты по изучению питания растений провел в 1630 г. голландский врач Ян Батист ван Гельмонт. Он доказал, что растения не получают органические вещества в готовом виде из почвы, а сами образуют их (рис.2)
Рис.2 Опыт Яна Батиста ван Гельмонта
А швейцарский естествоиспытатель Жан Сенебье доказал, что растения используют углекислый газ.
Русский ученый К. А. Тимирязев (1843-1920) впервые описал роль хлорофилла (пигмент, который находится в хлоропластах) в фотосинтезе. Он назвал фотосинтез космическим процессом. Растения используют космическую энергию Солнца. Жизнь как явление существует на нашей планете, только благодаря фотосинтезу, обеспечивающему питанием и кислородом все живое. Может, благодаря фотосинтезу наша планета единственная в Космосе, населенная живыми существами?
Опыт доказывающий образование крахмала в листьях
Доказать процесс образования крахмала в листьях можно путем постановки простого опыта (рис.3)
Рис.3 Образование крахмала в зеленых листьях на свету
Комнатное растение, желательно пеларгонию или примулу, хорошо поливают и ставят в темное место на 2-3 дня. За это время растением расходуется ранее образованный в листьях крахмал. Через 2—3 дня несколько листьев на растении закрывают с двух сторон черной бумагой так, чтобы часть поверхности листа оставалась открытой. Растение выставляют на свет.
Через сутки бумагу убирают, лист срывают, опускают его на одну минуту в кипяток, затем переносят в посуду с горячим спиртом, который в целях предосторожности подогревается на водяной бане. Обесцвеченный лист ополаскивают холодной водой и помещают в плоский сосуд. Расправленный лист заливают слабым раствором йода. Через 2—3 мин можно увидеть, что закрытая часть листа не изменила своего цвета, а та часть листа, на которую попадал свет, окрасилась в синий цвет.
Обработка йодом помогает обнаружить в клетках крахмал. Следовательно, крахмал образуется в листьях только на свету.
В ходе фотосинтеза растение использует углекислый газ и выделяет кислород, который поддерживает горение. Это можно подтвердить следующим опытом.
Следует взять две банки (0,8 л) из светлого стекла и поместить в каждую по 5-6 веточек традесканции. Чтобы растения не завяли, в банки наливают немного воды. Затем небольшие свечи, укрепленные на проволоке, зажигают, опускают в банки и закрывают их. Вскоре свечи погаснут, что указывает на отсутствие в банке кислорода и на увеличение содержания углекислого газа, образовавшегося в результате горения свеч. Свечи вынимают, закрывают обе банки стеклом и выставляют одну на свет, а другую — в темное место. На следующий день банки открывают и опять опускают туда на проволоке зажженные свечи. В банке, стоявшей на свету, свеча горит, а в банке, находившейся в темном месте, — гаснет (рис.4).
Рис. 4 Образование кислорода на свету
Таким образом, вы снова убедились, что зеленые растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, который поддерживает горение, только на свету, т. е. в процессе фотосинтеза. А при дыхании растения, как и все живые организмы, поглощают кислород, а выделяют углекислый газ.
Подводим итог
Фотосинтез — основа воздушного питания растений. При фотосинтезе зеленые растения с помощью хлорофилла извлекают энергию из солнечного света и с ее помощью создают органические вещества из углекислого газа и воды. Как побочный результат при фотосинтезе выделяется кислород.
Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ
Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation
Фотосинтез. (Воздушное питание растений)
Виртуальные лабораторные работы и опыты по теме "Фотосинтез":
Фотосинтез. (Анимация)
Фотосинтез протекает в хлоропластах. В ходе этого процесса за счет энергии солнечного света растение с помощью зеленого хлорофилла листьев образует необходимые ему органические вещества из неорганических – углекислого газа и воды. Так как основным поставщиком углекислого газа для фотосинтеза является воздух, то этот способ получения растением органических веществ называют воздушным питанием.
Схема процесса фотосинтеза. (Анимация)
Зеленый лист – специализированный орган воздушного питания.
Благодаря плоской форме листовой пластинки лист имеет большую поверхность соприкосновения с воздушной средой и солнечным светом. Присутствие же в мякоти листа мелких, но многочисленных хлоропластов с зеленым пигментом – хлорофиллом создает огромную фотосинтезирующую поверхность, превращая таким образом лист в могучую фабрику образования органических веществ.
Фотосинтез – процесс, в котором зеленое растение из неорганических веществ (углекислого газа и воды) с использованием энергии солнечного света образует органические вещества – углеводы (преимущественно сахара), а также кислород.
Фотосинтез всегда поддерживается корневым питанием – поглощением из почвы воды и минеральных солей. Без воды фотосинтез не происходит.
В среднем растения поглощают около 55 % энергии солнечных лучей, а на фотосинтез расходуется только 1,5-2 % поглощенной энергии. Это очень мало, но и такое количество обеспечивает жизнь всем организмам на Земле.
Весь сложный поэтапный процесс фотосинтеза идет в хлоропластах бесперебойно, пока зеленые листья получают солнечную энергию. Образовавшиеся в хлоропластах продукты фотосинтеза поступают в цитоплазму, где с помощью ферментов превращаются в сахара. Полученные органические вещества (преимущественно сахара) по ситовидным трубкам луба оттекают из листьев ко всем частям растения: к почкам, генеративным органам. Но большая их часть передвигается по стеблю вниз к корням, где принимает участие вместе с минеральными солями в образовании белков и жиров, которые откладываются про запас.
Пути передвижения веществ в процессе питания. (Анимация)
Образующиеся в ходе фотосинтеза органические соединения используются клетками растения в качестве питательных веществ.
Для фотосинтеза обязательно нужен углекислый газ, поступающий в лист вместе с воздухом через устьица, и вода, приходящая по сосудам из корня.
Зеленые растения – автотрофы: создавая органические вещества, запасают в них солнечную энергию и делают ее доступной для других организмов.
Интерактивный урок-тренажёр. (Пройдите все страницы и выполните все задания урока)
Биология
Для здорового роста и развития растениям следует получать все необходимые для жизни компоненты. Питание для представителей флоры играет основную роль. Процесс обмена веществ у любого организма является главным признаком жизни. Суть питания состоит в том, что необходимые вещества поступают в органы и ткани. Изучается минеральное питание растений и фотосинтез по биологии в 6 классе, по подробным схемам и в форме рефератов.
Общие сведения
Растениям, как и любым другим живым существам, нужна энергия, которая находится в цепях особых химических соединений. Представители флоры все им необходимые элементы получают из земли и воздуха, что является их особенностью. Человеку требуются знания о том, чем удобрять почву, чтобы, к примеру, повысить урожай.
Существуют группы организмов, которые можно разделить по типу питания. Первые сами для себя создают органику. К таким относятся все растения и некоторые микроорганизмы. Для синтеза органических веществ автотрофы затрагивают несколько видов энергии:
- Водоросли и растения используют энергию солнца.
- Бактерии относятся к хемотрофам, так как окисляют соединения минералов.
- Другая часть бактерий, грибы и животные насыщаются готовой органикой разными способами. Их называют гетеротрофами.
В мире существует множество удивительных видов растений. Их способы насыщения могут меняться и зависеть от окружающих условий.
Почвенное питание растений
В конспектах по биологии за 6 класс минеральному питанию растений отводится много разделов.
Поэтому все знают, что урожайность зависит от количества влаги и от качества почвы. Для нормального развития растениям требуются минеральные соли, которые они втягивают с помощью корней.
Эти растворы с помощью проводящей ткани расплываются по стеблю и листьям.
Главными питательными элементами являются:
Все эти макроэлементы требуются представителям флоры в огромном количестве, и заменить какой-либо элемент не получится. Но и микроэлементы имеют значение для развития побегов и корневища.
В агрохимии ими питают почву как удобрениями:
Азот тоже играет важную роль и способствует росту побегов. Главным признаком нехватки азота являются пожелтевшие и увядшие стебли и листья. Воздух обычно содержит в себе нужное количество элемента. Но атмосферный азот не может усваиваться растениями. В этом им помогают специальные бактерии, которые делают из важного элемента растворимые соли. Корни поглощают их вместе с водой из земли. А также руками человека азот может быть внесен в виде удобрений, которые используются в качестве добавки по весне, при формировании растения.
Сам эффект питания минералами зависит от влажности почвы. Ведь растения могут питаться только растворенными элементами. Именно поэтому при засухе флора не выживает. Но и избыток воды в почве приводит к гниению корней.
Воздух — важнейший компонент, находящийся в земле. Корням необходима для развития хорошая воздушная подушка, которая создается при помощи рыхления.
Помимо человека, в этом процессе могут помочь и земляные обитатели, к примеру, дождевые черви и многие насекомые. Они питают землю кислородом и глубже заносят полезные органические вещества.
Понятие фотосинтеза
Фотосинтез и дыхание — это противоположные друг другу процессы. Но они протекают одновременно и крайне необходимы растениям. Суть воздушного питания заключается в поступлении в листья углекислого газа и последующей реакции с другими веществами. В итоге получается глюкоза, она используется как источник энергии. Такой процесс называется фотосинтезом.
Почвенное и воздушное насыщение тесно связываются между собой. Минеральные растворы поступают из подземных частей в побеги и листья. И наоборот, органические вещества из листьев поступает в корень.
В процессе фотосинтеза, помимо глюкозы, образуется кислород, который необходим для жизнеспособности как животным, так и грибам с растениями. Фотосинтез занимает два этапа: световой и темновой. Хлорофилл — это зеленый пигмент, который поглощает солнечную энергию. Результатом получается фотолиз: вода распадается на водород и кислород под действием солнца. Затем запускается восстановительный процесс углекислого газа.
В ходе фотосинтеза происходит процесс питания в клетках, называемых хлоропластами. В них находится красящий пигмент, из-за чего они имеют зеленый цвет. В хлоропластах находится хлорофилл.
Требуется углекислый газ и вода, чтобы провести процесс фотосинтеза. Только при солнечных лучах возникает химическая реакция. Вода проникает через корни, а листья впитывают углекислый газ.
Насекомоядные представители
Это самый необычный способ питания у растений, которые относятся к хищным, или насекомоядным.
В окружающем мире их насчитывают более 650 тысяч разновидностей. У них специальные ловчие приспособления, которые им помогают в охоте на мелких насекомых. Такие растения также пользуются и автотрофным питанием, но зато при возможности поглощения живых организмов они намного меньше имеют зависимость от содержания азота в земле.
Большинством представителей хищников являются многолетние травы или мелкие кустарники. Росянка и пузырчатка являются самыми известными примерами. На австралийском континенте обитает самый огромный представитель хищного растения, который питается мелкими лягушками и ящерками, это библис.
Паразитические виды
У таких разновидностей нет нужны в минеральном питании. Они чаще всего неспособны осуществлять фотосинтез. Такие паразиты насыщаются соком других представителей флоры. Таким примером является заразиха, которая получает нужные ей питательные вещества из тыквы.
Повилика является распространенным паразитом. После прорастания семени ее корень засыхает, а стебель вьется вокруг хозяина и прикрепляется с помощью специальных присосок. Они высасывают для себя органические и минеральные вещества. Многие культуры гибнут из-за таких паразитических видов, которых насчитывается примерно 4 тысячи.
Существует семейство раффлизиевых, у которых цветок огромных размеров и может в диаметре достигать 1 метра. Оно само полностью сидит в другом растении, а снаружи можно заметить только цветки. Семейство санталовых также является примером паразитирующего вида. Встречаются они исключительно на тополе.
Существуют и полупаразиты, так как их питание через почву затруднено. Это объясняется тем, что у них не сильно развиваются органы, находящиеся под землей, а также тем, что мало волосков на корнях. Для нужного количества поглощения воды у таких представителей существуют специальные присоски на корнях.
Среди растений встречаются как автотрофные, так и гетеротрофные виды.
Одни питаются солнцем, минеральными веществами, другие — мелкими животными, переваривая их при помощи специальных желез. И еще одной группой являются паразиты, зависящие от хозяина.
Читайте также: