Растение дышит только ночью и днем. Дыхание растений и животных - материалы для подготовки к егэ по биологоии

Установлено, что биохимические реакции, протекающие в организме человека и животных, одинаковы. Дышат ли растения? В ходе многих экспериментов на этот вопрос ученые дали положительный ответ.

Кислород необходим для окисления органических веществ. При этом происходит высвобождение энергии, которая заключена в молекулах. Но если у человека есть рот, легкие, нос, через которые поступает кислород в организм, как дышат растения? Об этом далее в статье.

Общие сведения

В древние времена была лишена кислорода. Однако было довольно много. В процессе эволюции у растений выработалась способность к его поглощению. В результате энергия солнечного света преобразовывалась в а в атмосферу выделялся кислород, что дало жизнь другим организмам. Одним из первых экспериментов, в ходе которого было выяснено, как дышат растения, был опыт со свеклой и капустой. Сначала культуры выращивались на открытом воздухе. Затем половину из них поместили в камеру, где содержание кислорода было около 2.5%. Другая часть осталась на воздухе, в котором О 2 было

21%. Освещение и тех, и других осуществлялось круглосуточно. Предполагалось, что растения, помещенные в камеру, погибнут без кислорода. Однако спустя шесть дней их вес был значительно выше, чем у тех, которые остались на воздухе. Как дышат растения без кислорода? Об этом далее.

Как дышат растения на свету и в темноте?

Дело в том, что представители флоры способны очень эффективно использовать солнечную энергию. При наступлении темноты происходит в некотором роде "переключение" с одного источника на другой. Как дышат растения на свету и в темноте? При поступлении солнечной энергии происходит синтезирование органических веществ. При наступлении темноты происходит процесс окисления соединений. В последнем случае говорят о "темновом" дыхании, а в первом - о "световом". Способность к такому переключению позволяет экономить внутренние энергетические резервы. Но представители флоры дышат и на свету, однако этот процесс не приносит им пользы. Поглощая углекислый газ. Он является основной их пищей. В связи с этим рост несколько замедляется. Есть, однако, и такие представители флоры, которым свет не мешает развиваться. Светового дыхания, например, нет у и кукурузы.

Причины развития светового дыхания

Началом, как предполагают ученые, стал симбиоз фотосинтезирующих примитивных организмов с нефотосинтезирующими. Под симбиозом понимают взаимное участие в процессах, которое полезно обеим сторонам. Жившие в воде маленькие фотосинтетики поглощали из окружающей среды углекислый газ, выделяя при этом кислород. Если бы дышащих, поглощающих О 2 организмов в среде не было, то для фотосинтетиков создались бы невыносимые условия. Но в процессе эволюции выжили и те представители органического мира, которые были чем-то полезны и для нефотосинтетиков.

Одним из соединений, которое образуется при фотосинтезе, является гликолевая кислота. Это вещество выделяется и некоторыми современными водорослями. В результате нефотосинтетики получали от фотосинтетиков гликолевую кислоту. Это, в свою очередь, способствовало усилению потребления кислорода для окисления соединения.

Вывод

Гликолевая кислота - это то самое вещество, которое в процессе нескольких биохимических реакций окисляется и образует углекислый газ.

Соответственно, можно сделать вывод, что чем больше в воздухе кислорода, тем больше формируется гликолевой кислоты. Это обеспечивает большую интенсивность светового дыхания. В результате в среду выделяется большее количество углекислого газа. Ученые предполагают, что по аналогичному принципу вырабатывалась у растений и способность к регулированию светового дыхания в соответствии с уровнем углекислого газа в воздухе. Организмы не только поглощали из окружающей среды кислород, губительный для фотосинтетиков, но и выделяли углекислый газ, который им был необходим.

Эксперименты

Можно посмотреть на практике, как дышат растения. 6 класс школьной программы по биологии очень подробно освещает этот вопрос. Для наблюдения за процессом можно взять лист комнатного цветка. Кроме того, потребуется лупа, прозрачная емкость, наполненная водой, коктейльная трубочка. Опыт, доказывающий, что растения дышат, позволяет не только понять ход процесса, но и образца в кислороде. На срезе листа можно увидеть небольшие отверстия. Часть образца погружается в воду, при этом отмечается выделение пузырьков. Есть еще один способ посмотреть, как дышат растения. Для этого следует взять бутылку, налить в нее воды, оставив незаполненной примерно на два-три сантиметра. Лист на длинном стебельке вставляется так, чтобы его кончик погрузился в жидкость. Отверстие бутылки плотно замазывают пластилином (вместо пробки). В нем делается отверстие для соломинки, которую вставляют так, чтобы она не касалась воды. Через соломинку следует отсосать из бутылки воздух. Из стебля, погруженного в воду, начнут выделяться пузырьки.

Днем растение поглощает углекислый газ и выделяет кислород. Ночью же, когда нет солнечного света, оно поглощает кислород и выделяет углекислый газ с водяными испарениями. Количество кислорода, использованного растением ночью, ниже, чем его количество, произведенное днем.

В первую очередь, именно благодаря свету, растения могут производить питание для самих себя. Конечно, растения получают из земли воду и различные минералы, из воздуха они получают так необходимый им - углекислый газ. Но для того, что бы обеспечить процесс, преобразующий эти элементы в сахара, которые необходимы растению - растению нужна энергия. Солнечный свет, поглощаемый листьями, как раз и преобразуется в энергию, позволяя запустить фотосинтез.

Устьица

Растения не просто дышат углекислым газом, но и отдают кислород. Но чем же дышит растение, какой своей частью? На самом деле, у листа, на его внутренней части - есть маленькие отверстия - устьица.

Кислород

Продуктом отхода процесса фотосинтеза является кислород, необходимый человеку и животным для дыхания. Благодаря растениям доля кислорода в воздухе остается неизменной.

Где течет клеточный сок

Внутренняя часть стебля сосудистых растений состоит из сосудов-трубочек, по которым течет клеточный сок. Те из них, которые доставляют воду и минеральные соли (необработанный сок) из корней в листья, находятся в центральной, более углубленной части стебля — ксилеме, или древесине. Сахара (переработанный сок), произведенные в результате фотосинтеза, двигаются по внешней стороне стебля — флоэме, или лубу, и достигают всех органов растения, так как текут как вверх, так и вниз. В листе транспортными артериями являются жилки, которые пронизывают всю поверхность листа.

Проведи опыт

Заверни две фасолины во влажную хлопчатобумажную ткань и подержи их там, пока они не прорастут. Когда ростки оформятся, пересади их в горшки с землей. Один из них поставь на окно, а другой — помести в шкаф, в темноту. Поливай ростки через три дня в течение двух недель и каждый день измеряй, насколько они выросли. Ты увидишь, что растение, находящееся в темноте, вначале будет расти очень быстро в поисках света, затем его рост замедлится, и росток станет бледно-зеленым. Он продолжит расти, только когда ты поставишь горшок на свет.

Как растения реагируют на свет?

Растения неудержимо тянутся к свету. В природе они естественным образом растут вверх, потому что солнце падает на них сверху. Комнатные растения, стоящие далеко от окна, вытягиваются и наклоняются в сторону источника света. Когда света явно недостаточно, начинается этиолирование, то есть появляются слабые, хрупкие бледные стебли, что свидетельствует о нарушении физиологического цикла из-за слабой освещённости.

Пока фототропное поведение растения выражается только наклоном стеблей, ничего страшного ещё не произошло. Достаточно поворачивать горшок на четверть оборота каждый месяц, чтобы оно сохранило более эстетичный прямой силуэт. Но так можно обращаться только с декоративнолистными растениями, потому что любое изменение положения может оказаться губительным для цветущих растений. Именно поэтому внезапно, как будто без видимой причины, сбрасывают цветочные бутоны гардении, гибискусы, хойи и многие орхидеи. Не следует поворачивать горшок с этими хрупкими растениями. Если вам нужно его переставить, когда вы убираете комнату, воткните в субстрат спичку таким образом, чтобы она находилась на одной оси с каким-нибудь неподвижным предметом (например, рамой окна). Вы можете спокойно переставить растение, сделать то, что требуется, а затем точно вернуть его на прежнее место. Растение займёт привычное положение. И не забывайте золотое правило: если растению хорошо на каком-то месте, не двигайте его. Все растения большие «домоседы».

Как защитить растения от яркого солнца?

В жаркие летние часы, когда солнце стоит высоко в небе, сила солнечного излучения плохо переносится растениями. Наименьшим средством защиты может считаться лёгкая прозрачная занавеска. Но лучше повесить жалюзи, не дающие доступа солнечным лучам, которые слишком нагревают воздух. Если у вас есть оранжерея или веранда, вам стоит серьёзно задуматься о приобретении автоматической системы затенения. А В зависимости от положения ламп эффект меняется. Выбор направления света зависит от силуэта растений и той атмосферы, которую вы хотите создать.

Надо ли подсвечивать комнатные растения?

Красота домашних растений зависит также и от освещения. В зависимости от угла падения света они будут выглядеть по-разному. Древовидные и крупные растения только выиграют, если освещать их снизу направленным вверх лучом. Это странное, противоестественное направление света создаёт эффект театральности, и этим можно воспользоваться в зимнем саду. Так же действует и боковой свет. Благодаря ему растения отбрасывают очень длинную тень.

Растения с тонкими стеблями и прозрачными или цветными листьями - бальзамин, колеус, каладиум, некоторые виды бегонии - отлично смотрятся при освещении сзади и немного сбоку. Свет, падающий сверху, близок к естественному. Подсветка растения снизу с двух сторон создаёт эффект волшебства, подчёркивает графичность его рисунка, перепады света и тени, игру цветов.

Как растения реагируют на недостаток света?
Как растения реагируют на избыток света?

Почему растениям нужен солнечный свет?

Процесс фотосинтеза - один из самых удивительных процессов живой природы. Для выработки хлорофилла растения усваивают углекислоту при участии солнечной энергии, которой нужно довольно много. При недостатке солнечного света растения начинают чахнуть и могут погибнуть. Особенно необходим свет в весенне-летние месяцы, когда жизненные процессы растений протекают особенно энергично.

Крупные деревья, например, могут довольно долго жить при недостаточном освещении, но не изменится его форма роста. К таким растениям относятся древесные фикусы, эвкалипт, гибискус, авокадо, фейхоа и др.

А декоративноцветущие растения в условиях недостаточной освещенности не зацветут.

Как улучшить световой режим?

Летом растения лучше вынести на открытый воздух. Стекло задерживает ультрафиолетовые лучи, которые способствуют уничтожению микробов и оздоровлению растений. На первое время растения необходимо притенить от полуденного солнца марлей или газетой.

Каким растениям нужен прямой солнечный свет?

Длительно цветущим растениям, агавам, алоэ, луковичным, некоторым кактусам, олеандру, пеларгонии, гербере и др. нужен прямой солнечный свет. Такие растения лучше поставить на хорошо освещенный подоконник, так, чтобы они не касались стекла.

Каким растениям нужна полутень или тень?

В полутени нормально растут фуксия, филодендрон, папоротники и т. д. Чтобы обеспечить полутень, растения надо поставить под прикрытие других, более солнцелюбивых, или же на затененные деревьями окна.

Такие растения, как плющ, некоторые бромелиевые, отдельные виды папоротников, монстера, необходимо держать как можно дальше от источников света.

Сколько света нужно комнатным растениям?

Какой световой режим нужен таким комнатным растениям, как:

Зачем нужно поворачивать растения?

Растения, расположенные на подоконнике, как правило, обращены к свету только одной стороной. Его листья и стебли тянутся к окну. Для предотвращения искривления стебля необходимо периодически поворачивать горшок вокруг оси. Как правило, все комнатные растения обращены к источнику света только одной стороной, поэтому обязательно периодически поворачивайте их.

Какие растения нельзя поворачивать и переставлять?

Существуют чувствительные растения, которые не любят разворота. Изменение положения падения солнечного света они воспринимают как сигнал опасности, могут сбросить бутоны, а иногда и листья. Лучше такие растения как, кактусы, азалия, камелия ставить точно в то же положение, в котором они обычно стоят.

У какого окна расположить растение для максимального комфорта?

Юго-восточное и юго-западное окно лучше всего подойдет для обитателей открытых пространств, таких растений, как суккуленты, многие луковичные растения (хаворция, гастерия, молочай, роза, клубневые бегонии, большинство кактусов, алоэ, гиппеаструм, валотта, зефирантес, эукомис).

Западное и восточное окно подходит для большинства комнатных растений. На подоконнике будет комфортно для многих цветущих и некоторых декоративнолистных комнатных растений. Также себя будут хорошо чувствовать ахименес, каладиум, маранта, бугенвиллия, пеперомия, бальзамин, некоторые традесканции, каллизия, сентлолия, каланхоэ, многие бегонии.

Окна на северо-восток, северо-запад . Возле таких окон можно поставить растения, которым не нужно солнце в течение всего дня, например, лианы, которые живут в условиях значительного затенения.

Северное окно . Только немногие из декоративнолистных растений могут приспособиться к условиям недостаточной освещенности: аглаонема, асплениум. Также такие условия подойдут большинству папоротников. Однако декоративноцветущие растения при такой освещенности не зацветут.

Какая зависимость цветения от длины светового дня?

Для активного роста большинству растений необходимы 12-16 часов в день естественного или достаточно яркого искусственного освещения.

Однако для стимуляции процесса цветения разным растениям нужно разное количество света в сутки. Существуют растения длинного дня, короткого дня и нейтральные.

Нейтральные растения начинают цвести, если в течение нескольких недель они получают достаточное количество света (довольно яркий свет 12-14 часов в сутки).

Растения длинного дня образуют завязь и распускают цветки, если в течение нескольких недель они получают от 13 до 15 часов света в сутки

У растений короткого дня завязь и цветы появляются только в том случае, если 8-10 недель они получают строго определенное количество света: 12, 13 или 14 часов. Зимой количество солнечного света невелико, однако его будет достаточно для цветения растений короткого дня, к примеру пуансеттии.

Для некоторых растений, например каланхое, кактус-декабрист, хризантемы для стимуляции цветения необходимо строго определенное количество светлых часов и правильное чередование дня и ночи. Если регулярно включать электрическое освещения, прерывая ночной сон этих растений, то они могут и не зацвести.

Также растения не цветут, если они не получают своего суточного минимума. Для таких растений можно применять искусственное освещение.

Зачем нужно искусственное освещение?

Искусственное освещение используется:

- если растения находятся в условиях недостаточной освещенности солнечным светом: в углах комнат с окнами на север, в комнатах с жалюзями и плотными занавесями;
- для стимуляции цветения некоторых цветущих растений, например, узамбарских фиалок;
- для выращивания таких красочных растений, как бегонии, бромелиевые;
- для поддержания роста растений, не требующих периода зимнего покоя.

Зимой, применяя зимой искусственное освещение, можно настолько продлить день, что растения короткого дня начнут цвести.

Для большинства комнатных растений вполне подходят обычные флуоресцентные лампы, а лампы накаливания для целей искусственного освещения не эффетивны.

Продолжительность искусственного освещения обычно составляет 8-12 часов, хотя для цветущих растений может потребоваться до 18 часов света для образования бутонов и их развития.

Как растения реагируют на недостаток света

Листья меньшего размера и бледнее, чем обычно
Маленькие цветки или их отсутствие у цветущих видов
Нижние листья желтеют, засыхают и опадают
Отсутствие роста или вытянутые стебли с очень длинными междоузлиями
Пестрые листья становятся зелеными

Как растения реагируют на избыток света

Коричневые или серые пятна от ожогов
Листья днем поникают
Листья тенелюбивых растений сморщиваются и отмирают

Почему в период покоя растениям нужно меньше света?

В зимнее время у растений наступает период относительного покоя. Рост большинства растений замедляется или полностью прекращается, поэтому потребность в солнечном свете минимальна.

Продолжительность периода покоя составляет от трех до четырех месяцев.

Продолжателей оказалось много. Они повторяли опыты Пристли, ставили свои и снова убеждались в способности растений очищать воздух.

Но вскоре ученые обнаружили еще одну особенность. Оказывается, растение очищает воздух днем, в присутствии солнечного света. Ночью оно прекращает эту работу.

Заметили, что на ночь не следует приносить в комнату много цветов. Будет тяжело дышать, потому что ночью растение забирает чистый воздух, или, как теперь говорят, поглощает кислород.

Тут мы должны будем немного задержаться. Нельзя продолжать рассказ о раскрытии тайн зеленого растения, не сказав о воздухе, в котором живет растение.

Еще в младших классах школы вам рассказывали о воздухе. Вы знаете, что это смесь газов: азота, кислорода, углекислого газа и некоторых других. Мы их не видим, потому что они бесцветны. Они не имеют ни запаха, ни вкуса. Но для науки это не было препятствием. Ученые изучили состав воздуха и даже вычислили, сколько какого газа в нем содержится. Больше всего в воздухе оказалось азота.

Ученые исследовали воздух, вдыхаемый живыми существами, и воздух выдыхаемый. И что же обнаружилось? Азота выдыхают столько же, сколько вдыхают. Следовательно, азот воздуха не используется организмом.

А вот кислорода в выдыхаемом воздухе почти нет. Вместо него появляется другой газ - углекислый.

Возьмите немного известковой воды и через стеклянную трубку подышите в воду - она замутится. Отчего это?

Так действует на известковую воду углекислый газ, который вы выдохнули.

Все живые существа выдыхают углекислый газ. А растения? Как дышат они? И дышат ли вообще?

Конечно, у растений нет особых органов дыхания - легких, как у нас с вами. Но ведь и человек дышит не только легкими, а еще и кожей.

Дыхание растения похоже на наше кожное.

Воздух входит в него и выходит обратно через маленькие отверстия в листьях. Их можно увидеть под микроскопом. Они называются устьицами.

Интересной способностью обладают эти устьица: они то широко раскрываются, то делаются узенькими щелочками, а иной раз и совсем закрываются. Через них-то и проникает воздух в растения; через них же из растения испаряется влага.

Растение, так же как и человек, использует для дыхания только кислород, а выдыхает углекислый газ.

Эти маленькие отверстия в листе - устьица - видны под микроскопом.

Вы можете проверить это. Проделайте такой опыт. Достаньте несколько листьев примулы и опустите черешками в воду.

Рядом с листьями поставьте немного известковой воды в стакане. Теперь закройте все это большой банкой и поставьте в темное место. Через некоторое время загляните в стакан с известковой водой - она замутилась.

Приготовьте в другом стакане еще немного известковой воды и опять, как в прошлый раз, через трубку подышите в нее. Она тоже замутится.

И вы и листья примулы выдохнули углекислый газ, поэтому известковая вода замутилась.

Но почему надо было ставить листья в темное место? Разве на свету листья бы не дышали? Нет, не в том дело.

На свету листья тоже дышат, но одновременно они выполняют другую работу, которая как бы заслоняет, не дает увидеть процесс дыхания.