37. Фотосинтез

Определения и обозначения

Фотосинтез — образование органических веществ из углекислого газа и воды на свету с участием хлорофилла; при этом выделяется кислород. Проще говоря, растение само создаёт себе пищу, используя энергию света. Это помогает понять, почему для жизни растения нужны не только вода и воздух, но и освещение.

Хлоропласт — часть клетки растения, в которой содержится хлорофилл и происходит фотосинтез. Это как небольшая «рабочая площадка» внутри клетки, где из исходных веществ образуются новые. Хлоропласты особенно многочисленны в клетках зелёных частей растения, прежде всего листьев.

Хлорофилл — зелёный пигмент растений, поглощающий свет, необходимый для фотосинтеза. Пигмент — это вещество, которое придаёт цвет; хлорофилл окрашивает многие листья в зелёный цвет. Он нужен растению, чтобы улавливать световую энергию и использовать её в процессе образования органических веществ.

Органические вещества — вещества, образующиеся в растении при фотосинтезе и служащие ему пищей. Растение использует их для роста и жизни, поэтому не просто берёт готовую пищу из почвы. Понимание этого термина помогает отличать то, что поступает в растение, от того, что оно производит само.

Как это устроено

Сначала к листу должны попасть исходные вещества — вода и углекислый газ. Вода всасывается корнями из почвы и затем перемещается по растению к листьям. Углекислый газ находится в воздухе и поступает прямо в лист, потому что именно там расположено много клеток, способных к фотосинтезу.

В клетках листа находятся хлоропласты, а внутри них — хлорофилл. Когда на лист падает свет, хлорофилл поглощает его энергию. Без такого улавливания света растению неоткуда получить энергию, необходимую, чтобы превратить воду и углекислый газ в новые вещества.

Используя световую энергию, растение образует из воды и углекислого газа органические вещества. Они нужны растению как пища и материал для его роста. Поэтому фотосинтез отличается от простого поглощения веществ: растение не только получает их из окружающей среды, но и создаёт собственную пищу.

Во время фотосинтеза появляется кислород. Он не остаётся весь внутри растения: из листа кислород попадает в окружающую среду. Так можно проследить, что у процесса есть исходные вещества — вода и углекислый газ — и продукты, которые возникают в результате.

Фотосинтез связывает жизнь растения с солнечным светом, потому что свет обеспечивает процесс энергией. Образованные органические вещества нужны не только самому растению: ими питаются и другие организмы. Кислород, который выделяется при фотосинтезе, также важен для жизни многих живых существ.

Фотосинтез: условия, исходные вещества и результаты

Читайте таблицу слева направо: сначала найдите нужное вещество или условие, затем посмотрите его роль и источник. Вода и углекислый газ — исходные вещества, а органические вещества и кислород — результаты процесса. Свет и хлорофилл помогают фотосинтезу происходить.

Разбор задач

Задача 1. Назови два условия, необходимые для фотосинтеза в листе. Нужно вспомнить, что именно позволяет растению использовать исходные вещества. Одного только наличия воды и углекислого газа недостаточно для описания всех условий процесса.

1. Вспоминаем, что фотосинтез использует энергию света.
2. Определяем, что свет улавливает хлорофилл, находящийся в хлоропластах.
3. Называем два условия: освещение и наличие хлорофилла в клетках листа.

Ответ. Для фотосинтеза в листе необходимы свет и хлорофилл. Свет даёт энергию, а хлорофилл поглощает её. Эти условия действуют вместе, а не заменяют друг друга.

Задача 2. Объясни, откуда в лист поступают вода и углекислый газ. Здесь важно проследить путь каждого вещества отдельно. Не следует считать, что оба вещества растение получает одним и тем же способом.

1. Воду растение поглощает корнями из почвы.
2. Затем вода перемещается по растению к листьям.
3. Углекислый газ поступает в лист из окружающего воздуха.

Ответ. Вода приходит из почвы через корни, а затем достигает листьев. Углекислый газ лист получает непосредственно из воздуха. Оба вещества нужны для фотосинтеза, но пути их поступления различаются.

Задача 3. Ученик поставил растение в темноту и утверждает, что фотосинтез продолжается так же, как на свету. Объясни, почему он ошибается, и назови вещества, образующиеся при фотосинтезе. Чтобы ответить, нужно сначала проверить, есть ли необходимое условие, а затем отделить исходные вещества от продуктов.

1. Свет необходим, потому что он даёт энергию для фотосинтеза.
2. В темноте этой энергии нет, поэтому фотосинтез не может идти так же, как на свету.
3. Вспоминаем результаты процесса: растение образует органические вещества, а кислород выделяется наружу.

Ответ. Ученик ошибается: без света фотосинтез не продолжается так же, как при освещении. Вода и углекислый газ используются как исходные вещества. В результате образуются органические вещества и выделяется кислород.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что растение получает готовую пищу из почвы. Такое представление возникает потому, что корни действительно поглощают из почвы воду и растворённые вещества. Но органические вещества для питания растение образует при фотосинтезе; проверь себя, назвав исходные вещества этого процесса.

Некоторые путают исходные вещества и продукты фотосинтеза. Вода и углекислый газ поступают в процесс, а органические вещества и кислород возникают в результате. Ошибка появляется, когда все вещества перечисляют вместе; чтобы проверить себя, спроси: «Что растение использует, а что образует?»

Неверно думать, что фотосинтез идёт без света. Можно спутать его с другими процессами, которые происходят в растении и ночью, но свет даёт энергию именно для фотосинтеза. Проверь ответ так: если убрать свет, останется ли источник энергии для образования органических веществ?

Фотосинтез не происходит во всех частях растения одинаково. Его место — клетки с хлоропластами, которых особенно много в зелёных листьях. Ошибку допускают, когда считают, что любая часть растения работает одинаково; проверяя себя, называй не всё растение, а клетки с хлоропластами.

Связь с другими темами

Для понимания фотосинтеза пригодятся знания о том, что корни поглощают воду из почвы. Ещё нужно помнить, что листья обмениваются газами с окружающей средой. Эти сведения помогают проследить, как вода и углекислый газ попадают к месту фотосинтеза.

Тема связана с питанием растений: фотосинтез объясняет, как растение образует органические вещества, а не получает готовую пищу из почвы. Она также связана с круговоротом веществ в природе, потому что вещества переходят между организмами и окружающей средой.

Знание фотосинтеза пригодится при изучении значения растений для жизни организмов и состава воздуха. Оно помогает понять, почему растения важны не только для себя: органические вещества становятся пищей, а при фотосинтезе выделяется кислород.

Что запомнить

• Фотосинтез происходит на свету.
• В фотосинтезе участвует хлорофилл, находящийся в хлоропластах.
• Для фотосинтеза нужны вода и углекислый газ.
• В результате фотосинтеза образуются органические вещества.
• При фотосинтезе выделяется кислород.
• Основное место фотосинтеза в растении — зелёные листья.