"Биология. Растения. Бактерии. Грибы и лишайники", Викторов В.П., Никишов А.И.
Фотосинтез — процесс, при котором зелёные листья на свету образуют органические вещества из воды и углекислого газа. Энергию света поглощает хлорофилл, а побочным продуктом становится кислород, выделяющийся в воздух. Образовавшиеся вещества нужны растению для роста, дыхания, образования новых клеток и создания запасов. Их наличие в листе можно обнаружить с помощью йодной пробы на крахмал.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Фотосинтез — образование органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии хлорофилла; при этом выделяется кислород. Проще говоря, лист использует световую энергию, чтобы создать питательные вещества. Этот процесс обеспечивает растение пищей и поддерживает жизнь многих организмов на Земле.
Хлорофилл — зелёный пигмент листа, поглощающий свет, необходимый для фотосинтеза. Именно он придаёт большинству листьев зелёную окраску. Без хлорофилла клетки листа не смогут использовать энергию света для образования органических веществ.
Крахмал — запасное органическое вещество, по наличию которого можно обнаружить образование органических веществ в листе. Он накапливается в клетках, когда созданных веществ больше, чем нужно растению сразу. При добавлении йода крахмал окрашивается в сине-фиолетовый или сине-чёрный цвет.
Органические вещества — вещества, образующиеся в листьях и используемые растением для питания, роста и накопления запасов. К ним относят, например, сахара и крахмал. Они служат материалом и источником энергии для жизнедеятельности растения.
Необходимость света можно доказать сравнением освещённой и затемнённой частей одного листа. Часть листа закрывают непрозрачной бумагой, а затем после пребывания растения на свету проводят йодную пробу. Открытый участок с образовавшимся крахмалом синеет, а закрытый остаётся жёлто-бурым, потому что без световой энергии фотосинтез не идёт.
Исходные вещества поступают в лист из разных источников. Углекислый газ входит из воздуха через устьица — небольшие отверстия на поверхности листа. Вода всасывается корнями из почвы и поднимается по проводящим тканям к листьям, поэтому повреждение корней или нарушение движения воды мешает фотосинтезу.
В зелёных клетках листа хлорофилл поглощает энергию света. Она используется для превращения углекислого газа и воды в органические вещества. Кислород не нужен растению в таком количестве и выделяется через устьица в окружающий воздух, поэтому фотосинтез обогащает атмосферу кислородом.
Созданные в листе вещества не остаются только там, где возникли. Растворимые продукты перемещаются по проводящим тканям к корням, стеблям, цветкам, плодам и другим органам. Там они расходуются на рост, дыхание и образование новых клеток, то есть обеспечивают питание всего растения.
Если органических веществ образуется больше, чем требуется в данный момент, растение откладывает их про запас. Например, часть сахаров превращается в крахмал и накапливается в листьях, корнях, клубнях, семенах или плодах. Позже запас может снова использоваться при прорастании семян, росте или недостатке света.
| Что рассматривается | Роль или результат |
|---|---|
| Свет — источник энергии | Даёт энергию для образования органических веществ |
| Хлорофилл — поглощает свет | Передаёт клеткам энергию, необходимую для фотосинтеза |
| Углекислый газ — поступает из воздуха | Используется как исходное вещество |
| Вода — поступает из почвы через корни | Участвует в образовании органических веществ |
| Органические вещества — образуются в листе и используются растением | Обеспечивают рост, дыхание, образование клеток и запаса |
| Кислород — выделяется в окружающую среду | Поступает в воздух как побочный продукт фотосинтеза |
Таблицу удобно читать как цепочку условий и результатов. Сначала найдите, какие вещества и энергия поступают к листу, затем проследите, что образуется и как используется растением. Если одного необходимого условия нет, фотосинтез нарушается.
Лист растения держали на свету, затем проверили йодом. Нужно определить, образовался ли в нём крахмал. Для этого наблюдают не просто изменение цвета, а характерную реакцию йода с крахмалом.
Если лист окрасился в сине-фиолетовый цвет, в нём есть крахмал. Значит, на свету в листе образовались органические вещества, часть которых превратилась в запасной крахмал. Если окраски нет, образование крахмала не доказано.
Часть листа закрыли непрозрачной бумагой, а затем провели пробу на крахмал. Открытая часть получала свет, а закрытая была лишена его, хотя обе части оставались на одном листе. Такое сравнение помогает проверить влияние только одного условия.
Открытая часть должна окраситься в сине-фиолетовый или сине-чёрный цвет, потому что там образовался крахмал. Закрытая часть обычно не синеет и сохраняет жёлто-бурый оттенок йода. Вывод: свет необходим для фотосинтеза и образования органических веществ.
Растение оставили на свету, но лишили доступа к углекислому газу. Нужно объяснить, почему образование органических веществ нарушится, хотя свет и вода доступны. Причина состоит в том, что фотосинтез требует сразу нескольких условий, а не одного источника энергии.
Без углекислого газа зелёные клетки не смогут создать органические вещества. Свет и вода сами по себе не заменяют углекислый газ. Следовательно, фотосинтез резко ослабнет или прекратится, даже если хлорофилл и освещение сохранены.
Ошибка: считать, что растение получает готовые органические вещества из почвы. Так думают, потому что корни действительно поглощают вещества из почвы. Проверьте себя: из почвы поступают вода и минеральные вещества, а органические вещества образуются главным образом в зелёных листьях.
Ошибка: утверждать, что для фотосинтеза достаточно одного света. Свет даёт энергию, но без хлорофилла, воды и углекислого газа процесс невозможен. Проверьте себя по полной цепочке условий, а не по одному её звену.
Ошибка: путать фотосинтез с дыханием. Фотосинтез образует органические вещества на свету, а дыхание идёт постоянно и сопровождается их расходованием. Проверьте себя вопросом: процесс создаёт пищу или использует уже созданную?
Ошибка: считать, что весь образовавшийся крахмал остаётся в листе. Часть веществ перемещается к другим органам, расходуется или откладывается в запас. Проверьте себя: запас растения может находиться не только в листьях, но и в корнях, семенах, плодах и клубнях.
Для понимания фотосинтеза нужны знания о строении листа, особенно о зелёных клетках и устьицах. Устьица обеспечивают газообмен, а проводящие ткани доставляют воду от корней к листьям. Поэтому тема связана с изучением органов растения и движением веществ по нему.
Фотосинтез объясняет питание, рост и образование запасов у растений. Он связан с дыханием, но не совпадает с ним: один процесс создаёт органические вещества, другой их расходует. Благодаря фотосинтезу растения снабжают экосистемы органической пищей и кислородом.
Почему фотосинтез происходит преимущественно в листьях?
В листьях много зелёных клеток, содержащих хлорофилл. Кроме того, лист имеет большую поверхность и устьица, через которые из воздуха поступает углекислый газ.
Зачем растению нужен хлорофилл?
Хлорофилл поглощает энергию света. Благодаря этой энергии в зелёных клетках из воды и углекислого газа образуются органические вещества.
Откуда в лист поступают вода и углекислый газ?
Вода поступает из почвы через корни и поднимается по проводящим тканям к листьям. Углекислый газ проникает из воздуха через устьица.
Как с помощью йода обнаружить крахмал в листе?
На исследуемую часть листа наносят раствор йода. Если в ней есть крахмал, участок окрашивается в сине-фиолетовый или сине-чёрный цвет.
Что растение делает с органическими веществами, образовавшимися в листьях?
Они перемещаются из листьев к другим органам и расходуются на дыхание, рост и образование новых клеток. Излишки откладываются про запас, например в виде крахмала.
§22. Образование в листьях органического вещества и его использование в питании растений
