Образование органических веществ в растении

Определения и обозначения

Фотосинтез — образование растением органических веществ из воды и углекислого газа на свету. Он происходит в зелёных частях растения, например в листьях. Благодаря фотосинтезу растение само создаёт вещества, необходимые ему для жизни. Без этого процесса оно не могло бы образовывать собственную пищу из веществ окружающей среды.

Органические вещества — вещества, которые растение образует и использует для питания и роста. Они появляются в зелёных частях в ходе фотосинтеза. Растение расходует их, когда растёт и образует новые части. Поэтому органические вещества нужны не только для питания, но и для построения растения.

Хлорофилл — зелёное вещество в листьях, которое поглощает свет. Он находится также в других зелёных частях растения. Хлорофилл помогает использовать свет для фотосинтеза. Если зелёная часть получает воду и углекислый газ, именно поглощённый свет позволяет образовывать в ней органические вещества.

Углекислый газ — газ из воздуха, который растение использует при образовании органических веществ. Листья получают его из воздуха. Вместе с водой этот газ служит исходным веществом для фотосинтеза. Значит, растение использует не только то, что поступает из почвы, но и то, что получает из воздуха.

Как это устроено

Для фотосинтеза растению требуются вода и углекислый газ. Корни поглощают воду из почвы, потому что почва удерживает влагу вокруг корней. Углекислый газ поступает в листья из воздуха, поэтому растению важно иметь доступ к воздуху. Оба вещества нужны одновременно: если одного из них не хватает, образование органических веществ затрудняется.

Одних воды и углекислого газа недостаточно: фотосинтез связан со светом. Хлорофилл в зелёных частях растения поглощает световую энергию, поэтому там могут образовываться органические вещества. В темноте свет не поступает и хлорофилл не может его поглощать. По этой причине фотосинтез происходит на свету, а не в темноте.

Листья особенно важны для образования органических веществ: они получают углекислый газ из воздуха и содержат хлорофилл. В зелёной части на свету вода и углекислый газ используются для фотосинтеза. В результате появляются органические вещества, которые нужны растению для питания и роста. Поэтому растение не берёт готовую пищу из почвы, а образует её само.

При фотосинтезе растение выделяет кислород в воздух. Это происходит одновременно с образованием органических веществ, а не вместо него. Кислород выходит из растения и пополняет воздух вокруг нас. Значит, фотосинтез важен не только для самого растения, но и для живых организмов, которым нужен кислород.

Одно из органических веществ, которое можно обнаружить в листе, — крахмал. Для проверки на лист наносят раствор йода: если появилась сине-фиолетовая окраска, значит, крахмал есть. Такой результат показывает, что в листе образовалось органическое вещество. Крахмал связан с фотосинтезом, потому что появляется в листе, где на свету образуются органические вещества.

Что нужно растению для образования органических веществ и что получается

Читайте таблицу сверху вниз: первые строки показывают, что поступает в растение и какие условия нужны для фотосинтеза. Затем проследите, что образуется и что выделяется в воздух. Так проще увидеть связь между условиями процесса и его результатами.

Разбор задач

Задача 1. Назови, что поступает в растение из почвы и из воздуха для образования органических веществ. Нужно различить источники двух веществ. Не перепутай воду, которую получает корень, с газом, который поступает в листья.

1. Определяем, что растение поглощает из почвы корнями. Это вода.
2. Вспоминаем, какое вещество листья получают из воздуха. Это углекислый газ.
3. Связываем оба ответа с фотосинтезом: нужны и вода, и углекислый газ. Их растение использует для образования органических веществ.

Ответ: из почвы корни получают воду, а из воздуха в листья поступает углекислый газ.

Задача 2. Объясни, почему зелёное растение на свету образует органические вещества, а в темноте фотосинтез не идёт. Чтобы ответить, нужно связать свет с веществом, которое его поглощает. Также проверь, где именно происходит фотосинтез.

1. Находим нужное условие: фотосинтез происходит на свету. Без света растение не получает необходимой для этого процесса световой энергии.
2. Учитываем роль хлорофилла: он поглощает свет в зелёных частях растения. Поэтому фотосинтез возможен там, где есть хлорофилл.
3. Сравниваем условия: на свету хлорофилл поглощает свет, а в темноте поглощать нечего. Значит, в темноте фотосинтез не идёт и органические вещества этим способом не образуются.

Ответ: на свету хлорофилл поглощает свет, необходимый для фотосинтеза; в темноте этого условия нет.

Задача 3. Лист растения поместили на свет, затем проверили раствором йода. Он окрасился в сине-фиолетовый цвет. Что это показывает и как образовалось обнаруженное вещество? Для решения сначала истолкуй окраску, а затем объясни происхождение вещества.

1. Вспоминаем, что сине-фиолетовый цвет при проверке раствором йода показывает наличие крахмала в листе.
2. Определяем, где крахмал мог образоваться: лист — зелёная часть растения, в которой есть хлорофилл. На свету эта часть может осуществлять фотосинтез.
3. Связываем результат проверки с процессом: в листе на свету из воды и углекислого газа образуются органические вещества, к которым относится крахмал.

Ответ: окраска показывает, что в листе есть крахмал. Он образовался в зелёном листе при фотосинтезе на свету.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что растение получает готовую пищу из почвы. Так можно подумать, потому что растение растёт, будучи укоренённым в земле. Однако из почвы корни поглощают воду и минеральные вещества, а органические вещества растение образует само. Проверь себя: не называй воду готовой пищей и вспомни, что для фотосинтеза также нужен углекислый газ.

Ошибка — думать, что для фотосинтеза достаточно только света. Свет заметен и важен, поэтому легко забыть о других условиях процесса. Но растению нужны также вода, углекислый газ и хлорофилл. Проверь себя, перечислив все четыре условия: вода, углекислый газ, свет и хлорофилл.

Ошибка — путать дыхание растения с фотосинтезом. В обоих случаях речь идёт о процессах, происходящих в растении, и из-за этого их можно смешать. При фотосинтезе на свету образуются органические вещества и выделяется кислород. Чтобы проверить себя, спроси: образуются ли органические вещества? Если да, речь идёт о фотосинтезе.

Ошибка — считать, что фотосинтез идёт в любой части растения. Кажется, что всё растение одинаково участвует в процессе, но хлорофилл есть не во всех его частях. Фотосинтез происходит в зелёных частях, содержащих хлорофилл. Проверь себя: назови зелёную часть и уточни, есть ли в ней хлорофилл.

Связь с другими темами

Чтобы понять эту тему, нужно знать, что корень поглощает воду из почвы, а листья участвуют в газообмене, то есть взаимодействуют с воздухом. Эти знания помогают проследить, откуда растение получает воду и углекислый газ. Фотосинтез связан с питанием и ростом: образованные вещества нужны растению. Он помогает понять значение растений в природе и круговорот веществ, потому что растения образуют органические вещества и выделяют кислород.

Что запомнить

• Растение образует органические вещества самостоятельно.
• Для фотосинтеза нужны вода и углекислый газ.
• Фотосинтез происходит на свету.
• Хлорофилл поглощает свет.
• Органические вещества образуются в зелёных частях растения.
• При фотосинтезе выделяется кислород.