Меню

Что получают растения при воздушном питании

Биология жизни растений

Все сельскохозяйственные культуры питаются через корни и листья, так как они обитают одновременно в двух средах: корни — в почве, а стебли — в воздухе. Поэтому условно различают два типа питания — воздушное и почвенное (корневое).

Под воздушным питанием понимают поступление в листья и ассимиляцию ими углекислого газа из атмосферы, а также усвоение некоторых солей. Под почвенным питанием подразумевают усвоение корнями растений из почвы воды и различных ионов минеральных солей, а также некоторых органических веществ. Оба типа питания взаимосвязаны и не могут существовать раздельно, так как корни питают листья и стебли, которые, в свою очередь, питают корни. В листьях и корнях протекают многочисленные процессы, продуктами которых непрерывно обмениваются надземные и подземные органы растений.

При воздушном питании растения в первую очередь обогащаются углеродом, кислородом и водородом. В среднем растения содержат 45% углерода, 42% кислорода и 6,5% водорода. Эти три элемента — материальная основа сложнейшего биологического процесса — фотосинтеза.

Фотосинтез — единственный природный процесс связывания солнечной энергии. Благодаря ему из простых веществ — углекислого газа, воды и небольшого количества минеральных солей, не содержащих энергии и не способных при обычных условиях совершать химическую работу, создаются сложнейшие органические соединения, обладающие высокой потенциальной энергией. Они используются гетеротрофными организмами во всей сложной их жизнедеятельности. В процессе фотосинтеза создается до 90% сухого вещества растений.

В химическом отношении фотосинтез — это процесс взаимодействия углекислого газа и воды при участии хлорофилла. Поглощенная хлорофиллом световая энергия участвует в реакции, при которой водород воды восстанавливает углекислый газ. Процесс фотосинтеза состоит из реакций двух типов — фотолиза воды (разложение ее под действием света) и восстановления углекислого газа. Свет необходим лишь для первой реакции, а реакции восстановления СО2 — «темновые», т. е. идут без доступа света. В настоящее время считается, что первым продуктом фотосинтеза является фосфоглицериновая кислота, которая затем превращается в результате многих реакций в крахмал и другие углеводы.

Наряду с углеводами в процессе фотосинтеза образуются и другие соединения, в том числе аминокислоты. Результат первичной фотохимической реакции фотосинтеза — фосфорилирование аденизиндифосфорной кислоты с образованием адезинтрифосфорной кислоты (АТФ). Эта кислота — основное соединение, в котором запасается и переносится энергия, необходимая для осуществления синтетических процессов в обмене веществ, а также для выполнения работы живыми организмами. Энергия, высвобождаемая АТФ, может переноситься почти без потерь на другие соединения или использоваться для синтеза белков нуклеиновых кислот, углеводов, жиров, витаминов и многих других соединений.

В процессе фотосинтеза растения одновременно выделяют в атмосферу свобоодный кислород, незначительная часть которого используется на дыхание растений.

В результате дыхательных процессов в растительном организме возникает энергия, необходимая для поддержания жизненных процессов. Часть энергии запасается в АТФ и используется для последующих превращений веществ в «темновой» фазе фотосинтеза.

Углерод, кислород и водород — основные элементы при фотосинтезе углеводов и других более сложных органических продуктов для всех последующих биохимических и синтетических процессов. С участием кислорода и водорода осуществляются важнейшие окислительно-восстановительные энергетические процессы. Наряду с образованием органических веществ в растениях происходят процессы их распада, связанные с дыханием.

Дыхание — это совокупность реакций, приводящих к распаду органических веществ до более простых соединений. Эти реакции непосредственно связаны с процессом обмена веществ, происходящего в клетке. Дыхание осуществляется благодаря сахарам, а также белкам, органическим и жирным кислотам.

Источник

Bio-Lessons

Образовательный сайт по биологии

Фотосинтез. Воздушное питание растений.

Фотосинтез. Воздушное питание растений.

Фотосинтез (от лат. “фото” -свет, “синтез” – соединение) – основа воздушного питания растений. При фотосинтезе зеленые растения извлекают энергию из солнечного света и создают органические вещества.

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)

Читайте также:  Многолетнее растение семейства пасленовых 10 букв

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.

Источник

Как и что кушают растения. Питание растений.

Задумался о том чем же все таки питаються растения, ведь в них содержатся множество химических элементов и соединений. Хотя им для жизни требуются свет, воздух, вода и почва. Все остальное необходимое растение само синтезирует.

Синтез это процесс соединения или объединения ранее разрозненных вещей или понятий в целое или набор.

Везде растёт очень большое количество разнообразных видов растений, почвы не теряют свою плодородность и только накапливают её. Естественно, это не быстрый процесс, но за многие сотни лет смогли сформироваться чернозёмы с толщиной плодородного слоя больше метра. Это стало возможным благодаря микромиру находящемуся внутри почвы, в нём активно перерабатывают органику и минералы различные живые организмы. Покров из трав, деревьев и кустарников защищает почву от иссушения, создаёт благоприятные условия для жителей микромира, служит источником их питания.

Главный источник энергетической составляющей питания растений – это свет. Благодаря фотосинтезу растения могут синтезировать углеводороды из воды и углекислого газа. Энергия света в этом процессе запасается в виде химической связи углерода и водорода, а не нужный растениям кислород выделяется в атмосферу. Кроме углекислого газа растения получают из воздуха, также азот, воду, кислород и ещё ряд газообразных элементов. Это происходит через микропоры которыми покрыты зелёные части растений. Из почвы растения получают воду и различные химические элементы.

Хотяяяяя, есть ряд растений которым почва совсем не нужна, они получают весь необходимый им спектр элементов из воздуха.

Если разобрать растение на простейшие химические соединения, то получится что оно на 80-90% состоит из воды. Это важнейшее для растений, да и для всех остальных форм жизни химические соединение. Она задействована во всех органических процессах. Оставшуюся часть состава занимают различные минеральные соединения, которые растения получают из почвы в растворённом в воде виде. Сама по себе почва состоит из минеральной часть, мертвой органики и живых организмов — это различные микроорганизмы, грибы и насекомые.

Читайте также:  Пищевая цепочка от растений к человеку

Источник

Урок по теме «Питание растений. Особенности воздушного питания растений»

Разделы: Биология

Урок по теме “Питание растений. Особенности воздушного питания растений” разработан для учащихся 6 класса общеобразовательной школы. Урок начинается необычно: с демонстрации растения с корневой системой, находящейся в воздухе, т.е. “посаженного вверх ногами” (автор использует для этого небольшое высохшее растение клена, погибшего во время размыва почвы в одном из местных оврагов). Применение подобные “затравок” является элементами системы автора в рамках развивающего обучения, ориентированной на активизацию мыслительной деятельности школьников, освоение приемов которой способствует быстрому и качественному усвоению содержания учебного материала. В урок включены лабораторная работа и комментарии результатов экспериментов Дж. Пристли и Гельмонта, что способствует закреплению изученного материала. Кроме того, практика подтверждает, что удачным с эстетической точки зрения на уроке является чтение по ролям басни И.А. Крылова “Листы и корни”, что в свою очередь, также усиливает закрепление изученного, придавая уроку позитивную эмоциональную окраску и повышая познавательную активность учащихся данного возраста. Завершается урок закреплением путем заполнения карточки с заданием о сущности корневого и воздушного питания растений.

Тип урока: изучение нового материала.

Цели:

  1. создание условий для формирования понятия о воздушном питании растений, для понимания роли воздушного питания в жизни растения.
  2. создание условий для развития навыков наблюдения, умения формулировать выводы по результатам микроисследований.
  3. создание условий для формирования позитивного отношения к организованному учебному труду.

Оборудование:

  • плакат “Передвижение веществ по растению”,
  • растение в цветочном горшке с расположенной в воздухе корневой системой,
  • растение в питательном растворе на лабораторном штативе,
  • схемы опытов Д.Пристли и Я.Гельмонта,
  • раствор йода в химических стаканах,
  • вываренный в спирте лист герани обыкновенной,
  • лабораторные блюдца, пипетки,
  • раствор крахмала, спиртовая вытяжка хлорофилла,
  • распечатка басни И.А.Крылова “Корни и листы”,
  • полоски бумаги с ключевыми терминами.
Этапы Деятельность учителя Деятельность учащихся t
1.

Оргмомент.

Контроль за организацией рабочего места. Приветствие. Проверка учащимися готовности рабочего места к уроку. 1
2. Актуализация Демонстрация растения с корневой системой, находящейся в воздухе.

Вопрос: почему такое растение нормально существовать не может?

Вопрос: может ли растение существовать без почвы? Почему?

Демонстрация растения в питательном растворе.

Вопрос: что позволяет существовать такому растению? Какова роль корневого питания?

Вопрос: куда переходят вода и минеральные соли из корня?

Вопрос: какова основная функция листа?

Предполагаемый ответ: такое растение не может нормально существовать, т.к. корневая система не всасывает из почвы воду с растворенными минеральными веществами. Кроме того, листья, находясь в почве, не обеспечивают своей функции.

Предполагаемый ответ: растение без почвы существовать не может, т.к. оно не всасывает из нее воду и растворенные минеральные соли.

Предполагаемый ответ: растению позволяет существовать всасываемая корнем питательная жидкость, содержащая растворы минеральных солей. Эти минеральные соли поднимаются по корню вверх.

Предполагаемый ответ: Вода и минеральные соли переходят в побег и попадают в лист. Предполагаемый ответ: основная функция листа – воздушное питание.

7
3. Мотивация. Задается вопрос о предполагаемой теме урока.

Постановка учебной задачи:

определить значение воздушного питания для жизнедеятельности растительного организма.

Формулировка темы урока.
4. Изучение нового материала. Запись темы урока на доске.

1 вопрос. Какие 4 компонента нужны для выполнения основной функции зеленого листа?

Для получения первого компонента растение приспособилось специально располагать листья в виде мозаики или прикорневых розеток.

Большинство растений имеют листья зеленого цвета благодаря какому веществу они имеют такую окраску? ( демонстрация заранее приготовленной спиртовой вытяжки хлорофилла).

Компонент – это газ, который большинство организмов выделяют в атмосферу при дыхании.

Это вещества, которые поднимаются по сосудам корня, стебля и попадают в сосуды жилок листа.

Схематичное обобщение материала на доске. Вывод о том, что листу необходимы свет, углекислый газ и вода с растворенными минеральными солями, а в листе должен быть хлорофилл, придающий ему зеленую окраску.

2 вопрос. Что образуется в листе с участием этих веществ ?

Демонстрационное информирование учащихся. Для ответа на этот вопрос проделывается опыт. У учителя на столе имеется обесцвеченный в горячем спирте лист герани обыкновенной. Перед обесцвечиванием лист поглотил свет, углекислый газ и воду с минеральными солями. Нужно определить, что в нем образовалось. На столе в двух разных пробирках имеются растворы крахмала и йода. Капается раствор йода в раствор крахмала. Какого цвета стал раствор крахмала? (наводящий вопрос). Затем говорится о том, что и ученые в лабораториях сначала определяют, какие вещества при смешивании дают ту или иную окраску, а затем полученные сведения используют при изучении живой клетки.

Берется обесцвеченный лист герани и окунается в раствор йода, выкладывается на заранее приготовленный белый лист.

Вопрос: какого цвета он стал? Какое вещество образуется в листе?

Дополнительное информирование: при наличии перечисленных компонентов в живом листе сначала образуется сахар, который затем под действием ферментов превращаются в крахмал. Оба эти вещества называются углеводами. Кроме сахара и крахмала в листе образуются белки. Все эти вещества – сахар, крахмал, белки называются органическими веществами.

Наклеивание на доске полосок бумаги с ключевыми терминами.

3 вопрос. Что выделяется из листьев в атмосферу, когда в зеленом листе идет этот важнейший процесс?

Вопрос: Какие выводы вы можете сделать на основании данного открытия?

Дополнительное информирование: выделение кислорода происходит только на свету. ФОРМУЛИРОВАНИЕ ОСНОВНОЙ ФУНКЦИИ ЛИСТА – ФОТОСИНТЕЗА.

Словарная работа: происхождение слова фотосинтез (по-гречески свет — “фотос”, а соединение – “синтез”).

Дополнительное информирование. За год растения выделяют в атмосферу 400 млрд. тонн кислорода, поглощают 600 млрд. тонн углекислого газа и образуют в листьях 450 млрд. тонн органических веществ.

Вопрос: Куда же эти органические вещества поступают?

4 вопрос: Вспомните, какие овощи и фрукты вам доводилось пробовать, какой вкус они имеют. Чем обусловлен их вкус?

5 вопрос: какова роль фотосинтеза для растения?

Комментарий гипотезы: Перенесемся в XVII век. Голландский ученый Ян ван Гельмонт в своей лаборатории поставил первый количественный эксперимент с живым организмом, который заключался в следующем (рис 3.) Ван Гельмонт поместил в глиняный сосуд 80 кг высушенной почвы, смочил ее и посадил побег весом 2 кг. Почву он поливал только дождевой водой. Через 5 лет дерево, выросшее из побега, весило почти 68 кг. Ван Гельмонт аккуратно вынул растение из сосуда, собрал всю почву, снова просушил ее, взвесил и получил те же 80 кг без нескольких граммов. Ученый сделал вывод, что увеличение массы дерева на 66 кг за 5 лет произошло исключительно благодаря потреблению растением воды.

Вопрос: “За счет чего же выросло дерево?”.

Запись темы урока в тетради.

Ответы учащихся на вопросы:

1. Свет.

2. Хлорофилл.

3. Углекислый газ.

4. Вода и растворенные минеральные соли.

Один ученик (по желанию) демонстрирует опыт перед классом.

Раствор стал сине-фиолетового цвета.

Выполнение опыта и ответ на вопрос

Комментарий результатов опыта.

Запись формулировки в тетрадь.

Предполагаемый ответ: по ситовидным трубкам в стебель, корень, корневище. Таким образом, органические вещества накапливаются в плодах, семенах, корнеплодах, клубнях.

Предполагаемый ответ: овощи и фрукты имеют сладкий вкус, что обусловлено наличием в них углеводов.

Предполагаемый ответ: фотосинтез обеспечивает рост растения за счет накопления в нем углеводов.

Предполагаемый ответ: дерево выросло за счет органических веществ, образованных в ходе фотосинтеза.

20
5. Закрепление. Чтение басни И.А. Крылова по ролям “Листы и корни”. (Приложение 2)

Перед чтением басни вопрос: почему несправедливо утверждение корней о никчемности листьев?

Фронтальный опрос с использованием плаката: “Передвижение веществ по растению”.

Вопросы:

  • в чем состоит роль корней и листьев в жизни растения?
  • в чем состоит значение фотосинтеза для жизни планеты?
  • какое значение играет воздушное питание в жизнедеятельности растительного организма?

Диагностика усвоения учебного материала посредством индивидуальных карточек “Роль воздушного питания в жизни растения”.

Чтение басни по ролям.

Обсуждение вопроса о взаимосвязи корней и листьев в растении и ответ на проблемный вопрос.

роль корней состоит в обеспечении корневого питания. Роль листьев состоит в обеспечении растения органическими веществами, за счет которых растение растет.

выделение кислорода способствует дыханию всех живых организмов Земли.

воздушное питание обеспечивает рост и развитие растительного организма.

Источник