Растения в процессе дыхания поглощают пары воды углекислый газ кислород минеральные вещества
Обновлено: 04.07.2024
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.
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.
Дыхание - такой же признак, характерный для живых организмов, как и рост, размножение.
Даже одноклеточные растения, такие как водоросль хлорелла, дышат, хотя и живут в воде.
Зачем растениям нужен кислород?
О том, что растения являются главным источником кислорода (О2), знают даже ученики младших классов.
Из-за этого и возникает путаница.
Часто люди думают, что растительные клетки выделяют кислород и поглощают углекислый газ (СО2) и таким образом дышат.
Мы развеем эти заблуждения.
Но для начала зададим вопрос: "Почему ученые не советуют ставить большие растения в спальне?"
Почему у людей, которые не слушались этого совета, утром болела голова и они себя чувствовали, мягко говоря, не очень хорошо?
Исследователи выяснили причину этого странного явления.
Оказывается, что растения, так же, как и люди, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
За счет этого они получают энергию.
Человек, который ночью спал в комнате с растениями, не получал достаточно кислорода и буквально травился углекислым газом, выделенным растением.
Схематично молекулу углекислого газа (СО2) можно представить так:
Запомните и никогда не путайте:
Дыхание - это процесс поглощение кислорода, а фотосинтез - его выделение растительными клетками.
Отличие дыхания от фотосинтеза:
свойственно всем клеткам
характерно только для растений
углекислый газ выделяется
углекислый газ поглощается
образуются сложные химические вещества
Влияние внешних факторов на процесс дыхания растений
- увеличение содержания кислорода в воздухе до 8–10 % сопровождается повышением интенсивности дыхания у растений, но дальнейшее увеличение концентрации кислорода не влияет существенно на дыхание
- в атмосфере чистого кислорода (без примесей азота и углекислого газа) интенсивность дыхания растений снижается. При длительном его действии растение погибает
- при высоком содержании углекислого газа в воздухе дыхание растений замедляется, так как устьица закрываются
- дыхание некоторых растений идет и при температуре ниже 0 о С (например, ель дышит при -25 о С)
- активность дыхания, возрастает при повышении температуры до определенного предела (+35- 40 о С)
- повышение содержания воды в семенах приводит к резкому увеличению интенсивности дыхания
- такие элементы, как сера, железо, медь, марганец, необходимы для дыхания, поэтому дыхание активируется при их высоком содержании (например, в воде)
- механическое повреждение усиливает дыхание
- интенсивность дыхания корней, как и листьев, по мере старения растений снижается
Откуда берется энергия у растений?
Когда вы учили строение клетки, то узнали о такой органелле, как митохондрия.
На рисунке она похожа на фасолинку, хотя встречаются и другие ее формы.
Это очень странная часть клетки.
Некоторые ученые считают, что она образовалась из какого-то микроорганизма, который проник в клетку-хозяина и потом потерял большую часть своих способностей.
Правда, митохондрии сохранили способность двигаться и даже могут сливаться друг с другом!
Эта органелла стала просто незаменимой для клеток.
Ведь она выполняет одну из главных задач - образует молекулу АТФ (Аденозин-Три-Фосфорная кислота).
Когда от АТФ отщепляется один из трех фосфатов, то выделяется 40 000 Джоулей энергии.
Чтобы было понятнее - столько энергии нужно, чтобы нагреть примерно половину стакана льда до состояния кипятка.
И это только один фосфат отщепляется, а если три?
Представляете, сколько энергии в одной молекуле?
Присоединяя фосфаты, АТФ запасает энергию и постепенно отдает ее.
Кислород участвует в сложном процессе образования АТФ с помощью глюкозы внутри митохондрии. Это называется внутриклеточным дыханием.
И в результате всех этих химических реакций образуется углекислый газ и вода, так же, как и при горении.
Следовательно, горение похоже на дыхание.
Есть лишь небольшая разница: при горении в результате реакции кислорода с молекулами других веществ, энергия высвобождается мгновенно.
Опыты, доказывающие дыхание растений
Опыт №1 Образование углекислого газа при дыхании
Возьмем веточку растения, поставим ее в стакан с водой; рядом поставим другой стакан с прозрачной известковой водой, закроем всё стеклянным колпаком и поместим в темное место, чтобы приостановился процесс выделения кислорода.
Примерно через сутки мы увидим, что стакан с известковой водой помутнел, эта реакция известковой воды на углекислый газ.
Откуда в закрытом колпаке образовался углекислый газ?
Делаем вывод: растение выделило углекислый газ в ходе дыхания.
Таким образом, мы видим, что растение активно дышит, забирая из воздуха кислород и выделяя углекислый газ.
Но не забывайте, что дыхание растений идет непрерывно и днем, и ночью, как у человека и животных.
Опыт №2 Необходимость воздуха для дыхания корней
Взяли два растения и поместили их в сосуды с водой, на поверхность воды налили масло (слой масла задерживает поступление воздуха в воду).
Воду в одном из сосудов ежедневно насыщаем воздухом из пульверизатора, растение в этом сосуде активно развивается.
А другое растение начинает гибнуть из-за недостатка воздуха, который необходим корням растения.
Вывод: корни растения дышат, без дыхания корней все растение может погибнуть.
Опыт № 3 Дыхание семян
В одну банку положим проросшие семена, в другую банку положим сухие семена.
Закроем плотно обе банки и поставим в темное теплое место.
На следующий день проверим состав воздуха.
Вы знаете, что для горения необходим кислород.
Опустим в бутылку с сухими семенами зажженную свечку - она хорошо и непрерывно горит, то есть воздух в банке остался неизменным, так как непрорастающие семена дышат очень слабо.
А если поместим свечку в банку с прорастающими семенами, свечка сразу потухнет, потому что прорастающие семена активно израсходуют кислород в ходе дыхания и выделят большое количество углекислого газа, а раз нет кислорода - горение свечи происходить не может, так как для горения нужен кислород.
Опыт доказывает, что проросшие семена активно дышат, поглощая кислород и выделяя углекислый газ.
Вывод: дыхание растениям необходимо для получения энергии, которая тратится на различные процессы жизнедеятельности (рост, размножение, питание и другие процессы)
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.
Читайте также: