§ 12- Вещества, образуемые растениями 47

Определения и обозначения

Органические вещества — вещества, образуемые растениями из воды и углекислого газа. К ним относятся, например, сахар и крахмал. Они нужны растению для роста, дыхания, построения клеток и служат пищей для животных.

Фотосинтез — процесс образования органических веществ на свету в зелёных частях растения. Во время него растение использует воду и углекислый газ. Благодаря фотосинтезу растение получает пищу и выделяет кислород.

Хлорофилл — зелёное вещество клеток растений, поглощающее энергию света. Он находится главным образом в зелёных частях, особенно в листьях. Без хлорофилла фотосинтез не может идти нормально.

Крахмал — запасное органическое вещество, которое образуется и накапливается в растениях. Он может находиться в семенах, клубнях, корнях и других органах. При необходимости растение расходует этот запас для питания и роста.

Как это устроено

Для образования органических веществ растению нужна вода, потому что она поступает из почвы через корень и входит в состав клеток. Углекислый газ растение получает из воздуха через маленькие отверстия в листьях. Энергия солнечного света запускает превращения этих исходных веществ, поэтому в темноте фотосинтез прекращается.

Хлорофилл находится в зелёных клетках и поглощает энергию света. Поэтому фотосинтез идёт в листьях и других зелёных частях, где есть хлорофилл. Корень, цветок или бесцветный участок растения обычно не образуют органические вещества таким способом, потому что в их клетках нет нужного количества хлорофилла.

Вода и углекислый газ относятся к неорганическим веществам, то есть к веществам неживой природы. В клетках зелёного растения энергия света помогает соединить их части и получить сахар — органическое вещество. Так растение не берёт готовую пищу из почвы, а создаёт её само из простых веществ.

Сахар сначала образуется в зелёных листьях, а затем растворяется в воде и перемещается по проводящим тканям. Он поступает к корням, стеблям, цветкам, плодам и растущим участкам. Часть сахара используется сразу, а его излишек превращается в крахмал и откладывается про запас.

При фотосинтезе образуется не только сахар, но и кислород. Он появляется в результате превращений веществ, происходящих при использовании воды и света, а затем выходит через отверстия листа. Кислород нужен людям, животным и многим другим организмам для дыхания, поэтому растения влияют на состав воздуха.

Вещества, образуемые и используемые растениями

Таблица помогает разделить вещества по их происхождению и роли. Сначала определите, образуется ли вещество в растении или поступает из окружающей среды. Затем посмотрите, где оно находится и зачем нужно растению или другим организмам.

Разбор задач

Задача 1. Распределение веществ

Нужно распределить воду, кислород, углекислый газ, сахар, крахмал и минеральные соли на образуемые растением и поступающие из окружающей среды. Для решения выясним, какие вещества являются исходными для фотосинтеза, а какие появляются после него. При этом сахар и крахмал считаются органическими веществами, созданными самим растением.

1. К поступающим веществам отнесём воду и минеральные соли из почвы, а также углекислый газ из воздуха.
2. К образуемым веществам отнесём сахар и крахмал, которые появляются в растении при фотосинтезе или из его продуктов.
3. Кислород также запишем в образуемые, потому что он выделяется во время фотосинтеза.

Ответ: растение получает воду, минеральные соли и углекислый газ; образует сахар, крахмал и кислород. Такая запись показывает разницу между исходными веществами и продуктами фотосинтеза.

Задача 2. Опыт с йодом

Нужно предложить опыт, доказывающий образование крахмала в освещённом листе. Для этого сравним лист, который получал свет, с листом или частью листа, закрытой от света. Йод нужен как указатель: при наличии крахмала он окрашивает ткань в сине-фиолетовый цвет.

1. Оставим растение на свету, а часть листа заранее закроем непрозрачной бумагой.
2. Снимем бумагу и обработаем лист раствором йода, соблюдая осторожность.
3. Сравним окраску освещённого и закрытого участков.

Ответ: освещённый участок должен окраситься в сине-фиолетовый цвет, потому что в нём накопился крахмал. Этот опыт показывает, что на свету в зелёном листе образуется органическое вещество.

Задача 3. Почему участки листа окрашиваются по-разному

Освещённая часть листа после обработки йодом становится синей или почти чёрной, а закрытая часть не окрашивается так же. Причину нужно искать в условии, которое различалось у этих участков. Остальные условия опыта стараются сохранить одинаковыми.

1. Закрытая бумажная часть не получила солнечного света.
2. Без света хлорофилл не смог использовать энергию для фотосинтеза.
3. Крахмал на этом участке не образовался или его оказалось слишком мало для заметной реакции с йодом.

Ответ: различная окраска доказывает необходимость света для образования крахмала в зелёном листе. Освещённая часть фотосинтезировала, а затем дала положительную реакцию на йод.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что растение получает готовые органические вещества из почвы. Так происходит из-за смешения минерального питания и фотосинтеза. Проверьте себя: вода и соли поступают через корень, а сахар создаётся в зелёных частях.

Ошибка: называть кислород исходным веществом фотосинтеза. Его путают с углекислым газом, который действительно нужен процессу. Проверьте схему: растение поглощает углекислый газ, а кислород выделяет.

Ошибка: утверждать, что фотосинтез идёт во всех частях растения. Для него нужны зелёные клетки с хлорофиллом, поэтому бесцветный корень сам обычно не фотосинтезирует. Спросите себя, есть ли в рассматриваемой части хлорофилл и получает ли она свет.

Ошибка: путать сахар и крахмал. Сахар образуется первым и может перемещаться по растению, а из его избытка создаётся запасной крахмал. Проверьте порядок: сахар — перенос и использование, крахмал — запас.

Связь с другими темами

Для понимания темы пригодятся знания о строении клетки, роли корня и листа, газообмене, а также об органических и неорганических веществах. Фотосинтез связан с питанием растений и круговоротом веществ в природе. В экологии он особенно важен: растения поглощают углекислый газ и обогащают воздух кислородом.

Что запомнить

• Фотосинтез происходит в зелёных частях растения на свету.
• Для фотосинтеза нужны вода и углекислый газ.
• Хлорофилл поглощает энергию солнечного света.
• В результате фотосинтеза образуются органические вещества.
• Крахмал является запасным органическим веществом растения.
• Кислород выделяется в окружающую среду.
• Растения создают органические вещества и поддерживают состав воздуха.