"Биология", Исаева Т.А., Романова Н.И.
Воздушное питание — это получение растением из воздуха углекислого газа для образования органических веществ. Этот процесс называется фотосинтезом: он идёт на свету в клетках листа, где есть хлоропласты с зелёным пигментом хлорофиллом. Для фотосинтеза нужны также вода, поступающая от корней, и световая энергия. В результате образуются вещества, необходимые растению для жизни, а в окружающий воздух выделяется кислород.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Воздушное питание — получение растением из воздуха углекислого газа, который используется для образования органических веществ. Иначе говоря, лист берёт из воздуха одно из исходных веществ для создания того, что нужно растению. Это помогает понять, почему воздух участвует в питании растения, хотя готовую пищу из него оно не получает.
Фотосинтез — образование органических веществ из углекислого газа и воды на свету с использованием энергии света. Проще говоря, растение создаёт нужные ему вещества, используя доступные вещества и энергию освещения. Понятие фотосинтеза объединяет поступление исходных веществ, работу света и образование результата.
Хлорофилл — зелёный пигмент, поглощающий световую энергию и участвующий в фотосинтезе. Пигмент — вещество, которое придаёт тканям окраску; хлорофилл делает многие листья зелёными. Он нужен растению, чтобы использовать энергию света для образования органических веществ.
Крахмал — запасное органическое вещество, которое образуется в листьях при фотосинтезе. Часть сахаров, полученных в ходе процесса, может превращаться в крахмал. Такой запас позволяет растению сохранять часть произведённых веществ и использовать их позднее.
Углекислый газ поступает в лист из воздуха через устьица — небольшие отверстия на его поверхности. Они обеспечивают обмен газами между листом и окружающей средой. Вода, напротив, сначала поглощается корнями из почвы, а затем доставляется к листьям, где может участвовать в фотосинтезе. Поэтому для процесса необходимы вещества, поступающие в растение разными путями.
Фотосинтез идёт в клетках, содержащих хлоропласты. Хлоропласты — части клеток, в которых находится хлорофилл и происходит этот процесс. Хлорофилл поглощает световую энергию, поэтому без него растение не смогло бы использовать свет нужным образом. Свет необходим не просто как освещение: его энергия обеспечивает образование органических веществ.
Используя световую энергию, растение образует из углекислого газа и воды органические вещества, в том числе сахара. Эти вещества нужны не только для построения частей растения, но и для его жизнедеятельности. Часть сахаров может превращаться в крахмал и оставаться в листьях как запас. Так растение не просто получает вещества извне, а создаёт органическую пищу, используя исходные вещества и свет.
При фотосинтезе также выделяется кислород. Он образуется в ходе процесса, поэтому не является исходным веществом, которое растение берёт для фотосинтеза. Кислород выходит из листа в окружающий воздух через устьица. Таким образом, через лист могут поступать нужные для процесса вещества и выходить образовавшийся газ.
Органические вещества, произведённые при фотосинтезе, используются самим растением для роста и жизнедеятельности. Они нужны разным органам, а не только листу, в котором образовались. Поэтому эти вещества перемещаются к другим частям растения. Фотосинтез в листьях помогает обеспечивать веществами весь организм растения.
| Что рассматриваем | Роль в фотосинтезе | Откуда поступает или где образуется |
|---|---|---|
| Свет | Даёт энергию для процесса | Поступает от источника света |
| Углекислый газ | Исходное вещество для образования органических веществ | Из воздуха через устьица листа |
| Вода | Исходное вещество для фотосинтеза | Поглощается корнями из почвы и доставляется к листьям |
| Хлорофилл и хлоропласты | Хлорофилл поглощает свет; в хлоропластах идёт фотосинтез | Находятся в клетках растения |
| Органические вещества | Продукт фотосинтеза; используется растением | Образуются в клетках при фотосинтезе |
| Кислород | Побочный продукт фотосинтеза | Образуется в листе и выходит через устьица |
Чтобы разобраться в роли любого пункта, сопоставьте его название со вторым столбцом: там указано, зачем он нужен или что получается. Затем найдите в последнем столбце, откуда поступает вещество или где оно образуется. Так можно отличить исходные вещества и условия процесса от его результатов.
Задача 1. Назовите, какие вещества растение получает для фотосинтеза из воздуха и из почвы. Нужно проследить, каким путём каждое исходное вещество попадает к листьям. Не следует смешивать вещества для фотосинтеза с готовой пищей растения.
Сначала вспомним, что из воздуха в лист поступает углекислый газ. Он проходит через устьица, поэтому его источник — окружающий воздух. Углекислый газ используется при образовании органических веществ.
Затем определим, что растение получает из почвы. Корни поглощают воду и доставляют её к листьям. Вода также участвует в фотосинтезе.
Сравним пути поступления: углекислый газ входит через листья, а вода поступает через корни. Минеральные вещества тоже поглощаются из почвы, но они не заменяют органические вещества, которые растение образует само. Ответ: из воздуха растение получает углекислый газ, из почвы — воду.
Задача 2. Один лист растения держали на свету, а другой — в темноте. В каком листе можно обнаружить крахмал после опыта и почему? Для ответа нужно связать крахмал с фотосинтезом и выяснить, где были условия для этого процесса. Свет — необходимое условие, а крахмал может образовываться из сахаров, появившихся при фотосинтезе.
Сначала проверим условия для каждого листа. Лист на свету получает световую энергию, а лист в темноте — нет. Поэтому в темноте фотосинтез не идёт.
Теперь проследим, что происходит на свету. В клетках листа с хлоропластами при фотосинтезе образуются органические вещества, в том числе сахара. Часть сахаров может превращаться в крахмал.
Сопоставим результат с условием опыта: крахмал можно обнаружить в листе, который находился на свету, поскольку там мог идти фотосинтез. В темновом листе он не образуется за счёт фотосинтеза, так как отсутствует свет. Ответ: крахмал обнаружат в освещённом листе.
Задача 3. Растение поместили на свету под прозрачный колпак, внутри которого удалили углекислый газ. Объясните, почему образование органических веществ затруднится, и укажите, что ещё необходимо для фотосинтеза. Прозрачный колпак пропускает свет, поэтому одного условия достаточно. Но нужно проверить, есть ли остальные необходимые условия и исходные вещества.
Установим, чего не хватает растению. Углекислый газ — исходное вещество, из которого при фотосинтезе образуются органические вещества. Если его нет, процесс затрудняется, даже при наличии света.
Назовём другие условия и исходное вещество. Нужны вода, поступающая к листьям от корней, и свет; в клетках должны быть хлоропласты с хлорофиллом. Хлорофилл поглощает световую энергию, без которой фотосинтез не идёт.
Проверим, что именно изменено в опыте: удалён углекислый газ, но колпак прозрачный и растение освещено. Следовательно, нехватка углекислого газа мешает образованию органических веществ. Ответ: фотосинтезу нужны углекислый газ, вода, свет и хлорофилл в хлоропластах.
Ошибка: считать, что растение получает готовую пищу из почвы. Так можно подумать, потому что корни поглощают вещества из почвы и без них растение не живёт. Но вода и минеральные вещества не являются готовой органической пищей: органические вещества растение образует при фотосинтезе. Проверьте себя: различайте то, что поступает из почвы, и то, что создаётся в листьях.
Ошибка: путать воздушное питание с дыханием. Оба процесса связаны с газами, поэтому их легко смешать. При фотосинтезе на свету образуются органические вещества и выделяется кислород, а дыхание — отдельный процесс. Чтобы проверить себя, спросите, идёт ли речь об образовании органических веществ на свету.
Ошибка: думать, что фотосинтез происходит без света. Иногда кажется, что растению достаточно иметь воду и углекислый газ. Однако хлорофилл использует световую энергию, поэтому в темноте фотосинтез не идёт. Проверьте условие: если света нет, органические вещества этим способом не образуются.
Ошибка: считать кислород исходным веществом фотосинтеза, которое поглощается растением. Путаница возникает из-за того, что кислород — важный газ для живых организмов. Но при фотосинтезе он образуется и выходит из листа в воздух. Проверьте себя по направлению: углекислый газ поступает в лист, а кислород выделяется наружу.
Чтобы понять фотосинтез, нужно знать, что корни поглощают воду, а листья имеют устьица и состоят из клеток. Тема связана с минеральным питанием: вода и минеральные вещества поступают из почвы, а углекислый газ — из воздуха. Фотосинтез помогает объяснить дыхание растений, круговорот веществ и значение растений для жизни на Земле. Эти связи показывают, как процессы в растении связаны с окружающей средой.
Почему фотосинтез называют воздушным питанием растений?
При фотосинтезе растение получает из воздуха углекислый газ и использует его для образования органических веществ. Поэтому этот процесс называют воздушным питанием.
Где в растении происходит фотосинтез?
Фотосинтез происходит в клетках, содержащих хлоропласты. Особенно много таких клеток в листьях.
Зачем растению нужен хлорофилл?
Хлорофилл поглощает световую энергию. Она нужна для образования органических веществ из углекислого газа и воды.
Какие вещества нужны для фотосинтеза и что образуется в результате?
Растению нужны углекислый газ и вода, а для процесса также необходимы свет и хлорофилл. Образуются органические вещества, а кислород выделяется в окружающий воздух.
Происходит ли фотосинтез в темноте?
Нет, для фотосинтеза необходим свет, поэтому в темноте он не идёт. Без фотосинтеза не образуются новые органические вещества этим способом.
§ 21. Воздушное питание растений (фотосинтез)
