03. Фотосинтез

Общие сведения

При росте растения в почве его масса увеличивается сильнее, чем уменьшается масса почвы. Это объясняется тем, что растения сами способны к синтезу органических веществ из углекислого газа и воды.

Фотосинтез (см. рис. 1) – синтез органических веществ из углекислого газа и воды с использованием энергии света. Это одна из важнейших способностей растений. Благодаря фотосинтезу, растения обеспечивают энергией не только себя, но и другие организмы (животные, грибы). Это связано с тем, что растения находятся в начале любой пищевой цепочки.

Организмы, способные к фотосинтезу

Помимо растений, к фотосинтезу способны и некоторые бактерии. Например, галобактерии (см. рис. 1) используют примитивный путь фотосинтеза, при котором не выделяется кислорода.

То же самое происходит у зеленых и пурпурных бактерий. Цианобактерии в ходе фотосинтеза выделяют кислород.

Световая энергия в фотосинтезе

Если взять растение и поставить его на 3 суток в темное место, то из листков уйдут все питательные вещества. Далее это растение необходимо вынуть на свет и поместить один из листьев в черный конверт с отверстием определенной формы. Через 8-10 часов пребывания растения на свету необходимо отрезать 2 листа, один из которых был в конверте. Поместить их в кипящую воду, а затем в спирт. Когда спирт окрасится в зеленый цвет, а листья полностью обесцветятся, необходимо их вынуть и расправить на тарелке. При обливании обоих листьев йодом на листе из конверта появится синяя фигура, соответствующая отверстию конверта. А обычный лист посинеет полностью.

Это произойдет по причине накопления крахмала, в виде которого растительный организм накапливает глюкозу. Крахмал – сложная молекула, не растворимая в воде. При необходимости транспортировки в другие органы растения, крахмал снова превращается в глюкозу.

Образование органических веществ

Если растение с пестрыми листьями (герань окаймленная (см. рис. 2)) поставить на яркий солнечный свет, и через несколько часов срезать, обесцветить и окрасить йодом несколько листьев, то белые полосы останутся белыми.

Это происходит потому, что клетки зеленых частей растения содержат хлоропласты (см. рис. 3), содержащие зеленый пигмент хлорофилл. Хлорофилл поглощает и запасает энергию солнечных лучей.

В пластидах белых частей растения нет хлорофилла, в связи с чем крахмал там не образуется.

Опыт: необходимо взять стекло, на котором под стеклянным колпаком выставить веточку растения. Смазать края колпака вазелином, что предотвратит попадание воздуха. Рядом с растением под колпак поставить сосуд с едкой щелочью (вещество, хорошо реагирующее с углекислым газом, поглощая его). Таким образом, щелочь поглотит углекислый газ. Через 2 дня можно снять колпак с растения. И проверить наличие крахмала в его листьях – он будет отсутствовать.

Таким образом, крахмал образуется в листьях только при наличии углекислого газа и только на свету. Для образования глюкозы (см. рис. 4) растению необходимы углекислый газ, который оно получает через устьица, и вода, которую оно получает из почвы.

Поглощение углекислого газа

Некоторые степные и пустынные растения днем держат все устьица закрытыми (толстянки, кактусы), что связано с сильной жарой. Углекислый газ они поглощают ночью, и затем его запасают, чтобы днем использовать для синтеза глюкозы.

Типы питания растений

Зеленые растения – автотрофы, так как они синтезируют органические вещества из неорганических с использованием энергии солнечного света.

У растения существует 2 типа питания:

• минеральное, обеспечивающее его неорганическими солями;

• фотосинтез, обеспечивающий его органическими веществами.

Выделение кислорода в процессе фотосинтеза

Опыт: необходимо взять 2 банки, в каждую из которых положить сухой лед (замерзший углекислый газ). Закрыть банки. Когда они согреются, поместить в них по небольшому горшку с растением. Первую банку поставить на яркий солнечный свет, вторую – в темное место. Через сутки открыть обе банки, и в каждую опустить по горящей лучинке. В банке, стоявшей на солнце, лучинка ярко горит – там есть кислород. В банке, стоящей в темноте, лучинка гаснет – там нет кислорода.

Таким образом, растения выделяют кислород только на свету – в процессе фотосинтеза.

Ежегодно растения нашей планеты выделяют до 400 млрд тонн кислорода.

Опыт по теме «Фотосинтез»

Попробуйте получить изображение или текст на листе растения, используя опыт, данный в видеоуроке.

Налейте в банку воду, насыщенную углекислым газом. Поместите в нее побег элодеи (см. рис. 1).

Поставьте банку на яркий свет, наблюдайте за выделением газа веточками элодеи.

В результате фотосинтеза синтезируются глюкоза (которая затем может запасаться в виде крахмала) и кислород, который через устьица выходит в атмосферу.

Благодаря фотосинтезу запасается энергия солнечного света. Так, энергия, которую мы получаем, сжигая каменный уголь, – это энергия, в свое время запасенная в ходе фотосинтеза.

Список литературы

1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В. В. Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил.

2. Тихонова Е. Т., Романова Н. И. Биология, 6. – М.: Русское слово.

3. Исаева Т. А., Романова Н. И. Биология, 6. – М.: Русское слово.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал «elementy.ru» (Источник)

2. Интернет-портал «krugosvet.ru» (Источник)

3. Интернет-портал «bioaa.info» (Источник)

Домашнее задание

1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В. В. Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил. – с. 165, задания и вопросы 1, 5, 6.

2. Что такое фотосинтез?

3. Какие существуют типы питания у растений? Охарактеризуйте их.

4. * Узнайте, какой еще существует тип автотрофного питания, помимо фотосинтеза. Для каких организмов он характерен? По какой причине они используют не фотосинтез, а другой тип автотрофного питания?