Образование органических веществ в растении

Определения и обозначения

Органические вещества — вещества, которые образуются в растении; к ним относятся сахар и крахмал. Сахар используется клетками, а крахмал может откладываться про запас. Поэтому эти вещества нужны растению для роста, развития и накопления питательных веществ.

Фотосинтез — образование органических веществ из воды и углекислого газа на свету. Процесс идёт главным образом в зелёных листьях. Благодаря фотосинтезу растение получает питательные вещества не из готовой пищи, а создаёт их само.

Хлорофилл — зелёное вещество клеток листа, поглощающее энергию света. Именно поэтому листья большинства растений имеют зелёный цвет. Хлорофилл помогает использовать свет для образования сахара и других органических веществ.

Углекислый газ — газ воздуха, который растение использует для образования органических веществ. Он попадает внутрь листа через маленькие отверстия на его поверхности. Нельзя путать его с кислородом: углекислый газ расходуется, а кислород образуется и выделяется.

Как это устроено

Вода поступает в растение из почвы через корни, потому что корневые клетки соприкасаются с почвенной водой и поглощают её. Затем вода движется по стеблю к листьям. Листья нуждаются в воде как в одном из исходных веществ для фотосинтеза, поэтому без работы корней этот процесс нарушается.

Углекислый газ попадает в листья из воздуха через маленькие отверстия на их поверхности. Эти отверстия обеспечивают газообмен между внутренними клетками листа и окружающей средой. Углекислый газ нужен потому, что его частицы входят в состав образующихся органических веществ.

Хлорофилл поглощает энергию солнечного света, необходимую для образования органических веществ. Свет служит источником энергии, без которой вода и углекислый газ не смогут превратиться в сахар. Поэтому фотосинтез особенно активно идёт в освещённых зелёных частях растения.

Из воды и углекислого газа в зелёных листьях образуются сахар и другие органические вещества. Лист удобен для этого процесса: он получает свет, соприкасается с воздухом и связан со стеблем, по которому поступает вода. Так растение создаёт питательные вещества для собственных клеток.

При фотосинтезе выделяется кислород, потому что в ходе преобразований исходных веществ образуется газ, не используемый растением в этом процессе. Он выходит из листа в окружающий воздух. Образовавшийся сахар может превращаться в крахмал, который запасается в листьях, стеблях, корнях, плодах или семенах.

Условия и результаты образования органических веществ

Таблицу удобно читать по строкам: сначала определить участника или условие, затем выяснить его источник и роль. Для повторения можно закрыть последний столбец и самостоятельно назвать, что делает каждый участник процесса.

Отдельно запомните разницу между исходными веществами и результатами. Вода и углекислый газ используются, а органические вещества и кислород образуются.

Разбор задач

Задача 1. Назвать вещества и условие, необходимые зелёному листу для образования органических веществ.

Нужно перечислить всё, без чего фотосинтез в зелёном листе невозможен. Речь идёт не только о веществах, но и об условии, дающем процессу энергию. Поэтому ответ следует составить по этапам рассуждения.

1. Определяем исходные вещества фотосинтеза: это вода и углекислый газ.
2. Находим условие процесса: необходим свет.
3. Учитываем помощника, который воспринимает энергию света: им является хлорофилл.

Ответ: зелёному листу нужны вода, углекислый газ, свет и хлорофилл. Вода поступает из почвы, углекислый газ — из воздуха, а свет даёт энергию.

Задача 2. Восстановить схему: вода + углекислый газ —(свет, хлорофилл)→ органические вещества + …

В схеме показаны вещества, с которых начинается фотосинтез, и один из его результатов. Нужно вспомнить, какой газ образуется одновременно с органическими веществами. Для этого различим вещества, которые растение использует, и вещество, которое оно выделяет.

1. Вода и углекислый газ стоят слева, значит, они расходуются в процессе.
2. Справа уже указаны органические вещества, образованные в листе.
3. Вторым результатом фотосинтеза является кислород, который выходит в воздух.

Ответ: пропущенное слово — кислород. Полная схема: вода + углекислый газ —(свет, хлорофилл)→ органические вещества + кислород.

Задача 3. Объяснить, почему лист растения, находившийся несколько дней в темноте, не образует крахмал.

Нужно связать отсутствие крахмала с условиями его образования. Крахмал появляется не прямо из почвы, а после образования сахара в процессе фотосинтеза. Следовательно, сначала выясним, мог ли фотосинтез идти в темноте.

1. Для фотосинтеза нужен свет, потому что он даёт энергию процессу.
2. В темноте хлорофилл не получает этой энергии.
3. Без фотосинтеза сахар не образуется, поэтому ему не из чего превращаться в крахмал.

Ответ: лист в темноте не образует крахмал, потому что без света фотосинтез невозможен. Значит, новый сахар не появляется и не превращается в запасной крахмал.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать, что растение получает готовые органические вещества только из почвы. Так думают, потому что корни действительно поглощают воду и минеральные вещества. Проверьте себя: вспомните, что сахар и крахмал образуются в зелёных листьях при фотосинтезе.

Ошибка 2. Путать углекислый газ с кислородом. Ошибка возникает из-за того, что оба газа связаны с процессами в листе. Проверка простая: углекислый газ используется как исходное вещество, а кислород выделяется.

Ошибка 3. Считать, что достаточно только воды и света. В таком ответе забыты углекислый газ и хлорофилл. Проверьте перечень по схеме: нужны вода, углекислый газ, свет и зелёный хлорофилл.

Ошибка 4. Утверждать, что фотосинтез идёт одинаково днём и ночью. Такое мнение появляется, если не учитывать источник энергии процесса. Спросите себя, есть ли свет: в полной темноте фотосинтез не происходит.

Связь с другими темами

Для понимания процесса нужны знания о строении корня, стебля и листа, а также о поступлении воды из почвы. Тема помогает объяснить значение растений в природе и их участие в круговороте кислорода и углекислого газа. Эти знания пригодятся при изучении условий выращивания растений и опытов с листьями, например при проверке образования крахмала на свету.

Что запомнить

• Органические вещества образуются главным образом в зелёных листьях.
• Фотосинтез происходит на свету.
• Для фотосинтеза нужны вода и углекислый газ.
• Хлорофилл поглощает энергию света.
• В результате фотосинтеза образуются органические вещества и выделяется кислород.
• Сахар может превращаться в крахмал и запасаться в растении.