Фотосинтез

Изучая химический состав растений, ученые выяснили, что в них составе содержится много органических веществ. С помощью корней растения получают воду и минеральные соли. Однако Вы знаете, что органические вещества получили свое название потому, что они создаются в живом организме. Каким же образом в растениях создаются органические вещества? Ученые разобрались в этом вопросе проблеме и выяснили великую роль зеленых листьев, а также ответили еще на один вопрос: почему листья зеленые?

Листья и хлоропласты

Листья — это надземные органы растений, отвечающие за газообмен, движение воды и ее выведение. Они накапливают влагу и питательные вещества, необходимые для нормального развития растения. Так почему листья зеленого цвета? Главной причиной этому является хлорофилл. Это пигмент, который используется растениями для фотосинтеза. Он содержится в специальных пластидах — хлоропластах, расположенных в клетках основной ткани растения.

Зеленые листья — специализированные органы воздушного питания растений

Зеленые листья — специализированные органы воздушного питания растений. Они являются мощной фабрикой образования органического вещества благодаря большой поверхности соприкосновения с воздухом и потоками солнечной энергии.
Через мельчайшие отверстия, — устьица, в листья поступает из окружающей среды углекислый газ. По сосудам из корневой системы к листьям притекает раствор минеральных веществ. Из углекислого газа и воды в зеленых листьях на свету создаются органические вещества. Этот сложный процесс происходит в клетках мякоти листа, в хлоропластах. Ученые назвали его фотосинтезом.

Фотосинтез и Тимирязев

Большой вклад в изучение этого процесса внес великий русский ученый Климент Аркадьевич Тимирязев. Он первым установил, что в процессе фотосинтеза активное участие принимает хлорофилл — зеленое вещество, находящееся в хлоропластах.

Определение крахмала

С помощью простых опытов мы можем проверить условия фотосинтеза.
Комнатное растение, желательно пеларгонию или примулу, хорошо поливают и ставят в темное место на 2–3 дня. За это время растением расходуется ранее образованный в листьях крахмал. Через 2–3 дня несколько листьев на растении закрывают с двух сторон черной бумагой так, чтобы часть поверхности листа оставалась открытой. Растение выставляют на свет. Через сутки бумагу убирают, лист срывают, опускают его на одну минуту в кипяток, затем переносят в посуду с горячим спиртом, который в целях предосторожности подогревается на водяной бане. Обесцвеченный лист ополаскивают холодной водой и помещают в плоский сосуд. Расправленный лист заливают слабым раствором йода. Через 2–3 мин можно увидеть, что закрытая часть листа не изменила своего цвета, а та часть листа, на которую попадал свет, окрасилась в синий цвет. Обработка йодом помогает обнаружить в клетках крахмал. Следовательно, крахмал образуется в листьях только на свету.

Влияние углекислого газа

Для того чтобы убедиться в том, что для фотосинтеза необходим углекис¬лый газ, проведем еще один опыт. Два примерно одинаковых комнатных растения поместим в темное место на 2–3 дня. Потом выставим эти расте¬ния на свет, поместив их под стеклянные колпаки. Рядом с одним растением поставим баночку с раствором соды для создания в пространстве под колпа¬ком избытка углекислого газа. Около второго растения разместим баночку со щелочью. Это вещество поглощает из воздуха углекислый газ. Через не¬которое время срежем с каждого растения по одному листку, прокипятим, затем зальем раствором йода. Синюю окраску приобретет лист растения, ря¬дом с которым была сода.

Выделение кислорода

В процессе фотосинтеза образуются не только органические вещества, но и свободный кислород. Выделение его в окружающую среду можно видеть с помощью опыта.
Возьмем два стакана с водой. В воду опустим побеги растения элодеи срезами кверху. Поместим над растениями воронки с пробирками.
Теперь первый стакан поставим в темный шкаф, а второй — на яркий свет. На свету, во втором стакане, элодея выделяет пузырьки газа.
Снимем аккуратно вторую пробирку, наполненную газом, закрыв ее отверстие пальцем. Внесем в пробирки тлеющую лучину. Она загорается ярким пламенем. Значит, в этой пробирке появился кислород, который поддерживает горение. Такой же опыт, проведенный с пробиркой из темного шкафа, показывает, что лучина затухает (т. е. кислорода в пробирке нет).
Вывод:
кислород образуется в зеленых растениях только на свету.

Фотосинтез: космическая роль растений

Растения осуществляют удивительный круговорот. Они выделяют кислород, а все живые организмы используют это вещество для окисления органических веществ. По типу питания растения являются автотрофами, способными самостоятельно производить органические вещества. А космическая роль зеленых растений заключается в обеспечении необходимых условий для жизни живых организмов. Причем традиционно считается, что именно леса являются «легкими планеты», но на самом деле огромная часть производимого на планете кислорода приходится на долю водных растений.

Космическая роль растений

Итак, космическая роль растений заключается в осуществлении процесса фотосинтеза. В его ходе в пластидах хлоропластах при наличии воды и углекислого газа происходит волшебное появление глюкозы и кислорода, необходимого для дыхания всех живых организмов, обитающих в биосфере.