Укажите вещество в виде которого растения способны запасать избыток органических веществ

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Какова роль зелёных растений в обеспечении энергией живых организмов на нашей планете.

Роль зелёных растений в обеспечении энергией живых

организмов на нашей планете

Как известно, основным источником энергии на земле является солнце. Но люди и животные не способны напрямую использовать солнечную энергию, потому что в их организмах отсутствуют системы, с помощью которых энергия потреблялась бы в такой форме, как она есть. Поэтому солнечная энергия попадает в организм человека или животного в качестве полезной энергии только через вещества, производимые растениями.

Кроме этого растения насыщают атмосферу Земли кислородом, который служит для окисления органических веществ и извлечения этим способом запасенной в них химической энергии аэробными клетками.

Ежегодно зелёные растения синтезируют большое количество органического вещества, поглощают около 600 млрд т углекислоты, выделяют в атмосферу 400 млрд т свободного кислорода. Благодаря фотосинтезу ежегодно запасается огромное количество преобразованной солнечной энергии.

Накопление энергии – очень важное для живой природы явление, обусловленное фотосинтезом зеленых растений. Органические вещества – отличный энергоноситель.

Созданные с участием хлорофилла и солнечного света углеводы, а также образованные в растениях белки и жиры содержат в себе много энергии. Особенно много ее в крахмале и различных сахарах.

Многие растения, такие как сахарный тростник, сахарная свекла, лук, горох, кукуруза, виноград, финик, запасают сахара в стеблях, корнях, луковицах, плодах и семенах. Именно сахара служат главным источником энергии для всех живых существ, так как легко могут стать одним из наиболее активных соединений в любой живой клетке. Постоянно поглощая энергию в виде солнечного излучения, растения ее накапливают. Из-за огромного количества зеленых растений на Земле энергии в биосфере становится все больше. Человек широко пользуется газом, нефтью, углем, дровами – все эго органические вещества, которые выделяют при сгорании энергию, некогда занесенную в зеленых растениях.

Можно сделать вывод, что существование растений играет очень важную и необходимую роль для выживания живых существ на земле. Поступившая из космоса энергия солнечных лучей, запасенная зелеными растениями в углеводах, жирах и белках, обеспечивает жизнедеятельность всего живого мира – от бактерий до человека.

Грибы – это представители царства Грибов, которые имеют свою, особую, структуру. Она довольно сложная, и не ограничивается только такими понятиями, как шляпка, ножка, мякоть и гименофор. У каждого плодового тела есть специфический элемент, который называется запасным веществом.

Что такое запасное питательное вещество

Грибы многочисленны и разнообразны, имеют свою классификацию, а поэтому биологи объединили их в единое царство, которое так и называется – Грибы.

Назначение и виды запасных углеводов

Не только грибы имеют свойство запасать резервные вещества, необходимые для их жизнедеятельности. И растения, и животные, и даже бактерии обладают такими же особенностями. Но у каждого из этих представителей другой запасной питательный элемент.

Запасное вещество клеток животных

Запасным углеводом клетки является гликоген. Кстати, именно этим животные схожи с представителями грибного царства.

Гликоген в животном организме запасается клетками печени и скелетных мышц. Это вещество в своем составе содержит остатки глюкозы, однако, в отличие от нее, оно не имеет характерного сладкого вкуса. Данный полисахарид подвергается процессу гидролиза в кислой среде. Происходит это в несколько этапов.

Скопление резервных элементов в гепатоцитах, миоцитах и лейкоцитах животного обеспечивает протекание двух взаимно противоположных процессов. Первым из них является диссимиляция, во время которой происходит высвобождение глюкозной молекулы.

Второй процесс – ассимиляция, которая подразумевает переведение избытка глюкозы в главный запасной углевод – гликоген. Именно он является источником энергии, которая используется для полноценной жизнедеятельности клеток.

Резервное вещество растительной клетки

Фотосинтез способствует образованию органических веществ в клетках зеленых растений. Часть этих элементов откладывается про запас. Основные резервные клеточные элементы – это углеводы, жиры и протеины. Их скопление происходит в разных отделах растения:

В отличие от животной клетки, растительная запасает совсем иной вид углевода – крахмал. Кстати, он откладывается во всех растениях, исключая цианобактерии. Накапливается крахмал в А-хлоропластах, Б-ядре, В-лейкопластах и Г-хромопластах.

В виде крахмала растения накапливают питательные вещества, которые, прежде всего, необходимы для будущих поколений.

Крахмал в растительной клетке отлично подходит для хранения глюкозы, поскольку ее остатки находятся в нерастворимой форме. А при необходимости происходит расщепление резервного элемента обратно до глюкозы. Такой процесс называется гидролизом.

Таким образом, углеводы в клетке растения находятся в нескольких видах:

моносахариды (глюкоза);
олигосахариды (крахмал);
полисахариды (целлюлоза).

Глюкоза дает энергию для роста, крахмал помогает запасать глюкозу и содержит ее в своих клетках. А для чего нужна целлюлоза как одно из резервных растительных веществ? Ее предназначение заключается в том, что она служит строительным материалом для растительных тканей и выполняет опорную функцию – придает растениям необходимую прочность. По распространенности органических веществ целлюлоза занимает первое место на всем земном шаре.

Запасные вещества бактерий

Запасные (резервные) элементы являются питательными веществами для бактерий и сохраняются в их цитоплазме. Они образуются в процессе метаболизма, а начинают накапливаться в том случае, если вырабатываются клетками в чрезмерном количестве. Используются такие резервы в том случае, когда бактерия попадает в агрессивные и пагубные для себя условия окружающей среды.

К основным питательным элементам бактерий относят:

Все эти вещества необходимы для поддержания оптимального клеточного энергетического запаса. Происходит этот процесс под воздействием вырабатывающихся ферментов.

Элементы, которые запасаются на клеточном уровне, зависят от того, в какой среде находится бактерия. Так, одни клетки способны накапливать исключительно полисахариды, в то время как другие структуры способны концентрировать в себе большое количество элементов.

В большинстве случаев главными запасаемым веществом выступает гликоген. Его чаще всего запасают:

сальмонеллы;
бациллы;
кишечная палочка.

Но споровые бактерии, например, клостридии, содержат гранулезу. В ее основе содержится крахмал. Если в окружающей среде, где обитает клетка, отмечается высокое содержание углерода или фосфора, то она активно скапливает волютин. Он содержит полифосфаты, являющиеся источником энергии.

Сера, как резервный элемент, встречается далеко не у всех бактерий. Ее можно обнаружить преимущественно у тех экземпляров, обменные процессы которых тесно связаны с молекулярной серой. Это аэробные тионовые и фототрофные серобактерии.

Первой группе бактерий сера необходима для окисления кислорода. Благодаря такому процессу бактериальная клетка получает необходимое количество энергии. А вот для обеспечения фоторофных серобактерий сера используется в качестве источника электронов. С их помощью происходит восстановление углекислоты.

Какое запасное вещество характерно для клеток грибов

Из числа углеводов, которые относятся к запасным элементам грибов, чаще встречаются гликоген, маннит и микоза.

Концентрация гликогена в грибах может колебаться в рамках 1,5-40%. Все зависит от возраста и разновидности плодового тела: у молодых экземпляров уровень вещества на порядок выше, чем у старших грибов с созревшими спорами.

Трегалоза (или микоза) – это дисахарид. Он запасается грибами, как правило, в небольших количествах. Исследователи связывают его функции с накоплением маннита и шестиатомного спирта. В особо высоких концентрациях этот элемент встречается у представителей рода Болетовых.

Маннит в большей степени находится у зрелого мицелия и грибов. Образуется он, по-видимому, в процессе метаболизма трегалозы. Иногда в грибном мицелии можно обнаружить жиры. Они скапливаются в виде капель и используются при активном росте плода, а также в период споруляции.

Отличительные особенности гликогена и крахмала

Разница между гликогеном и крахмалом заключается, прежде всего, в особенностях химического строения каждого из веществ:

И, наконец, гликоген является резервным элементом для представителей животного мира, и играет немаловажную роль в энергетическом обмене в организме животного. Этими свойствами крахмал не обладает. Его можно обнаружить только в растениях, которым свойственен фотосинтез.

Часть органических веществ не сразу расходуется на процессы жизнедеятельности, а сохраняется растением про запас.

У двулетних и многолетних растений местами хранения запасов органических веществ служат стебли , корни и их видоизменения . Корнеплоды, клубни и луковицы — это хранилища запасных органических веществ.

С наступлением весны запасные вещества переходят в растворимое состояние и вместе с водой поступают к распускающимся почкам. Многие пили берёзовый или кленовый сок. Сок собирают ранней весной. Аккуратно делают отверстие в коре дерева и капли сока медленно стекают в приготовленный сосуд.

Собирать сок нужно аккуратно, стараясь не причинить вред дереву. Если дерево потеряет много сока, то оно будет плохо расти и может погибнуть.

Растения, как все живые организмы, в процессе дыхания поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Газообмен у них происходит через устьица на листьях, а также через чечевички на стеблях и трещины в коре. Внутри тканей кислород следует по межклетникам, потом проникает в клетки. Доступ кислорода ко всем органам растения — одно из основных условий жизни.

При плохой обработке почвы или на переувлажненных почвах корням растений не хватает воздуха и, следовательно, кислорода. Поэтому при застое воды на отдельных участках поля большинство растений погибает. Ведь растения, так же как люди или животные, умирают без кислорода. Но у них потребность в кислороде меньше, чем у животных, и у них нет таких сложных органов дыхания.

Дыхание

Дыхание — это поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа, а также использование кислорода для окисления органических веществ с освобождением энергии (Рис.1).

Рис.1 Сравнение дыхания и фотосинтеза растений

Дыхание	Признак	Фотосинтез
Кислород	1.Поглощаемый газ	Углекислый газ
Углекислый газ	2.Выделяемый газ	Кислород
Чечевички, устьица, кожица семян и т.д.	3.Пути газообмена	Только через устьица
Во всех живых клетках	4.В каких клетках происходит	Только в зеленых клетках, содержащих хлорофилл
Получение и использование энергии из питательных веществ на рост и развитие	5.Роль в жизни растений	Запасание энергии света в виде питательных веществ

Во время дыхания часть органических веществ расходуется. Например, прорастающее зерно теряет 3-10% сухого вещества. Чем более неблагоприятна oкружающая среда для прорастания, тем больше требуется питательных веществ и тем интенсивнее дыхание проростка. Энергия, выделяемая во время дыхания, затрачивается на рост и развитие органов растений. Подтвердим опытным путем поглощение прорастающим семенем кислорода и выделение им углекислого газа (Рис.2).

Рис.2 Поглощение кислорода и выделение углекислого газа прорастающими семенами (1-влажные семена, 2-сухие семена)

Возьмем 2 широкогорлые стеклянные банки и в одну из них положим проросшие семена гороха (20-30 шт.). В другую — столько же сухих, непроросших семян гороха. Банки плотно закрываем крышками и ставим в теплое место. Через неделю в банку с сухими семенами опустим горящую свечу. Свеча не потухнет, будет продолжать гореть. Поскольку дыхание сухих семян замедленное, за неделю они не успели поглотить весь кислород из воздуха в банке.

В банке с проросшими семенами свеча сразу же погаснет. Почему? Проросшие семена дышат интенсивно, поэтому они поглотили весь кислород в банке и насытили воздух углекислым газом. Во время набухания и прорастания семян и дальнейшего развития растений дыхание в тканях усиливается. Межклеточные воздушные пространства в тканях растений облегчают движение газов.

Влияние различных условий на дыхание растений

Интенсивность дыхания у разных частей растения неодинакова. Наиболее высока она у молодых быстро растущих органов и тканей. С окончанием периода активного роста растений дыхание их тканей ослабевает. Активнее дышат высокогорные и светолюбивые растения (по сравнению с теневыносливыми). Дыхание растений усиливается с повышением температуры, когда речь идет о потеплении. Но в зной оно ослабевает, а при 45-50°С почти прекращается. Таким образом, на дыхание растений влияют различные факторы.

1. Влияние воды.

Сухие семена (10-12% влаги) дышат очень слабо. Если содержание влаги в семенах достигает 33%, то дыхание усиливается, расход питательных веществ увеличивается, и семена начинают прорастать. Поэтому при хранении в зернохранилищах влажность зерна не должна превышать 12-14%. Только в таких условиях семена могут долго храниться.

2. Влияние температуры.

Чем выше температура окружающей среды, тем интенсивнее дышат семена. Даже зимой при температуре -20-25°С дыхание растений не прекращается, оно лишь замедляется. Дыхание семян прекращается при температуре +50°С. Зимой в клубнях картофеля, хранящегося при низкой температуре, дыхание замедляется.

3.Влияние света.

При наличии достаточной освещенности дыхание растений ускоряется. Теневыносливые растения дышат слабее светолюбивых. Если поместить молодые проростки в темное место, их дыхание немного замедлится.

4.Влияние воздуха.

Всему живому на Земле, кроме некоторых бактерий, необходим кислород. Мы дышим воздухом, в котором кислород находится в определенном соотношении с другими газами (азот, инертные газы, углекислый газ).

Когда в воздух попадают отходы промышленного производства, это соотношение изменяется, что может оказаться губительным для растений, животных и человека.
В последнее время можно часто слышать выражения озоновые дыры, и парниковый эффект. Эти явления связаны с состоянием воздушной оболочки Земли. Накопление вредных веществ в атмосфере оказывает отрицательное воздействие на все живое, и на растения в том числе. Их дыхание замедляется.

Какие же вещества загрязняют воздух?

Вот главные из них:

1.Углекислый газ, выделяемый всеми живыми организмами, обитающими на Земле.
2.Отходы производства и газы, выделяемые заводами и фабриками, прежде всего угарный газ, зола, сажа, пыль, копоть, дым.
3.Выхлопные газы автомобилей.
4.Ядовитые газы, выделяемые синтетическими веществами, созданными химическим путем.
5.Пылевые частицы ядохимикатов, используемых в сельском хозяйстве.

Рост и развитие растений в условиях загрязненной атмосферы замедляются.
Они быстро подвергаются различным вредным воздействиям. Таким образом, воздух необходим не только для надземных органов растений, но и для корней, находящихся в почве. Если не будет обеспечен достаточный приток воздуха к корням, их дыхание замедлится, и они погибнут. Если корни постоянно покрыты водой, они загниют. Корни обеспечивают всю надземную часть растения питательными веществами и водой. Без них само растение неминуемо погибнет.

Роль зеленых растений:

1.Создание органических веществ.
2.Поступление кислорода в атмосферу
3.Поддержание постоянного содержания углекислого газа.
4.Участие в создании почв.

Зеленые растения запасают энергию космического светила — Солнца в виде органических веществ, используемых живыми существами нашей планеты.

Дыхание — это процесс, происходящий во всех живых организмах: поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Кислород используется для окисления органических веществ, чтобы извлечь из них энергию. Растения запасают энергию солнечного света в виде органических веществ в ходе фотосинтеза и используют эту энергию, окисляя вещества в ходе дыхания, В целом, растения интенсивнее фотосинтезируют, чем дышат.

Читайте также: