Учебник для 6 класса

Биология

§ 15. Фотосинтез

Вспомните

1. Какие вещества входят в состав растений?
2. Какова роль хлоропластов в жизни растений?

В конце XVIII в. ученые с помощью опытов выяснили, что для нормального роста и развития растениям необходимы вода, минеральные и органические вещества. Вы уже знаете, что воду и минеральные вещества растение получает из почвы.

Откуда в растении берутся органические вещества? Где, в каких органах и клетках они образуются? В настоящее время ученые нашли ответы на эти вопросы. Они установили, что такие органические вещества, как сахар и крахмал (углеводы), образуются из углекислого газа и воды в клетках, содержащих хлоропласты. Для образования органических веществ необходима световая энергия.

Процесс образования органических веществ из неорганических (углекислого газа и воды) в хлоропластах с использованием энергии света называют фотосинтезом (рис. 41).

Рис. 41. Фотосинтез

Фотосинтез происходит только в тех клетках, которые содержат хлоропласты. В хлоропластах имеется зеленый пигмент хлорофилл, который придает растению зеленую окраску. Именно он улавливает энергию света, необходимую для образования органических веществ.

У растений имеются приспособления для улавливания световой энергии: широкая и плоская листовая пластинка; расположение листьев на стебле так, чтобы они не затеняли друг друга; прозрачная кожица, через которую, как через стекло, свет проникает внутрь листа.

Углекислый газ, необходимый для фотосинтеза, растение поглощает из воздуха.

Часто в растениях образуется больше органических веществ, чем может быть немедленно израсходовано для роста и других жизненных процессов. Часть органических веществ запасается в семенах, клубнях, луковицах. Наиболее важным и часто запасаемым растениями веществом является крахмал.

Какова же роль фотосинтеза в природе и жизни человека? Созданные в процессе фотосинтеза органические вещества — источник пищи и энергии для всего живого на Земле. За миллиарды лет на нашей планете накопились большие запасы органических веществ в виде каменного угля и торфа. Все это бывшие растения, в которых запасена преобразованная солнечная энергия.

В процессе фотосинтеза растения выделяют кислород. Именно благодаря фотосинтезу поддерживается постоянство газового состава в атмосфере. В настоящее время содержится около 21% кислорода и 0,03% углекислого газа. В использовании растением солнечной энергии проявляется связь между Землей и Космосом — космическая роль растений. Поглощение в процессе фотосинтеза углекислого газа служит препятствием для увеличения его содержания в атмосфере. Выделяемый при фотосинтезе кислород в виде озонового экрана атмосферы защищает все живое от губительного ультрафиолетового излучения.

Человек широко использует продукты фотосинтеза не только в пищу, но и в хозяйственной деятельности как строительный материал, сырье для производства вискозного шелка, бумаги, спирта, лекарственных препаратов и др.

Ответьте на вопросы

1. Что такое фотосинтез?
2. Какие приспособления имеют растения к улавливанию световой энергии?
3. Какова роль хлорофилла в процессе фотосинтеза?
4. Почему у растений, растущих рядом с цементным заводом, фотосинтез идет менее интенсивно?
5. В чем проявляется космическая роль растений?

Новые понятия

Фотосинтез. Хлорофилл. Хлоропласты. Органические вещества. Космическая роль растений

Подумайте!

Почему можно считать, что жизнь на Земле зависит от фотосинтеза?

Моя лаборатория

1. Установлено, что 1 га леса весной и летом за час выделяет кислорода столько, что его достаточно для дыхания 200 человек.
2. В городском парке из-за загрязнения атмосферы интенсивность фотосинтеза у растений в 4 раза ниже по сравнению с растениями леса.

В процессе фотосинтеза образуются органические вещества и кислород. Чтобы доказать, что для образования органических веществ в листьях растениям необходим свет, поставим следующий опыт. Возьмем два листа: один с растения, стоявшего на свету, другой с растения, находившегося 2—3 дня в темноте. Прокипятим их в спирте, затем промоем листья в воде и нанесем на них раствор иода в йодистом калии.

На рисунке 42 видно, что окраска листьев неодинакова: лист растения, находившегося на свету, окрасился в сине-фиолетовый цвет из-за наличия в нем крахмала (рис. 42, а). Крахмал образуется в листе в процессе фотосинтеза. С листом растения, стоявшего в темноте, этого не произошло, так как в нем нет крахмала (рис. 42, б). Значит, для образования крахмала в листьях необходим свет.

Рис. 42. Образование крахмала в листьях зеленых растений

Возьмем веточки водного растения элодеи и поместим в банку с водой, предварительно обогащенной углекислым газом. Накроем растения воронкой, на которую надета наполненная водой пробирка (рис. 43). Поставим банку на яркий солнечный или электрический свет. Вскоре в пробирке мы увидим выделение пузырьков газа. Когда пробирка наполнится газом, выясним, что это за газ, с помощью тлеющей лучинки. Если она вспыхнет ярким пламенем, это будет подтверждением того, что в пробирке кислород. Следовательно, растение на свету выделяет кислород.

Рис. 43. Выделение растением кислорода на свету

Среди растений встречаются хищники, которые время от времени «подкармливают» себя насекомыми. Это росянка (рис. 44), венерина мухоловка и др. Обычно они растут на бедных азотом почвах. Наряду с фотосинтезом они используют в пищу белки насекомых, которых ловят с помощью специальных приспособлений.

Рис. 44. Росянка