Как доказать что для процесса фотосинтеза необходим углекислый газ 6 класс кратко

Обновлено: 05.07.2024

Традиционно считается, что для жизни живых организмов необходим кислород. Поэтому достаточно удивительно было прочитать название статьи "СО2 необходим растениям для. ". Ответ на эту загадку смотрите ниже.

Углекислый газ и его свойства

Карбон диоксид, угольный ангидрит, двуокись углерода - все это названия одного и того же вещества. Это всем известный углекислый газ. При нормальных условиях это вещество находится в газообразном состоянии, при этом оно не имеет цвета и запаха. При понижении температуры воздуха углекислый газ твердеет и приобретает белый цвет. В такой модификации его называют "сухой лед". Это достаточно химически активное вещество. Углекислый газ реагирует с металлами, оксидами и щелочами. Он способен образовывать нестойкое соединение с гемоглобином крови, подобно кислороду. Так осуществляется газообмен при помощи кровеносной системы. Он не является ядовитым веществом, однако при большой концентрации его относят к токсичным газам.

В природе он образуется в результате дыхания живых организмов, гниении и горении. В газообразном состоянии карбон диоксид растворяется в воде. Вот почему, возможно говорить о системах подачи СО2 в аквариумах с растениями и их необходимости для нормальной жизнедеятельности водорослей. Имеет углекислый газ и промышленное значение. Его широко используют в пищевой отрасли в качестве разрыхлителя и консерванта. В сжиженном состоянии им заполняют огнетушители и автоматические системы пожаротушения.

Что такое фотосинтез

Прежде всего СО2 необходим растениям для протекания важнейшего процесса, который имеет планетарное значение - фотосинтеза. В его ходе из ряда неорганических веществ образуется углевод глюкоза. Именно его используют растения для питания, роста, развития и других процессов жизнедеятельности. Кроме того, еще одним продуктом данной реакции является кислород - основное условие существования всех живых существ на планете, поскольку он необходим для дыхания. Газообмен в растении возможен благодаря наличию в покровной ткани их листьев особых образований - устьиц. Каждая из них состоит из двух створок. При определенных условиях они смыкаются и размыкаются. Через них происходит поступление и кислорода, и углекислого газа.

Условия протекания фотосинтеза

Фотосинтез происходит только в специализированных структурах основной и покровной ткани листа. Они называются хлоропласты. Их внутренне содержимое представлено тилакоидами гран и стромы, на которых располагается красящее вещество - пигмент хлорофилл. Он придает некоторым частям растения зеленый цвет. В хоропластах фотосинтез происходит только при определенных условиях. Это наличие солнечного света, воды и углекислого газа. А результатом данной химической реакции является образование органического вещества глюкозы и газа кислорода. Первое из них - источник жизни самих растений, второе используют все остальные для осуществления дыхания. Этот процесс имеет планетарное значение.

Углекислый газ и растения

Как доказать необходимость CO2? Очень просто. Поскольку углекислый газ выделяется в природе в результате дыхания, его недостатка в природе не наблюдается. Однако в аквариумной воде его не так много из-за небольшого видового разнообразия живых организмов. Поэтому если не использовать специальные установки для подачи углекислого газа, через определенное время его количества будет недостаточно для интенсивного протекания процесса фотосинтеза. Ведь СО2 необходим растениям для того, чтобы самостоятельно производить питательные вещества. Своевременная и постоянная подача углекислого газа в воду станет условием, что ваш аквариум наполнится пышными и яркими водорослями.

Газ, необходимый растениям для дыхания: важность кислорода

Получается, что в результате своей жизнедеятельности растения выделяют кислород, а не поглощают его. Тогда возникает вопрос: а как же они дышат, и вообще происходит ли у них процесс окисления и расщепления органических веществ? Безусловно, как и все остальные живые организмы, они используют тот самый кислород. Получается, что в растениях одновременно происходят два практически противоположных процесса. Это фотосинтез и дыхание. Каждый из них необходим для нормальной жизнедеятельности растений.

Фотосинтез и дыхание: что важнее

Уникальность растений заключается в том, что они единственные из живых существ выделяют и кислород, и углекислый газ практически одновременно. Но это совсем не означает, что они опасны и их нельзя располагать в жилых помещениях. Все дело в том, что кислорода растения выделяют гораздо больше, чем углекислого газа.

Чтобы не нарушать это природное равновесие, необходимо соблюдение условий протекания этих процессов. Например, если в помещение с комнатными растениями не проникает солнечный свет, фотосинтез не происходит. При этом образование глюкозы останавливается. Зато процесс дыхания продолжается. В воздухе накапливается большое количество углекислого газа. И в этом случае растения могут стать опасными. В итоге оба эти процесса жизненно важны. Только за счет кислорода растения дышат, а с помощью углекислого газа производят глюкозу и питаются.

Итак, СО2 необходим растениям для осуществления процесса получения органических веществ - фотосинтеза, который имеет важнейшее значение планетарного масштаба.

Можно провести эксперимент. Необходимо поместить растение под герметичный колпак и подавать туда только смесь газов без наличия углекислого газа. Процесс фотосинтеза будет остановлен. Но это довольно сложно реализовать. Намного проще наполнить колбу углекислым газом, просто оставив там горящую свечу. Фотосинтез будет протекать интенсивнее. Но нам нужно будет исследовать клетки под микроскопом и проводить эксперимент с несколькими образцами длительное время, так как должен быть применён научный подход.

Через некоторое время перенесём растения на свет и накроем каждое прозрачным колпаком. Под один колпак внесём стакан с раствором щёлочи, которая поглощает углекислый газ, а под другой — раствор соды, из которого, наоборот, выделяется некоторое количество углекислого газа.

Через \(24\) часа отделим по одному листу с каждого растения. Обработаем их кипятком и горячим спиртом. Затем промоем листья водой и зальём их слабым раствором йода.

Увидим, что образование крахмала произошло только в том растении, возле которого в воздухе был углекислый газ (лист посинеет).

Вывод: чтобы в листьях растения мог синтезироваться крахмал, в воздухе должен содержаться углекислый газ.

2. Соберите прибор, показанный на рисунке 70. В банку налейте воду, насыщенную углекислым газом. Поставьте банку на яркий свет. Наблюдайте за выделением газа веточками элодеи. Когда газ полностью вытеснит воду из пробирки, убедитесь с помощью горящей лучинки, что этот газ — кислород. Сделайте вывод.

Вывод: газ (в нашем случае кислород) может полностью заполнить весь объем пробирки вытеснив оттуда воду.

Задания

Роль зелёных растений в обеспечении энергией живых организмов на нашей планете

Без всякого преувеличения можно утверждать что зелёные растения — это главный поставщик энергии для живых организмов на нашей планете. Не будь зелёных растений и жизнь на Земле была бы невозможна: люди и животные исчезли бы с лица планеты за считанные часы.

Это действительно так! Солнце — главный источник энергии на планете. Оно согревает и освещает Землю и всё живущее на ней. Но без зелёных растений ни люди, ни животные не смогли бы в полной мере воспользоваться щедростью солнца. Зелёные растения своими листьями ловят каждый лучик света и под его воздействием преобразуют его в энергию, которой могут воспользоваться люди и животные.

Например, растения умеют преобразовывать неорганические вещества в органические. Под лучами солнца они из воды и углекислого газа синтезируют глюкозу, а из неё они делают такие необходимые нам и животным белки, жиры и углеводы. Употребляя растения в пищу живые существа на планете наполняются энергией, необходимой для роста, развития и продолжения рода.

Растения способны передавать нам энергию не только при употреблении их в пищу, но и другими путями. Например, несколько миллионов лет назад из древних умерших растений образовались самые разнообразные полезные ископаемые: торф, уголь, горючие сланцы и т.д.

Добывая эти полезные ископаемые современный человек получает энергию необходимую ему для обогрева жилища и получения электричества. Так что без растений мы не смогли бы пользоваться ни компьютером, ни телевизором, ни холодильником, ни стиральной машиной. Мало того, вся промышленность, оставшись без энергии, не смогла бы произвести ни одну нужную человеку вещь.

Зелёные растения не только дают всему живому энергию, но и создают условия, чтобы этой энергией мы могли воспользоваться. Человек не может действовать и развиваться без кислорода. Животные не могут охотиться и жить не дыша. Все живое должно дышать, причём не просто дышать, а вдыхать кислород.

Но способность преобразовывать в кислород углекислый газ есть только у зелёных растений, в листьях которых находятся уникальные пластиды — хлоропласты. Словно маленькие химические фабрики они день за днём поглощают миллионы кубометров углекислого газа и производят необходимый для дыхания всего живого кислород. Так что зелёные растения — это лёгкие планеты, которые наполняют людей и животных энергией жизни — кислородом.

Роль зелёных растений в обеспечении энергией живых организмов на нашей планете сложно переоценить — ведь именно они дают нам пищу, тепло, кислород и все, что необходимо людям и животным для жизни на Земле.

Словарик

Фотосинтез — это процесс образования органических веществ из неорганических, используя световую энергию.

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.

Читайте также: