Все живые клетки яблони активно поглощают кислород для окисления органических веществ и получения
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 19.09.2024
Биологическое окисление и горение. Живые организмы, неспособные использовать световую энергию, должны получать ее за счет окисления органических соединений, поступающих извне с пищей.
Почему при окислении органических веществ высвобождается энергия? Часть электронов в составе молекул органических соединений находится на высоких энергетических уровнях. Энергия высвобождается при перемещении электронов с орбит высокой энергии на низкие энергетические уровни атомов или молекул.
Органические соединения, которые окисляются в клетке и служат исходными источниками энергии, — это главным образом жиры и углеводы, поступающие с пищей или запасаемые в клетке впрок.
Биологическое окисление органических веществ похоже во многом на сжигание топлива в костре или топке. При сжигании дров молекулы целлюлозы в составе древесины окисляются, отдают свои высокоэнергетические электроны кислороду, и энергия бурно выделяется в виде тепла и вспышек света. Конечные продукты сгорания топлива — пары воды и углекислый газ (С02).
При биологическом окислении органические соединения сгорают, и конечными продуктами являются также вода и углекислый газ, но горение это происходит медленно, обжигающего тепла нет, и вспышек света мы при этом не наблюдаем.
На первом этапе гликолиза шестиуглеродная молекула глюкозы — СбН1206 расщепляется на две трехуглеродные молекулы пировино-градной кислоты (ПВК) — С3Н403. При этом происходит лишь частичное окисление глюкозы с потерей четырех атомов водорода (сравните: две молекулы ПВК С3Н403 х 2 = С6Н806 и глюкозу — С6Н1206). За счет электронов и протонов водорода восстанавливаются две молекулы НАД + , превращаясь в два НАД-Н, а за счет энергии электронов, перенесенных с высоких энергетических уровней глюкозы на более низкий уровень молекул НАД + , происходит образование двух молекул АТФ из АДФ и фосфорной кислоты.
Если кислород в клетке отсутствует или его недостаточно, то две молекулы ПВК, образовавшиеся из глюкозы, восстанавливаются за счет двух НАД-Н до молочной кислоты:
Этим завершается гликолиз. В результате бескислородного неполного окисления глюкозы образуются всего только две молекулы АТФ.
Если в клетке уже имеется или же в нее начинает поступать кислород, то ПВК не восстанавливается до молочной кислоты, а переносится в митохондрии, где подвергается при участии кислорода полному окислению до С02 и Н20 (как при горении). Энергетический выигрыш аэробного процесса, выраженный в молекулах АТФ, значительно выше, чем при гликолизе.
Из урока вы узнаете о дыхании растений. О том, что при дыхании растения поглощают кислород и расходуют органические вещества, в результате чего освобождается энергия. В данном уроке приводится понятие о дыхании.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Дыхание растений"
Дыхание — один из важнейших процессов обмена веществ у растений, в результате которого происходит поглощение кислорода и окисление органического вещества с выделением углекислого газа и энергии.
От части процесс дыхания противоположен фотосинтезу.
Вспомним, что при фотосинтезе растениями потребляется углекислый газ и выделяется кислород.
В этом можно убедиться благодаря опыту.
Посмотрите: освещённое растение — элодея — выделяет пузырьки — это кислород. Поместим на стакан с водой лабораторную воронку.
А сверху её стебля — пробирку. Проверим наличие газа тлеющей лучинкой. Лучинка вспыхнула, значит, растение выделяет кислород. Важно заметить, что выделение кислорода всегда наблюдается при образовании органических веществ в листьях.
А теперь проверим, действительно ли при фотосинтезе растения поглощают углекислый газ.
Удалим из воды воздух. Для этого прокипятим её и остудим. Будет ли растение в такой воде выделять кислород? Нет, пузырьков не видно, кислород не выделяется.
Но стоит насытить воду углекислым газом, как растение начинает выделять кислород.
Сделаем вывод: зелёные растения поглощают углекислый газ и воду, создают органические вещества, при этом выделяется кислород.
При дыхании все происходит наоборот поглощается кислород и выделяется углекислый газ.
Фотосинтез и дыхание это два процесса, которые идут параллельно в клетках растений зелёного листа. Как и всем другим организмам, растениям для жизнедеятельности необходима энергия. Они получают её в процессе дыхания.
Если у животных есть специальные органы для дыхания, то у растений таких специальных органов нет. Так как же тогда растения дышат?
Жизненные процессы протекают во всех живых клетках. Следовательно, все части растения, состоящие из живых клеток, дышат.
Убедиться, что все органы растения дышат, можно, поставив опыт.
Возьмём три ёмкости из бесцветного прозрачного стекла — стаканы. В один из них поместим 30 набухших, прорастающих семян гороха, фасоли или других растений. Сухие семена брать не следует. Они находятся в состоянии покоя, и поэтому все процессы жизнедеятельности, в том числе и дыхания, у них протекают очень слабо.
Во второй стакан положим корнеплоды моркови. Чтобы активизировать их клетки, перед опытом корнеплоды следует 2-3 дня подержать в воде. В третий стакан поместим свежесрезанные веточки липы с листьями. Края стаканов смажем вазелином. Плотно закроем стаканы стеклом и поставим в тёмное тёплое место.
На следующий день проверим, изменился ли состав воздуха в стаканах. Опустим в каждый из них зажжённую свечу, прикреплённую к проволоке.
Свечи гаснут, потому что в процессе дыхания органы растения поглотили кислород из воздуха, находящегося в стаканах, и выделили большое количество углекислого газа.
В этом же помогает убедиться и известковая вода. Если поместить небольшие сосуды с известковой водой внутрь стаканов она помутнеет, взаимодействуя с углекислым газом. Этот опыт показывает, что все органы растения дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
Если вместо стаканов взять термос, хорошо сохраняющий тепло, то, опустив в него термометр, легко заметить повышение температуры. Это часть энергии при дыхании выделилась в виде тепла.
Если наземные растения поглощают кислород из окружающего воздуха атмосферы, то водные растения потребляют кислород, растворенный в среде их обитания.
Дышат растения и днём, и ночью. Днём большая часть атмосферного кислорода поступает в растение через устьица листьев и молодых побегов, кожицу молодых корней, а также через чечевички стеблей, которые расположены на поверхности коры многолетних растений.
Ночью почти у всех растений устьица закрыты. В это время для дыхания растения используют, в основном кислород, образовавшейся при фотосинтезе и накопленный в межклетниках. По межклетникам кислород проникает во все живые клетки растений.
Как протекает процесс дыхания?
Вы все видели, как горят дрова в костре. При горении выделяется большое количество энергии в виде тепла и света. Откуда она берётся? При горении органические вещества взаимодействуют с кислородом (вы уже знаете, что кислород поддерживает горение).
Сложные органические вещества распадаются на более простые, из которых они образовались, — воду и углекислый газ. А световая энергия, которая была использована растениями в процессе фотосинтеза для образования органических веществ, освобождается в виде тепла и света.
Горение сходно с дыханием.
Во всех клетках растения содержится некоторая часть глюкозы, которая была получена при фотосинтезе. При дыхании глюкоза взаимодействует с кислородом поступившим в клетки, и окисляются. В результате такого процесса образуются углекислый газ и вода. А также высвобождается много энергии.
Итак, в процессе дыхания происходит расщепление сложных органических веществ на простые, например крахмала на глюкозу. И в конечном итоге на углекислый газ и воду.
При дыхании растение обеспечивается энергией. Поэтому дыхание — это жизненно важный процесс. Основная часть этой энергии запускает превращение одних соединений в другие. Также образовавшаяся энергия в процессе дыхания используется на рост, размножение и другие процессы жизнедеятельности.
Часть освобождаемой энергии превращается в тепловую. Например, около крупных цветков лотоса температура воздуха может повышаться на 12 °С.
Наиболее интенсивно дыхание растений происходит в тёплую погоду.
При выращивании культурных растений почва уплотняется и содержит мало воздуха. Поэтому для улучшения дыхания корней её рыхлят специальными культиваторами.
Особенно от недостатка кислорода страдают растения, выращиваемые на сильно увлажнённых (заболоченных) почвах. Для улучшения снабжения воздухом корней растений такие почвы обычно осушают.
При хранении семян в зернохранилищах следят за влажностью семян. Сырые семена дышат интенсивнее и сильно разогреваются выделяющимся теплом — тогда зародыши в них погибают. Чтобы этого не происходило, закладываемые на хранение семена должны быть сухими, а зернохранилище — хорошо проветриваемым.
Дыханию растений препятствует пыль, оседающая на листьях. Её твёрдые мельчайшие частицы закрывают устьица, и поступление воздуха в листья затрудняется.
Вредно действуют на дыхание растений и примеси, появляющиеся в воздухе при сжигании различных видов топлива на промышленных предприятиях. Поэтому при озеленении городов обычно высаживают деревья, устойчивые к запылённому воздуху и загрязнению.
Давайте вспомним, знания полученные на прошлом уроке, выполним следующий тест.
1. Фотосинтез происходит …
А) в устьицах Б) в межклетниках; В) в хлоропластах,
2. В процессе фотосинтеза происходит …
А) поглощение кислорода и выделение углекислого газа
Б) поглощение углекислого газа и образование кислорода.
3. Крахмал, образующийся в листьях в процессе фотосинтеза, нужен растению для …
А) выделения его во внешнюю среду;
Б) снабжения им всех частей растения.
4. Хлорофилл в клетке находится …
А) в ядре; Б) в пластидах; В) в цитоплазме.
5. Крахмал, образующийся в листьях в процессе фотосинтеза, является …
А) запасным питательным веществом;
Б) побочным продуктом обмена.
6. Какой ученый первым обнаружил способность растений выделять на свету кислород?
а) Джозеф Пристли б) К. А. Тимирязев в) ван Гельмонт
3. Изучение нового материала
Вернёмся к опыту английского химика Джозефа Пристли, который в 1771 году провел следующий опыт: взял два стеклянных колпака, под каждым из них поместил мышь. Но под одним колпаком он поместил стаканчик с веткой растения ( там мышь осталась жива). Под другим колпаком растения не было, там мышь погибла.
- Как вы думаете, почему погибла мышь?
- О каком свойстве живого мы будем сегодня на уроке говорить?
- Почему мышь не погибла там, где было растение?
Предположительные ответы учащихся
Я Вам расскажу продолжение истории опыта Джозефа Пристли. "Я взял, - писал он, - некоторое количество воздуха, совершенно испорченного дыханием мыши, которая в нем погибла; разделил его на две части: одну часть воздуха перевел в сосуд, погруженный в воду, а в другую часть, также заключенную в сосуд с водою, посадил ветку мяты. Через восемь-девять дней я нашел, что мышь прекрасно могла жить в той части воздуха, в которой росла ветка мяты, но мышь моментально погибла в другой части его. В течение семи дней пребывания в сосуде с испорченным воздухом побег мяты вырос почти на 3 дюйма и, кроме того, образовал несколько новых".
Таким образом, растение как бы питалось испорченным воздухом, то есть углекислым газом. Оно росло, очищало воздух, поглощая углекислый газ и выделяя кислород.
Открытие Пристли произвело большое впечатление в учёном мире. Лондонское королевское общество ученых присудило Пристли большую золотую медаль и чествовало на торжественном собрании.
Одна очень богатая дама решила проверить это научное наблюдение на себе. Она велела дворецкому поставить в комнату на ночь побольше растений. Наутро дама проснулась с сильной головной болью и в тот же вечер на приёме рассказала всем, что Пристли плут и обманщик.
Учёные взволновались, и Королевское общество попросило Пристли повторить опыт.
Был вечер. В большом зале сидели ученые в мантиях и белых париках. Горели свечи. Все в тишине сосредоточенно наблюдали за тем, что делал Пристли.
– Вот видите мышонок в сосуде с веткой мяты жив….
– Нет, он задыхается…. и умирает, - раздались голоса.
В конце урока вы попробуете дать ответы на вопросы:
1. Почему мышонок при повторном эксперименте в Королевском обществе погиб?
2. Почему у богатой дамы разболелась голова?
Чтобы ответить на вопросы нам предстоит изучить процесс дыхания у растений.
- Давайте вспомним, какие газы входят в состав воздуха?
Углекислый газ – 0,03%.
Кислород и углекислый газ обладают разными свойствами.
У животных и у человека во время пищеварения сложные органические вещества распадаются на более простые, из которых они образовались, - Н2О и СО2! при этом выделяется энергия. Окисление сложных веществ, происходит с участием кислорода. Правильно, при горении органические вещества взаимодействуют с кислородом, происходит окисление органических веществ и выделяется энергия. Процесс окисления может происходить не только в пробирке, но и в живых организмах.
Дыхание – это процесс окисления сложных веществ с участием кислорода.
Дыхание – это процессов поступления в организм кислорода, который участвует в реакциях окисления (разложения) сложных органических веществ на простые с освобождением энергии.
Сложные органические вещества + кислород = углекислый газ + вода +Е (энергия)
По такой же схеме происходит процесс дыхания и у растений.
Каково значение кислорода ?
Как используют энергию растения, выделившеюся при окислении органических веществ?
Горение сходно с дыханием. Но горение протекает очень бурно и быстро, с выделением большого количества энергии. А при дыхании разложение органических веществ, происходит медленно, постепенно в несколько этапов, на каждом из этапов выделяется не большое количество энергии, которую растения используют на рост, размножение и другие процессы жизнедеятельности.
Какой газ образуются в результате дыхания?
В результате дыхания образуются СО2.
Какими свойствами обладает углекислый газ?
Углекислый газ не поддерживает дыхания и горения.
Углекислый газ можно обнаружить с помощью известковой воды. В присутствии углекислого газа известковая вода мутнеет. Углекислый газ можно обнаружить с помощью зажженной лучины, которая гаснет в присутствии данного газа.
Проблемный вопрос: А все ли органы растения дышат?
Опыт: Взяли три прозрачных банки, в первую поместили 30-40 набухших прорастающих семян фасоли, во вторую - корнеплоды моркови, перед опытом поместили в воду на три дня, в третью – свежесрезанные стебли растения с листьями. Банки закрыли пробками и поставили в темное теплое место. На следующий день опустили в каждую банку зажженную свечу.
Каким образом можно объяснить тот факт, что свечи гаснут?
Все органы растений о том дышат. Поскольку при протекании процесса дыхания поглощается кислород и выделяется углекислый газ, который не поддерживает горения, а во всех банках свечи потухли, следовательно, все органы растения дышат.
Получается, что растения дышат только в темноте?
Растения – живые организмы и они, как и мы с вами дышат круглосуточно, при любых условиях. При фотосинтезе выделяется кислород, а поглощается углекислый газ. В процессе дыхания поглощается кислород, а выделяется углекислый газ.
Получается, в организме растения на свету протекают два процесса – фотосинтез и дыхание, но кислорода выделяется гораздо больше, чем его поглощается, а в темноте в организме растения протекает только процесс дыхания.
4. Физкультурная минутка
Чтоб головка не болела,
Ей вращаем вправо-влево. (Вращение головой.)
А теперь руками крутим —
И для них разминка будет. (Вращение прямых рук вперёд и назад.)
Тянем наши ручки к небу,
В стороны разводим. (Потягивания — руки вверх и в стороны.)
Повороты вправо-влево,
Плавно производим. (Повороты туловища влево и вправо.)
Наклоняемся легко,
Достаём руками пол. (Наклоны вперёд.)
Потянули плечи, спинки.
А теперь конец разминке. (Дети садятся.)
Есть ли у растений специальные органы для дыхания?
У растений нет специальных органов дыхания, но у них в кожице листа расположены устьица, через которые происходит газообмен. Устьица состоят из двух замыкающих клеток и устьичной щели, через которую кислород поступает в межклетники листа, а затем в клетки. В клетках происходит процесс окисления органических веществ (распад) образуется углекислый газ, который удаляется из клеток через устьичную щель.
Я хочу добавить, что дыхание у растений может происходить в корнях и в стеблях. Каждая клеточка растений дышит. В корнях поглощение кислорода осуществляется с помощью корневых волосков, а в стеблях – через чечевички. Поэтому после дождя и после полива комнатных растений необходимо рыхлить землю, чтобы увеличить доступ кислорода к корням.
Итак, мы с вами установили, что растениям необходим кислород для дыхания. Но в растениях протекает противоположный процесс фотосинтез, в результате которого кислоро выделяется. Без кислорода живые существа жить не могут.
Как вы ответите на проблемные вопросы, поставленные в начале урока?
5. Закрепление знаний
Проверим наши знания.
Тест: Для процесса дыхания выберите соответствующие характеристики.
1. Сущность процесса.
а. Испарение избытка воды и охлаждение растения.
б. Поглощение воды и неорганических веществ из почвы.
в. Поглощение углекислого газа, выделение кислорода и образование органических веществ.
Растения, как все живые организмы, в процессе дыхания поглощают и выделяют . Газообмен у них происходит через на листьях, а также через на стеблях и трещины в коре. Внутри тканей кислород следует по , потом проникает в клетки. Доступ кислорода ко всем органам растения – одно из основных условий жизни.
Дыхание
Подчеркните неверные предложения в тексте.
1 . Дыхание – это поступление в организм кислорода и удаление угарного газа, а также использование кислорода для окисления органических веществ с освобождением энергии.
2 . Энергия, выделяемая во время дыхания, затрачивается на рост и развитие органов.
3 . Кислород используется для окисления органических веществ, чтобы извлечь из них энергию.
4 . Растения запасают энергию солнечного света в виде органических веществ в ходе фотосинтеза.
Дыхание
При дыхании распадаются
Фотосинтез и дыхание
Расставьте по категориям.
Фотосинтез
Признак
Дыхание
Органы дыхания животных
Установите соответствие между органами дыхания и животными.
Кожа и лёгкие
Жабры
Лёгкие
Органы дыхания животных
С помощью легких дышат …
Органы дыхания беспозвоночных животных
Найдите ошибки в приведенном тексте. Выделите их цветом.
1 . У кишечнополостных (гидры, медузы, кораллы), которые относятся к многоклеточным животными обитающих в водной среде, дыхание жаберное.
2 . У большинства не паразитических червей дыхание кожное, то есть кислород проникает через кожу.
3 . Паразитические черви (сосальщики, круглые) не используют для дыхания кислород.
4 . К типу членистоногие относится большое количество организмов, которые обитают во всех средах, поэтому и органы дыхания у них разнообразны.
5 . У наземных членистоногих (пауки, скорпионы, насекомые) образуются специальные органы дыхания – жабры.
Фотосинтез и дыхание
Выделите неверные предложения в тексте.
Фотосинтез – это процесс, который происходит только при наличии света. Фотосинтез может происходить во всех клетках растений. В процессе фотосинтеза растение превращает углекислый газ в органические вещества – углеводы. В отличие от фотосинтеза процесс дыхания происходит только в темноте. В процессе дыхания клетки растения поглощают атмосферный углекислый газ и выделяют кислород.
Читайте также: