Дыхание растений

Определения и обозначения

Дыхание растений — процесс поглощения растением кислорода и выделения углекислого газа, при котором органические вещества распадаются и освобождается энергия. Проще говоря, клетка использует запасённые вещества как источник энергии. Благодаря этому растение может жить, расти и развиваться.

Газообмен — поступление кислорода в растение и удаление из него углекислого газа. Такой обмен связывает внутренние клетки растения с окружающим воздухом. По газообмену можно понять, какие газы нужны при дыхании и какие образуются.

Кислород — газ, необходимый клеткам растения для дыхания. Он помогает расщеплять органические вещества с освобождением энергии. Без кислорода нормальная работа живых клеток нарушается.

Углекислый газ — газ, который образуется при дыхании растений и выделяется во внешнюю среду. Он является одним из продуктов распада органических веществ. Поэтому при дыхании растение не поглощает углекислый газ, а удаляет его.

Как это устроено

Дыхание происходит во всех живых клетках растения, потому что каждой такой клетке нужна энергия. Она требуется не только листьям, но и корням, стеблям, цветкам, плодам и семенам. Мёртвые части растения не дышат, так как в них уже нет живых клеток.

Дыхание не прекращается ни днём, ни ночью, поскольку клеткам энергия нужна постоянно. Свет для дыхания не является условием. Даже когда темно, клетки продолжают выполнять жизненные процессы и используют кислород.

Кислород поступает в растение через небольшие отверстия листьев — устьица, через чечевички на стеблях и через корни из почвенного воздуха. Он проходит к живым клеткам по межклеточным пространствам. Углекислый газ, образовавшийся внутри, движется в обратном направлении и выходит наружу.

При дыхании органические вещества соединяются с кислородом и распадаются на более простые вещества. В результате образуются углекислый газ и вода, а энергия освобождается. Эту энергию клетка сразу использует для своей работы, поэтому дыхание необходимо для жизни растения.

Энергия дыхания нужна для роста и развития, потому что построение новых клеток требует затрат. Она помогает перемещать воду и растворённые вещества по растению, а также образовывать новые органы. Фотосинтез отличается от дыхания: дыхание идёт постоянно и поглощает кислород, а фотосинтез происходит на свету и выделяет кислород.

Сравнение дыхания и фотосинтеза растений

Сначала найдите в таблице нужный признак, например время процесса или направление газообмена. Затем сравните клетки в одной строке, не смешивая дыхание с фотосинтезом. Особенно полезно помнить, что оба процесса могут идти в листе днём, но фотосинтез зависит от света, а дыхание — нет.

Разбор задач

Задача 1. Газообмен при дыхании

Нужно назвать газ, который растение поглощает при дыхании, и газ, который выделяет. Сначала определим, для какого процесса требуется газ. Затем вспомним, какой продукт образуется при распаде органических веществ.

1. Клеткам для дыхания нужен кислород, поэтому растение поглощает именно его.
2. При распаде органических веществ образуется углекислый газ.
3. Углекислый газ удаляется из клеток и выходит во внешнюю среду.

Ответ: при дыхании растение поглощает кислород, а выделяет углекислый газ. Это направление газообмена не зависит от времени суток. Не следует заменять кислород углекислым газом: углекислый газ является продуктом дыхания.

Задача 2. Залитая водой почва

Нужно объяснить, почему корни могут погибнуть, если почва долго покрыта водой. Для решения свяжем состояние почвы с поступлением кислорода. Затем определим, что произойдёт с дыханием клеток корня.

1. В обычной почве между частицами находится воздух, из которого корни получают кислород.
2. Вода заполняет промежутки и вытесняет из них воздух.
3. Клеткам корня начинает не хватать кислорода, поэтому их дыхание и получение энергии нарушаются.

Ответ: длительное затопление лишает корни доступа к кислороду. Без нормального дыхания клетки не получают достаточно энергии и могут погибнуть. Поэтому растениям вредна не только сухость, но и слишком долгое переувлажнение почвы.

Задача 3. Дыхание и фотосинтез в листе

Нужно сравнить процессы в листе днём на свету и ночью. Вначале отдельно определим условия дыхания и фотосинтеза. Затем сравним, какие газы поглощаются и выделяются в разное время.

1. Днём на свету в живых клетках листа идёт дыхание, а в клетках с хлорофиллом одновременно возможен фотосинтез.
2. При дыхании поглощается кислород и выделяется углекислый газ.
3. При фотосинтезе поглощается углекислый газ и выделяется кислород; ночью фотосинтез прекращается, а дыхание продолжается.

Ответ: днём в листе могут одновременно идти дыхание и фотосинтез, а ночью остаётся только дыхание. Поэтому общий газообмен листа днём зависит от того, какой процесс выражен сильнее. Ночью лист поглощает кислород и выделяет углекислый газ.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что растения дышат только ночью. Так думают, потому что днём вспоминают прежде всего фотосинтез. Проверка простая: спросите себя, нужен ли клеткам свет для получения энергии при дыхании; нет, поэтому дыхание идёт постоянно.

Ошибка: путать дыхание с фотосинтезом. Процессы связаны с газами, но имеют противоположные направления и разные условия. Проверьте себя по правилу: дыхание поглощает кислород, а фотосинтез на свету выделяет его.

Ошибка: думать, что дышат только листья. Лист хорошо заметен, потому что в нём много устьиц, но дыхание происходит во всех живых клетках. Чтобы проверить ответ, перечислите корень, стебель, цветок, плод и семя: их живые клетки тоже нуждаются в энергии.

Ошибка: считать, что для дыхания нужен углекислый газ. Углекислый газ образуется при дыхании и выходит из растения, а необходимым газом является кислород. Проверить себя можно по вопросу «что поглощается?»: правильный ответ — кислород.

Связь с другими темами

До изучения дыхания нужно знать строение клетки и понимать, что такое органические вещества. Также пригодятся сведения о кислороде, углекислом газе, устьицах и корне, через которые происходит газообмен. Эти знания помогают объяснить, откуда берутся газы и как они движутся.

Дальше тема связана с фотосинтезом и условиями роста растений. Знание дыхания объясняет правила хранения семян и ухода за комнатными растениями: им нужны подходящий доступ воздуха, вода и условия для работы живых клеток.

Что запомнить

• Растения дышат постоянно — днём и ночью.
• Дыхание происходит во всех живых клетках растения.
• Для дыхания растению нужен кислород.
• При дыхании образуются углекислый газ и вода.
• При дыхании освобождается энергия.
• Кислород поступает через устьица, чечевички и корни.
• Дыхание не прекращается в темноте, потому что оно не зависит от света.