Листья поглощают углекислый газ и выделяют кислород верно
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 19.09.2024
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.
Все живые организмы дышат. В процессе дыхания осуществляется распад более сложных органических веществ на более простые и неорганические. Смысл дыхания в том, что в результате происходит выделение и запасание энергии, которая необходима для различных процессов жизнедеятельности.
Подавляющее число организмов для окисления органических веществ используют кислород, который берут из воздуха. Одним из конечных продуктов дыхания является углекислый газ, который должен выводиться из организма в окружающую среду.
Таким образом, растения, также как и животные, дышат. А для этого они поглощают из воздуха кислород и выделяют в воздух углекислый газ. Однако у растений, в отличие от животных, есть процесс фотосинтеза, при котором газообмен обратный: растение поглощает из воздуха углекислый газ, а выделяет в него кислород. Поэтому заметить, что растения все-таки дышат можно лишь в темное время суток, когда фотосинтеза нет, либо протекает его темновая стадия.
При активном процессе фотосинтеза выделяется куда больше кислорода, чем его поглощается для дыхания. Поэтому суммарно в светлое время суток растение выделяет кислород и поглощает углекислый газ. Хотя при этом поглощение кислорода и выделение углекислого газа также происходят, т. е. осуществляется процесс дыхания.
В темное время суток растения выделяют углекислый газ и поглощают кислород, т. е. газообмен осуществляется только для процесса дыхания.
У большинства сложно-устроенных животных для процесса дыхания существует специальная дыхательная система. Благодаря ей кровь насыщается кислородом и разносит его по клетками организма. Такие животные не дышат всей поверхностью тела, или такой способ является вспомогательным. Растения же поглощают кислород всей поверхностью тела, особенно листьями. У них нет специальной дыхательной системы, есть лишь межклетники облегчающие газообмен. Другими словами, клетки растений поглощают кислород прямо из воздуха.
Лист и его органы дыхания
Лист – вегетативный орган растения. Он располагается на побеге, или стебле, месторасположениие листа называют узлом. От узла отходят боковые органы – листья, почки, ветки, придаточные корни.
Лист выполняет важные функции в жизни растения. Основными функциями листа являются газообмен, фотосинтез и транспирация. Именно с помощью листьев растение хорошо улавливает солнечный свет.
Мякоть листа состоит из:
- эпидермиса (кожицы),
- столбчатой ткани (хлоренхимы),
- губчатой ткани (аэренхимы),
- жилок (сосудисто-волокнистого пучка),
- межклетников,
- замыкающих клеток и устьица.
Устьица представляют собой крошечные поры. Количество устьиц у разных растений ризменяется от нескольких десятков до нескольких тысяч на 1 кв.мм. Они расположены на эпидермисе листьев, стеблей и других органов. Устьице состоит из 2-х замыкающих клеток, содержащих хлоропласты, и соответственно, способных к фотосинтезу.
При недостатке влаги замыкающие клетки начинают тесно прилегать друг к другу. При избытке воды в замыкающих клетках они увеличиваются в объеме, их более тонкие стенки начинают растягиваться. Таким образом, между замыкающими клетками образуется отверстие – устьичная щель. Она способна сужаться или расширяться, что регулирует испарение воды и газообмен.
Под устьичной щелью располагается межклетник. Он представляет собой воздушную полость, окруженную клетками мякоти листа. Через открытые устьица внутрь листа проникает воздух, который в дальнейшем используется в процессах дыхания и фотосинтеза. Благодаря наличию хлорофилла в столбчатом мезофилле – основной ткани пластинки листа, и происходит фотосинтез.
Благодаря межклетникам и устьицам, расположенным в губчатом мезофилле листа, происходит процесс газообмена.
Клетки кожицы, примыкающие к замыкающим клеткам, называют сопровождающими, или околоустьичными. Замыкающие и сопровождающие клетки – это устьичный аппарат. Устьица могут располагаться на верхней плоскости листа, снизу листа или сразу с 2-х сторон. У большинства растений они расположены на нижней поверхности листа, это предотвращает пересыхание влаги на солнечном свету.
Важной особенностью клеточного строения листа является содержание хлоропластов в некоторых клетках. Их основная функция – фотосинтез.
Что такое газообмен листьев
Растения, как и все живые организмы, растут, питаются, размножаются и дышат. Дыхание представляет собой процесс поглощения организмом кислорода и удаления из него углекислого газа. Процесс не прекращается ни днем, ни ночью. Органы дыхания у растений не такие сложные, как у животных или людей. Из воздуха кислород попадает в ткани и клетки растений через лист, стебель или корень. Больше всего кислорода попадает в растение именно через листья.
Существует два основных типа дыхания, присущее и листьям растения: аэробное и анаэробное.
- Аэробное дыхание происходит в митохондриях всех эукариотических организмов и свойственно всем высшим организмам, для него требуется атмосферный кислород. Оно представляет собой окислительный процесс, состоящий из бескислородной и кислородной стадии. Бескислородная стадия сопровождается освобождением водорода. Во время кислородной стадии расщепляются атомы.
- Энаэробное дыхание происходит у прокариотических организмов – бактерий и дрожжей, сопровождается отсутствием кислорода и образование этилового спирта и диоксида углерода. При нем окисляется молекулярный водород и энергия, необходимая для синтеза аденозинтрифосфорной кислоты.
Газообмен листьев представляет собой совокупность процессов обмена газами между живыми организмами, в частности растениями, и окружающей средой. У растений он осуществляется через устьица листьев, чечевички или мелкие трещины в коре.
Газообмен обеспечивает жизнедеятельность между живыми организмами и окружающей средой. В процессе диффузии растения поглощают кислород из воды или воздуха, а окружающую среду выделяют углекислый газ, образовавшийся в результате фотосинтеза. В процессе фотосинтеза растения, наоборот, поглощают из окружающей среды углекислый газ и выделяют в нее кислород. Следовательно, дыхание и фотосинтез у листьев растений – полностью противоположные процессы, и в то же время взаимосвязанные межу собой.
Функция газообмена листа
Функции листа разнообразны: газообмен, фотосинтез, испарение, запас питательных веществ, удаление ненужных веществ. Благодаря работе устьиц происходит газообмен между растением и окружающей его атмосферой.
Доступ кислороду к органам растения, в том числе и листьев, это – одно из важнейших условий его жизни. Растениям требуется относительно мало кислорода по сравнению с животными. На дыхание растений кислорода тратится намного меньше, чем выделяется в процессе фотосинтеза
Кислород жизненно необходим для дыхания растения, а углекислый газ нужен растению для образования органических веществ. В воздух выделяется кислород через устьица листа, образованный в процессе фотосинтеза. Образовавшийся у растения в процессе дыхания углекислый газ удаляется.
Дыхание, газообмен, фотосинтез во всех клетках листа происходят непрерывно. Как только прекращается дыхание, лист погибает.
Вследствие процесса газообмена листья защищены от иссушения, в них сохраняется вода в засушливый период.
Процесс газообмена в листьях
Газообмен листьев происходит благодаря диффузии газов через всю поверхность листа и через устьица листьев. Под диффузией понимают процесс, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного разных веществ.
Основной оборот газа у растений главным образом происходит через листья благодаря большой площади его поверхности и очень малой толщине. В мякоти листа содержится огромное количество хлоропластов с зеленым хлорофиллом.
Кислород поступает в ткани растения, далее через межклетники он проникает в его клетки.
Обмен газов происходит при открытии и закрытии устьиц между листом и атмосферой. Через устьица кислород поступает в лист, через них же выводится углекислый газ и испаряется влага. В процессе фотосинтеза поступление углекислого газа осуществлятся через щель в клетках устьиц. Затем он поступает к хлорофилосодержащим тканям листа.
Это сопровождается выделением кислорода – освободившись в процессе фотосинтеза, он начинает выходить наружу. В процессе дыхания растение поглощает кислород, а выделяет углекислый газ. Кроме кислорода растения способны высвобождать водяные пары, также выходящие через устьица. Этот процесс называют транспирацией. Таким образом, газообменные процессы в листе регулируются благодаря открыванию и закрыванию устьичной щели.
Через что происходит газообмен листьев
Газообмен происходит благодаря работе устьиц. Дыхание в листьях происходит в клетках органов, которые расположены по всей поверхности. Такие же клетки расположены и на поверхности стебля и корней. Но, основной оборот газа проходит именно через листья.
Замыкающие клетки устьиц листьев могут меняться в размерах, расширяться, сужаться или замыкаться. Благодаря этому свойству через них происходит испарение воды и газообмен. Клетки, примыкающие к устьичной щели, более утолщенные. В зависимости от объема воды в устьичных клетках, их оболочки, которые имеют разную толщину, в разной степени растягиваются. Благодаря этому процессу открывается или замыкается устьичная щель. Только замыкающие клетки кожицы содержат хлоропласты. Изменение формы замыкающих клеток приводит к изменению ширины устьичной щели. Наружная часть устьица состоит из пленчатых выступов, которые ограничивают небольшое пространство от наружных поверхностей.
Скорость газообмена и транспирации в листьях растений может регулироваться открыванием и закрыванием устьичной щели.
При транспирации выводится водяной пар. Воду испаряют все части растения, но больше всего ее испаряют листья, создавая особый микроклимат возле растения. Устьичная транспирация листа является самой интенсивной.
Приспособление листьев к газообмену
Для осуществления газообмена листьев есть специальные приспособления – кожица, жилки, устьица и чечевички.
Со всех сторон лист окружен покровной тканью – эпидермой или кожицей, состоящей из слоя плотно примыкающих живых клеток без межклетников между ними. Наружные стенки покровных клеток утолщенные. Эти клетки выделяют воскоподобные вещества, образующие кутикулу. Клетки кожицы не содержат хлорофилла. Поэтому, они не способны к фотосинтезу и газообмену. Но, они свободно пропускают солнечные лучи в глубину листа к фотосинтезирующим клеткам основной ткани. Их называют паренхимами.
Кожица листа также непроницаема для газов. С одной стороны, эпидермис защищает листья растения от высыхания. Но, с другой стороны, через него проходят массы газов и паров воды, причем в разных направлениях. К ним относятся весьма интенсивные процессы газообмена и парообмена. У листьев растений проблема газообмена и парообмена успешно разрешается через устьица.
Почти всю площадь листа, кроме жилок, занимает основная ткань, мезофилл. Она состоит из столбчатой и губчатой фотосинтезирующих тканей. Столбчатый мезофилл, или основная фотосинтезирующая ткань листа, располагается над верхним слоем кожицы и состоит из вертикально вытянутых клеток. Они плотно прижаты друг к другу и содержат хлорофилл в большом количестве. Благодаря наличию хлоропластов в столбчатой ткани мякоти листа происходит фотосинтез с образованием органических веществ. Они доставляются в разные части растения.
Губчатый мезофилл расположен ниже относительно столбчатого мезофилла. Он состоит из фотосинтезирующих клеток, которые рыхло расположены и имеют большие межклетники. Благодаря этому осуществляется свободный газообмен с внешней средой.
В эпидермисе листа располагаются устьица. Через устьица и межклетники губчатого мезофилла углекислый газ поступает в клетки столбчатого мезофилла. Образованный в процессе фотосинтеза кислород свободно проникает в атмосферу из листа. Площадь поверхности клеток губчатого мезофилла превышает площадь поверхности листа. Это способствует интенсивному газообмену листьев.
Устьица занимают не более 2 процентов площади всего листа. Длина устьичной щели составляет 20-30 мкм. Ширина щели колеблется в пределах 3-6 мкм
Что происходит в листе во время газообмена
При солнечном свете в замыкающих клетках устьица вырабатывается сахар, ответственный за оттягивание воды от соседних клеток. Происходит увеличение тургора в замыкающих клетках, при этом тонкие места оболочки устьичных клеток растягиваются намного сильнее по сравнению с толстыми. Выступы в форме выпуклостей, которые выпячиваются в щель устьица, принимают плоскую форму. Все это приводит к раскрытию устьица.
В темноте сахар переходит в крахмал, соответственно, в замыкающих клетках начинает падать тургор. Ослабляется растяжение тонких участков оболочки. Они начинают выпячиваться навстречу во встречных направлениях. Соответственно, происходит закрытие устьица.
Через устьичные щели воздух попадает к внутренним клеткам листа. Через них же пары воды и газы выходят наружу.
Чтобы в листе образовался крахмал, необходимо сочетание нескольких условий: достаточное количество света, воды и углекислого газа.
№ 2. Какой опыт можно провести, чтобы доказать, что для образования крахмала в листьях необходим свет?
Для опыта можно взять фиалку. На один листик растения нанесем трафарет или положим просто кусочек бумаги и выставим на свет, например, на подоконник или хорошо освещённую дневным светом полку. Через несколько дней уберем трафарет или кусочек бумаги, срежем экспериментальный листочек и капнем несколько капель йода на него. Участки, которые освещались, приобретут фиолетовый цвет, что говорит о том, что там образовывался крахмал.
№ 3. Почему раствор йода не окрашивает в синий цвет белую каёмку листа герани окаймлённой?
Потому что йод способен окрасить в синий цвет крахмал, который содержится в клетках с зелёным пигментом - хлорофиллом. В белой каёмке листа герани окаймлённой этот пигмент отсутствует.
№ 4. Из каких веществ образуется сахар в зелёных листьях растений?
Из воды и углекислого газа.
№ 5. Какой опыт показывает, что наземные растения на свету поглощают углекислый газ и выделяют кислород?
Можно провести такой опыт в темноте с зажженной свечой. Для этого под огнеупорную стеклянную емкость поставить растение и свечу. При свете дня свеча будет гореть долгое время, потому что от фотосинтезирующего растения есть доступ кислорода. В темноте свеча погаснет быстрее, потому что в таких условиях растение не будет выделять кислород, а только углекислый газ.
Стр. 91
№ 1. Можно ли утверждать, что строение листа приспособлено к осуществлению фотосинтеза?
Да, лист полностью приспособлен к поглощению солнечного света, воды. Его площадь позволяет улавливать больше света, ведь листовая пластина располагается под прямым углом, а хлоропласты, которые отвечают за максимальное улавливание света, сосредоточены на ее верхней поверхности. Наличие устьиц, открывание которых регулируют замыкающие клетки, обеспечивает газообмен растения.
№ 2. Как вы думаете, выделяют ли кислород водные растения?
Я думаю, что водные растения тоже выделяют кислород, который поступает в воду и используется для дыхания всеми обитателями водоемов.
Стр. 91
Составьте план параграфа.
Что такое фотосинтез?
Необходимость фотосинтеза в природе.
Значение фотосинтеза для растений.
Стр. 91
Задания для любознательных
№ 1. Попробуйте получить какое-либо изображение на листе примулы, пеларгонии или другого комнатного растения, воспользовавшись описанием опыта в этом параграфе.
№ 2. Соберите прибор, показанный на рисунке 70. В банку налейте воду, насыщенную углекислым газом. Поставьте банку на яркий свет. Наблюдайте за выделением газа веточками элодеи. Когда газ полностью вытеснит воду из пробирки, убедитесь с помощью горящей лучинки, что этот газ — кислород. Сделайте вывод.
Водные растения также способны выделять кислород, который в природе используется водными обитателями для дыхания.
Читайте также: