Воздушное питание растений — фотосинтез

Неорганические вещества (воду и минеральные соли) растениям поставляет минеральное, или почвенное питание. А необходимые органические вещества растения получают с помощью фотосинтеза.

Хлорофилл

Как мы помним, мякоть листа (листовой пластинки) состоит из клеток столбчатой и губчатой тканей, в которых очень много хлоропластов.

А внутри хлоропластов имеются тилакоиды — структуры, окруженные мембраной. На мембранах тилакоидов расположены молекулы хлорофилла.

Хлорофилл — это зеленый пигмент, который играет важную роль в фотосинтезе и окрашивает растения в зеленый цвет.

Именно этот пигмент поглощает солнечную энергию и передает ее другим системам хлоропласта, которые преобразуют ее в энергию химических связей и синтезируют органические вещества.

{"questions":[{"content":"В фотосинтезе главным участником процесса является [[fill_choice_big-1]]","widgets":{"fill_choice_big-1":{"type":"fill_choice_big","options":["лист","хлорофилл","устьице","клетка"],"answer":1}}}]}

Фотосинтез как воздушное питание

Для синтеза органических веществ нужна не только энергия, но и «строительный материал».

Главными элементами органических молекул растений являются углерод (C), водород (H) и кислород (O).

И эти элементы растения получают из углекислого газа (CO₂), который они поглощают в основном из воздуха, и воды (H₂O), которую они получают в основном из почвы.

Из-за того, что для фотосинтеза необходим углекислый газ, а его растения получают из воздуха, фотосинтез также называют воздушным питанием.

Фотосинтез (воздушное питание) — процесс, во время которого из углекислого газа и воды с помощью энергии Солнца синтезируются органические вещества.

{"questions":[{"content":"Растения получают необходимую для жизнедеятельности энергию с помощью [[fill_choice-16]]. Это [[fill_choice-21]] питание.","widgets":{"fill_choice-16":{"type":"fill_choice","options":["фотосинтеза","минерального питания"],"answer":0},"fill_choice-21":{"type":"fill_choice","options":["минеральное","воздушное","почвенное","солнечное"],"answer":1}}}]}

Лист как специализированный орган воздушного питания

В процессе эволюции у растений образовался наиболее подходящий для фотосинтеза орган — лист. А лист приобрел наиболее подходящую для этого форму — плоскую.

Благодаря плоской и широкой форме листа его поверхность соприкосновения с воздухом и солнечным светом гораздо больше, чем, скажем, у стебля или других органов растения.

А бо́льшая часть листовой пластинки состоит из клеток, которые содержат огромное количество хлоропластов. И именно в хлоропластах протекают все этапы фотосинтеза.

Кожица листа состоит из прозрачных клеток, которые хорошо пропускают свет. А устьица являются главными воротами для углекислого газа.

Благодаря такому строению, лист лучше всех других органов растения приспособлен к фотосинтезу. А фотосинтез (воздушное питание) — это главная функция (можно сказать, специальность) листа.

Лист является специализированным органом воздушного питания.

{"questions":[{"content":"Каким образом в лист поступает углекислый газ для фотосинтеза?[[choice-13]]","widgets":{"choice-13":{"type":"choice","options":["Углекислый газ поступает в листья из воздуха через устьица","Углекислый газ поступает в листья из почвы через корни","Углекислый газ всасывается всей поверхностью листовой пластинки"],"answer":[0]}}}]}

Процесс фотосинтеза

Фотосинтезу, по крайней мере его первой стадии, необходим солнечный свет, который является источником энергии.

Свет поглощается хлорофиллом, а энергия тратится на разложение молекулы воды и образование органических веществ (углеводов) из углекислого газа.

Чтобы получить одну молекулу глюкозы (самый распространенный на планете и очень важный для жизни углевод), нужны шесть молекул углекислого газа и шесть молекул воды:

6CO₂ + 6H₂O = C₆H₁₂O₆ + 6O₂

При этом образуется побочный продукт — молекулы кислорода (O₂), которые через устьица выделяются в атмосферу.

Углеводы же по проводящим путям (ситовидным трубкам) луба транспортируются к корням, почкам, цветкам и остальным органам и частям растения.

Там они специальными белками (ферментами) превращаются в другие органические вещества, необходимые растению: в белки, жиры и различные другие углеводы (например, крахмал и целлюлозу).

В процессе фотосинтеза с помощью хлорофилла поглощается солнечная энергия, которая преобразуется в химическую и запасается в форме органических веществ.

Эксперимент:

Поставьте сосуд с водным растением элодеей под яркий свет осветительной лампы. Вскоре вы увидите, что в воде появятся мелкие пузырьки кислорода, которые поднимаются вверх. Объясните, почему выделяется кислород.

Показать ответ

Скрыть ответ

Потому что кислород — это побочный продукт фотосинтеза, который протекает при свете.

{"questions":[{"content":"Воздушное питание — это[[choice-5]]","widgets":{"choice-5":{"type":"choice","options":["поглощение углекислого газа и воды","выделение кислорода","потребление энергии Солнца","поглощение минеральных веществ"],"explanations":["","Кислород — это побочный продукт воздушного питания.","Энергия Солнца — это то, благодаря чему воздушное питание протекает.","Это уже почвенное питание, а не воздушное."],"answer":[0]}}}]}

Влияние различных факторов на интенсивность фотосинтеза

Интенсивность фотосинтеза постепенно увеличивается вплоть до фазы цветения, затем спадает.

Она усиливается с ростом температуры до 25–35 °C, после которой каждый новый градус снижает интенсивность. А при 40–45 °C фотосинтез и вовсе прекращается.

Важное значение имеет вода, которая необходима для процесса фотосинтеза, а также минеральное питание, которое является источником элементов, необходимых для хлорофилла и других систем хлоропласта.

Когда воды недостаточно, устьица закрываются, и углекислый газ тоже перестает поступать. Увеличение поступления углекислого газа увеличивает интенсивность фотосинтеза и повышает урожайность.

Плохо на интенсивности фотосинтеза сказывается загрязнение воздуха, так как выхлопные газы могут закупоривать устьица.

На интенсивность фотосинтеза влияют: время года и суток, температура, количество и качество воды, минеральных веществ, количество углекислого газа, качество воздуха и др.

Роль фотосинтеза в жизни растений

Во время фотосинтеза в клетках листьев из углекислого газа, поступающего из воздуха, и воды, поступающей от корней, с помощью света синтезируются органические вещества.

Эти вещества необходимы растению для роста и развития. Поэтому после синтеза они транспортируются ко всем частям растения по его проводящим путям.

Также в процессе фотосинтеза накапливается энергия, которая необходима для всех процессов жизнедеятельности растения.

Как вы думаете, почему зеленые овощи (салат, шпинат) для употребления в пищу рекомендуют срывать вечером?

Показать ответ

Скрыть ответ

Потому что фотосинтез протекает только при свете. И вечером накапливается максимальное количество продуктов фотосинтеза в тканях растения.

{"questions":[{"content":"Растения образуют органические вещества в процессе [[fill_choice_big-36]]","widgets":{"fill_choice_big-36":{"type":"fill_choice_big","options":["минерального питания","дыхания","фотосинтеза"],"answer":2}}}]}