Как углекислый газ проникает в растения

Пользуясь таб­ли­цей «Влияние рас­пы­ле­ния углекислого газа на уро­жай растений» и зна­ни­я­ми курса био­ло­гии ответьте на сле­ду­ю­щие вопросы.

1) Какое из рас­те­ний дало самый боль­шой прирост урожая?

2) Как про­ни­ка­ет углекислый газ в растения?

3) Почему при рас­пы­ле­нии углекислого газа по­вы­ша­ет­ся урожай растений?

1) Самый большой прирост урожая дала герань

2) Углекислый газ проникает в растении через устьица

3) Углекислый газ необходим для фотосинтеза — процесса образовании органических веществ, поэтому распыление углекислого газа повышает урожай

Пользуясь таб­ли­цей «Влияние рас­пы­ле­ния углекислого газа на уро­жай растений» и зна­ни­я­ми курса био­ло­гии ответьте на сле­ду­ю­щие вопросы.

1) Какое из рас­те­ний дало самый боль­шой прирост урожая?

2) Как про­ни­ка­ет углекислый газ в растения?

3) Почему при рас­пы­ле­нии углекислого газа по­вы­ша­ет­ся урожай растений?

1) Самый большой прирост урожая дала герань

2) Углекислый газ проникает в растении через устьица

3) Углекислый газ необходим для фотосинтеза — процесса образовании органических веществ, поэтому распыление углекислого газа повышает урожай

Как углекислый газ проникает в растения

Автор Вячеслав Свалухин задал вопрос в разделе Прочая живность

каким образом углекислый газ попадает в лист? и получил лучший ответ

Ответ от Лариса Иванова[новичек]Основные физиологические процессы, протекающие в зеленой мякоти листа (мезофилле) – это фотосинтез и дыхание. Суть фотосинтеза заключается в том, что происходит усвоение углекислого газа и воды растениями из внешней среды и преобразование их в органические вещества под воздействием фотосинтетического пигмента (хлорофилла) с помощью поглощенной энергии света. Воду для осуществления фотосинтеза растения получают из грунта, а углекислый газ – из воздуха. Углерод углекислого газа – это основа для образования молекул органических веществ. Во время фотосинтеза растения, разлагая воду, выделяют из нее кислород. Таким образом, атмосфера Земли обогащается кислородом, благодаря жизнедеятельности растений. Интенсивность протекания процесса фотосинтеза в листьях растений зависит от температуры окружающей среды, освещенности, концентрации углекислого газа, поступления воды к листьям растения.
Кроме фотосинтеза, в клетках листьев происходит дыхание — процесс, обратный фотосинтезу. При дыхании органические вещества окисляются с освобождением связанной в них энергии, которая необходима растениям для обеспечения их жизнедеятельности. Процесс дыхания обусловлен всасыванием кислорода и выделением в атмосферу углекислого газа. Но интенсивность фотосинтеза в листьях превышает интенсивность дыхания, поэтому значительно большее количестве кислорода выделяется в атмосферу, чем поглощается при дыхании. В процессе дыхания также синтезируются соединения, которые используются для образования углеводов, белков и других веществ, имеющих для растения большое значение. Скорость протекания процессов дыхания зависит от влияния определенных факторов внешней среды, к примеру, температуры, содержания углекислого газа в воздухе. Наиболее активно дыхание происходит в растущих участках растения. Это легко объяснить тем, что молодым клеткам требуется много энергии для роста.
Мезофилл состоит, как правило из двух слоев: верхний — рыхлый, он то и захватывает молекулы газов. Вот так то, Слава!! ! Физкульт — привет!

Интересная исследовательская работа о влиянии углекислого газа на растения

Скачать:

Вложение Размер
Исследовательская работа 1.81 МБ
Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Районный конкурс исследовательских работ и проектов «Этот удивительный мир» ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА Тема: Углекислый газ в жизни растений Выполнил: Любушкина Ольга МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №143 с углубленным изучением отдельных предметов» 3 «А» класс Руководитель проекта: Халиуллина Миляуша Фаритовна 2014 г.

Цель исследования Изучить влияние углекислого газа на растения, узнать, насколько велика роль углекислого газа в их жизни. Задачи исследования Изучить литературу по данному вопросу. Провести эксперимент с целью получения углекислого газа в домашних условиях и определения его влияния на комнатные и аквариумные растения. Выяснить, что углекислый газ не менее важен для жизни растений, чем кислород. Подтвердить гипотезу.

Гипотеза Углекислый газ важнее кислорода для жизни растений.

Актуальность Для исследовательской работы я выбрала тему «Углекислый газ в жизни растений», так как этот материал представляет информационную ценность для учащихся, учителей и других людей, которые интересуются экологическим проблемами. В работе собраны и описаны различные сведения об углекислом газе, которые будут интересны не только школьникам, но и взрослым. В последнее время большое внимание уделяется парниковому эффекту планеты, в создании которого значительную роль играет и углекислый газ, выделяемый в результате промышленной деятельности людей – при переработке заводами и фабриками продуктов добывающей промышленности. Однако для поддержания жизни растений на Земле, увеличения численности и зеленой массы растений необходим углекислый газ, так как именно он участвует в процессах фотосинтеза.

Глава 1 Углекислый газ, его свойства, образование и применение Углекислый газ в атмосфере Земли Углекислый газ ( двуо́кись углеро́да , окси́д углеро́да , диокси́д углеро́да ) — бесцветный газ , без запаха, со слегка кисловатым вкусом . Это один из составных газов атмосферы, который играет не-маловажную роль в процессах жизнедеятельности организмов.

Углекислый газ в составе атмосферы Земли

Парниковый эффект в атмосфере Земли Углекислый газ является одним из парниковых газов , поэтому принимает участие в процессе глобального потепления .

Читайте также:  У щенка шелушится кожа и чешется

Образование углекислого газа Углекислый газ получается в результате сжигания или гниения органических веществ. Он содержится в воздухе и подземных минеральных источниках. Люди и животные выделяют углекислый газ при дыхании. Растения выделяют его без освещения и интенсивно поглощают во время фотосинтеза. Выделение растениями углекислого газа и кислорода

Применение углекислого газа Углекислый газ применяют в огнетушителях как огнетушащее вещество. Его применяют для производства лекарств , перевозки продуктов питания («сухой лёд»), в пищевой промышленности – как консервант Е290 и разрыхлитель, для производства газированной воды и лимонада. Всё большее применение углекислый газ находит в сельском хозяйстве для повыше- ния урожайности в теплицах и предохра -нения от гниения выращенной продук-ции . Нет такой отрасли народного хозяйства, где углекислый газ не находит применения .

Глава 2 Углекислый газ в жизни растений Рост растений основан на процессе фотосинтеза. Листья растений на свету с помощью хлорофилла поглощают углекислый газ из воздуха и вместе с водой перерабатывают ее в органические вещества. Процесс фотосинтеза можно схематически изобразить так: углекислый газ + вода + свет = органическое вещество + кислород + вода. Схема фотосинтеза

Углекислый газ порой называют удобрением для растений. Вот только несколько примеров работы углекислого газа: у цветущих растений наступает более раннее цветение, урожайность плодов увеличивается, у роз реже отмирают бутоны и получаются более крупные цветы.

Для повышения концентрации углекислого газа в теплицах, например, расставляют бочки или ведра с раствором бродящего коровяка или птичьего помёта, а в почву вносят органические удобрения. Доказательством важности углекислого газа в жизни растений является и тот факт, что было подмечено, что в зимнее время года более продуктивно растут растения по краям теплицы, чем в центре. Потому что, как бы не была теплица герметична, воздух все-таки в неё проникает, а с ним и углекислый газ, но до ее центра он не доходит, так как поглощается растениями.

Углекислый газ очень важен для комнатных и аквариумных растений. Следующие эксперименты покажут, как можно добыть углекислый газ в домашних условиях для подкормки вышеуказанных растений.

Эксперимент Домашнее растение имеет признаки увядания. Листья, цветы и бутоны растения отмирают. Установка для подкормки домашних и аквариумных растений состоит из генератора и реактора. В генераторе вырабатывается углекислый газ ( СО2), а реактор предназначен собственно для насыщения им воды. Реактивами для получения углекислого газа служат вода, сахар и пекарские дрожжи.

Спустя 2 недели после применения установки для подкормки растений, мы можем наблюдать, как домашнее растение вновь обрело цветущий и здоровый вид. Данную установку также можно использовать и для насыщения углекислым газом аквариумной воды, что благоприятно влияет на рост аквариумных растений. Поскольку при дефиците углекислого газа в аквариуме, растения сильно замедляют или прекращают свой рост.

Также углекислый газ можно получить в домашних условиях при помощи пищевой соды и уксуса. Для этого нам понадобится: 1) 1 стеклянная или пластиковая бутылка; 2) 2 чайные ложки пищевой соды; 3) 0,25 стакана уксуса; 4) воздушный шарик.

Получение углекислого газа в домашних условиях

Заключение В ходе изучения соответствующей литературы, проведения экспериментов мы выяснили, что: Углекислый газ – основа питания всего живого на Земле; если он исчезнет из воздуха, всё живое погибнет. Углекислый газ не менее важен, чем кислород и имеет первостепенное значение в процессе газообмена между растениями и окружающей средой. Повышение концентрации углекислого газа в парниках, теплицах способствует более быстрому росту растений, что используют в сельском хозяйстве для повышения урожайности. Для поддержания красоты и здоровья, роста комнатных и аквариумных растений также необходим углекислый газ , так как именно он играет решающую роль в процессе фотосинтеза. Углекислый газ примерно в 60-80 раз важнее кислорода для жизни растений. Таким образом, задачи исследовательской работы решены, поставленная цель достигнута, выдвинутая гипотеза подтверждена.

Осуществляется процесс фотосинтеза в листьях растений. Фотосинтез свойствен лишь зеленым растениям. Эту важнейшую сторону деятельности листа полнее всего характеризует К. А. Тимирязев:

Можно сказать, что в жизни листа выражается самая сущность растительной жизни. Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались — в растении ли, в животном или в человеке, — прошли через лист, произошли из веществ, выработанных листом.

Строение листьев растений

Листья растений по анатомическому строению отличаются большим разнообразием, которое зависит и от вида растения, и от условий их роста. Лист сверху и снизу покрыт эпидермисом — покровной тканью с многочисленными отверстиями, называемыми устьицами. Под верхним эпидермисом расположена палисадная, или столбчатая паренхима, называемая ассимиляционной. Под ней находится более рыхлая ткань — губчатая паренхима, за которой идет нижний эпидермис. Весь лист пронизан сетью жилок, состоящих из проводящих пучков, по которым проходят вода, минеральные и органические вещества.

Поперечный разрез листа

В столбчатой и губчатой ткани листа расположены зеленые пластиды — хлоропласты, содержащие пигменты. Наличием хлоропластов и содержащихся в них зеленых пигментов (хлорофиллов) объясняется окраска растений. Огромная листовая поверхность, достигающая 30 000 — 50 000 кв. м на 1 га у разных растений, хорошо приспособлена для успешного поглощения СО2из воздуха в процессе фотосинтеза. Углекислый газ проникает в лист растения через устьица, расположенные в эпидермисе, поступает в межклетники и, проникая через оболочку клеток, попадает в цитоплазму, а затем в хлоропласты, где и осуществляется процесс ассимиляции. Образующийся в этом процессе кислород диффундирует с поверхности хлоропластов в свободном состоянии.

Читайте также:  Что такое сухостойный период у коров

Таким образом, через устьица осуществляется газообмен листьев с внешней средой — поступление углекислого газа и выделение кислорода в процессе фотосинтеза, выделение углекислого газа и поглощение кислорода в процессе дыхания. Кроме того, устьица служат для выделения паров воды. Несмотря на то, что общая площадь устьичных отверстий составляет лишь 1—2% всей листовой поверхности, тем не менее при открытых устьицах углекислый газ проникает в листья со скоростью, превышающей в 50 раз поглощение его щелочью. Количество устьиц очень велико — от нескольких десятков до 1500 на 1 кв. мм.

Хлоропласты

Хлоропласты — зеленые пластиды, в которых происходит процесс фотосинтеза. Они расположены в цитоплазме. У высших растений хлоропласты имеют дискообразную или линзовидную форму, у низших они более разнообразны.

Хлоропласты в клетках зеленых растений

Размер хлоропластов у высших растений довольно постоянен, составляя в среднем 1 —10 мк. Обычно в клетке содержится большое количество хлоропластов, в среднем 20—50, а иногда и больше. Расположены они главным образом в листьях, много их в незрелых плодах. В растении общее количество хлоропластов огромно; во взрослом дереве дуба, например, площадь их равняется 2 га. Хлоропласт имеет мембранную структуру. От цитоплазмы он отделен двухмембранной оболочкой.

В хлоропласте находятся ламеллы, белково-липоидные пластинки, собранные в пучки и называемые гранами. Хлорофилл расположен в ламеллах в виде мономолекулярного слоя. Между ламеллами находится водянистая белковая жидкость — строма; в ней встречаются крахмальные зерна и капли масла.

Строение хлоропласта хорошо приспособлено к фотосинтезу, так как разделение хлорофиллоносного аппарата на мелкие пластинки значительно увеличивает активную поверхность хлоропласта, что облегчает доступ энергии и перенос ее к химическим системам, участвующим в фотосинтезе. Данные А. А. Табенцкого показывают, что хлоропласты все время изменяются в онтогенезе растения. В молодых листьях наблюдается мелкогранулярная структура хлоропластов, в листьях, закончивших рост,— крупногранулярная. В старых листьях уже наблюдается распад хлоропластов. В сухом веществе хлоропластов содержится 20—45% белков, 20—40% липоидов, 10—12% углеводов и других запасных веществ, 10% минеральных элементов, 5—10% зеленых пигментов (хлорофилл а и хлорофилл б), 1—2% каротиноидов, а также небольшое количество РНК и ДНК. Содержание воды достигает 75%. В хлоропластах имеется большой набор гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов.

Исследованиями Н. М. Сисакяна показано, что в хлоропластах происходит и синтез многих ферментов. Благодаря этому они принимают участие во всем сложном комплексе процессов жизнедеятельности растения.

Пигменты, их свойства и условия образования

Пигменты можно извлечь из листьев растений спиртом или ацетоном. В вытяжке находятся следующие пигменты: зеленые — хлорофилл а и хлорофилл б; желтые — каротин и ксантофилл (каротиноиды).

Хлорофилл

Хлорофилл представляет собой

одно из интереснейших веществ на земной поверхности

так как благодаря ему возможен синтез органических веществ из неорганических СО2 и Н2О. Хлорофилл не растворяется в воде, под влиянием солей, кислот и щелочей легко изменяется, поэтому было очень трудно установить его химический состав. Для извлечения хлорофилла обычно применяют этиловый спирт или ацетон. Хлорофилл имеет следующие суммарные формулы: хлорофилл а — С55Н72О5N4Mg, хлорофилл б — С55Н70О6N4Mg. У хлорофилла а больше на 2 атома водорода и меньше на 1 атом кислорода, чем у хлорофилла б. Формулы хлорофилла можно представить и так:

Формулы хлорофилла а и б.

Центральное место в молекуле хлорофилла занимает Мg; его можно вытеснить, подействовав на спиртовую вытяжку хлорофилла соляной кислотой. Зеленый пигмент превращается в бурый, называемый феофитином, в котором Мg замещается двумя атомами Н из соляной кислоты. Восстановить зеленый цвет вытяжки очень легко внесением в молекулу феофитина магния или другого металла. Следовательно, зеленый цвет хлорофилла связан с наличием в его составе металла. При воздействии на спиртовую вытяжку хлорофилла щелочью происходит отщепление спиртовых групп (фитола и метилового спирта); в этом случае зеленая окраска хлорофилла сохраняется, что указывает на сохранение ядра молекулы хлорофилла при этой реакции. Химический состав хлорофилла у всех растений одинаков.

Содержание хлорофилла а всегда больше (примерно в 3 раза), чем хлорофилла б. Общее количество хлорофилла невелико и составляет около 1 % от сухого вещества листа. По своей химической природе хлорофилл близок к красящему веществу крови — гемоглобину, центральное место в молекуле которого занимает не магний, а железо. В соответствии с этим различаются и их физиологические функции: хлорофилл принимает участие в важнейшем восстановительном процессе в растении — фотосинтезе, а гемоглобин — в процессе дыхания животных организмов, перенося кислород.

Оптические свойства пигментов

Хлорофилл поглощает солнечную энергию и направляет ее на химические реакции, которые не могут протекать без энергии, получаемой извне. Раствор хлорофилла в проходящем свете имеет зеленый цвет, но при увеличении толщины слоя или концентрации хлорофилла он приобретает красный цвет. Хлорофилл поглощает свет не сплошь, а избирательно. При пропускании белого света через призму получается спектр, состоящий из семи видимых цветов, которые постепенно переходят друг в друга. При пропускании белого света через призму и раствор хлорофилла на полученном спектре наиболее интенсивное поглощение будет в красных и сине-фиолетовых лучах.

Читайте также:  Разведение анциструсов в домашних условиях

Зеленые лучи поглощаются мало, поэтому в тонком слое хлорофилл имеет в проходящем свете зеленый цвет. Однако с увеличением концентрации хлорофилла полосы поглощения расширяются (значительная часть зеленых лучей также поглощается) и без поглощения проходит только часть крайних красных. Спектры поглощения хлорофилла а и бочень близки. В отраженном свете хлорофилл кажется вишнево-красным, так как он излучает поглощенный свет с изменением длины его волны. Это свойство хлорофилла называется флюоресценцией.

Каротин и ксантофилл

Каротин и ксантофилл имеют полосы поглощения только в синих и фиолетовых лучах. Их спектры близки друг другу. Спектры поглощения хлорофиллом а и б. Поглощенная этими пигментами энергия передается хлорофиллу а, который является непосредственным участником фотосинтеза. Каротин считают провитамином А, так как при его расщеплении образуются 2 молекулы витамина А. Формула каротина — С40Н56, ксантофилла — С40Н54(ОН)2.

Условия образования хлорофилла

Образование хлорофиллаосуществляется в 2 фазы: первая фаза — темновая, во время которой образуется предшественник хлорофилла — протохлорофилл, а вторая — световая, при которой из протохлорофилла на свету образуется хлорофилл.

Образование хлорофилла зависит как от вида растения, так и от ряда внешних условий. Некоторые растения, например проростки хвойных, могут позеленеть и без участия света, в темноте, но у большинства растений хлорофилл образуется из протохлорофилла только на свету.

В отсутствие света получаются этиолированные растения, имеющие тонкий, слабый, сильно вытянутый стебель и очень мелкие бледно-желтые листья. Если выставить этиолированные растения на свет, то листья быстро позеленеют. Это объясняется тем, что в листьях уже имеется протохлорофилл, который под воздействием света легко превращается в хлорофилл.

Большое влияние на образование хлорофилла оказывает температура; при холодной весне у некоторых кустарников листья не зеленеют до установления теплой погоды: при понижении температуры подавляется образование протохлорофилла. Минимальной температурой, при которой начинается образование хлорофилла, является 2°, максимальной, при которой образование хлорофилла не происходит, 40°.

Кроме определенной температуры, для образования хлорофилла необходимы элементы минерального питания, особенно железо. При его отсутствии у растений наблюдается заболевание, называемое хлорозом. По-видимому, железо является катализатором при синтезе протохлорофилла, так как в состав молекулы хлорофилла оно не входит. Для образования хлорофилла также необходимы азот и магний, входящие в состав его молекулы. Важным условием является и наличие в клетках листа пластид, способных к позеленению. При их отсутствии листья растений остаются белыми, растение не способно к фотосинтезу и может жить только до тех пор, пока не израсходует запасы семени. Это явление называется . Оно связано с изменением наследственной природы данного растения.

Количественные отношения между хлорофиллом и усваиваемой углекислотой

При большем содержании хлорофилла в растении процесс фотосинтеза начинается при меньшей интенсивности света и даже при более низкой температуре. С увеличением содержания хлорофилла в листьях фотосинтез возрастает, но до известного предела. Следовательно, нет прямой зависимости между содержанием хлорофилла и интенсивностью поглощения СО2. Количество ассимилированного листом СО2 в час в пересчете на единицу содержащегося в листе хлорофилла тем выше, чем меньше хлорофилла.

Р. Вильштеттером и А. Штолем была предложена единица, характеризующая соотношение между количеством хлорофилла и поглощенным углекислым газом. Количество разложенной в единицу времени углекислоты, приходящееся на единицу веса хлорофилла, они назвали ассимиляционным числом. Ассимиляционное число непостоянно: оно больше при малом содержании хлорофилла и меньше при высоком содержании его в листьях. Следовательно, молекула хлорофилла используется более продуктивно при низком его содержании в листе и продуктивность хлорофилла уменьшается с увеличением его количества. Данные введены в таблицу.

Таблица "Ассимиляционное число в зависимости от содержания хлорофилла (по Р. Вильштеттеру и А. Штолю)"

Растения

в 10г. листьев (мг)

Ассимиляционное число 6,9 82,0 Сирень 16,2 5,8 Этиолированные проростки фасоли после освещения в течение: 6 часов 4 дней

Из данных таблицы видно, что нет прямой зависимости между содержанием хлорофилла и количеством поглощенной СО2. Хлорофилл в растениях всегда содержится в избытке и, очевидно, не весь участвует в фотосинтезе. Это объясняется тем, что при фотосинтезе наряду с процессами фотохимическими, которые осуществляются при участии хлорофилла, есть процессы чисто химические, которым свет не нужен. Темновые реакции в растениях протекают значительно медленнее, чем световые. Скорость световой реакции равна 0,00001 секунды, темновой — 0,04 секунды.

Впервые темновые реакции в процессе фотосинтеза обнаружены Ф. Блэкманом. Он установил, что темновая реакция зависит от температуры, и с повышением ее скорость темновых процессов увеличивается. Длительность световых реакций ничтожна, поэтому скорость процесса фотосинтеза определяется главным образом продолжительностью темновых процессов. Иногда при благоприятных для фотосинтеза условиях (достаточное количество хлорофилла и света) он протекает медленно. Это объясняется тем, что продукты, образующиеся при фотохимических реакциях, не успевают перерабатываться при темновых. Малое количество хлорофилла позволяет всем образующимся продуктам в фотохимической реакции быстро и полностью перерабатываться при темновой реакции.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *