Как растения вырабатывают кислород

Как дышат растения? Практическое изучение вопроса

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

Атмосфера Земли в древние времена была лишена кислорода. Однако углекислого газа было довольно много. В процессе эволюции у растений выработалась способность к его поглощению. В результате энергия солнечного света преобразовывалась в питательные вещества.

, 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 О2 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.

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 кислород, растения выделяют 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 сахарного тростника 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 О2 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 выявить потребность 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.

Источник: https://FB.ru/article/136990/kak-dyishat-rasteniya-prakticheskoe-izuchenie-voprosa

Какое дерево выделяет больше кислорода?

Наши читатели не раз задавали нам вопрос: «Какое дерево больше всего выделяет кислорода?». Можно было бы с уверенностью ответить: «Это тополь», однако не все так просто.

Кислородная продуктивность зависит не только и не столько от породы дерева. Необходимо также учитывать его возраст, размеры, место произрастания, сезонную активность.

Но и это еще не все… Попробуем разобраться в деталях и начнем с истории вопроса.

Опыты Пристли

Еще много веков назад ученых заинтересовала проблема улучшения качества воздуха, его очистки. Уже давно было известно, что при дыхании воздух «ухудшается». Работал в данной области и английский священник, естествоиспытатель и химик Джозеф Пристли (1733–1804).

Он сделал предположение, что растения могут улучшать состав воздуха. В 1771 году Пристли проделал простой, но очень информативный опыт. Он поместил под стеклянный герметичный колпак мышь. Через некоторое время зверек начал судорожно корчиться, широко открывать рот и вскоре умер.

Джозеф Пристли

Пристли пришел к выводу о том, что чистый воздух под колпаком кончился, а выдыхаемый мышью стал не пригоден для дыхания. Во втором эксперименте он поместил вместе с мышью под колпак мяту, растущую в горшочке. В соседстве с растением мышь свободно дышала герметично закрытая колпаком.

Ученый продолжил свои опыты, меняя условия: ставил колпак с мышью и растением на окно, убирал в темный шкаф… И сделал абсолютно правильный вывод о том, что растения на свету «улучшают» воздух, «испорченный» дыханием и горением.

Так Джозеф Пристли стал одним из первооткрывателей кислорода, углекислого газа и фотосинтеза.

Фотосинтез

В процессе фотосинтеза происходит разложение воды на кислород, который выделяется в атмосферу, и водород, идущий на восстановление углекислого газа, следствием чего является образование органических веществ.

Учеными установлено, что при фотосинтезе образуются не только углеводы, но и белки. А углекислый газ попадает в растение не только из воздуха через устьица, но и в виде углекислоты поглощается корнями из почвы.

Наблюдать процесс выделения кислорода можно на очень простом опыте, который является одним из популярных в школьном курсе биологии. Водное растение элодея (фрагмент побега) помещается в сосуд с водой.

Растение накрывают воронкой, на свободный конец которой надевают пробирку и ставят рядом с источником света. Через некоторое время в клетках элодеи образуется кислород, он скапливается в межклетниках.

Сквозь срез стебля газ выделяется в виде непрерывного потока пузырьков и накапливается в пробирке. Доказать, что это кислород, не представляет особого труда. Достаточно опустить в пробирку тлеющую лучину.

Данный опыт интересен и тем, что доказывает прямую зависимость интенсивности выделения кислорода от степени освещения. Удаляя и приближая источник света к растению можно наблюдать изменение скорости образования пузырьков кислорода.

У теневыносливых растений пик активности фотосинтеза наблюдается в полутени.

Зависимость от света

Скорость фотосинтеза прямо пропорциональна увеличению интенсивности света.

Следует заметить, что интенсивность фотосинтеза (и выделение кислорода) различна у разных видов растений:

• у теневыносливых растений пик активности фотосинтеза наблюдается в полутени;
• у светолюбивых интенсивность фотосинтеза высока только при полном солнечном освещении.

У деревьев также прослеживаются периодические изменения в интенсивности фотосинтеза. Угнетение процесса фотосинтеза происходит в полуденные часы, когда устьица на листьях закрываются с целью уменьшения испарения и потери растением влаги.

Опыты показали, что освещение растений постоянно в течение 24 часов не увеличивает процесс фотосинтеза. Депрессия фотосинтеза наступает в ночные часы, что коррелируется внутренними факторами. Интересен и тот факт, что зеленый лист может использовать в процессе фотосинтеза только 1 % падающей на него солнечной энергии.

Зависимость от температуры

Не только свет, но и температура окружающей среды влияет на процесс образования органических веществ и выделение кислорода. Максимальная интенсивность фотосинтеза у большинства растений умеренного пояса отмечается в диапазоне от +20 до +28 °С. При повышении температуры интенсивность фотосинтеза падает, а интенсивность дыхания, наоборот, возрастает.

Опыты показали, что освещение растений постоянно в течение 24 часов не увеличивает процесс фотосинтеза.

Зависимость от углекислого газа и загрязнений

Огромное влияние на процесс фотосинтеза оказывает содержание углекислого газа в воздухе. В среднем концентрация углекислого газа невелика и составляет 0,03 % объема воздуха.

Повышение концентрации всего лишь на 0,01 % способствует повышению продуктивности фотосинтеза и урожайности растения вдвое.

Незначительное понижение концентрации углекислого газа, наоборот, резко снижает продуктивность процесса фотосинтеза.

Собственное дыхание растений

Не следует забывать, что растение, как и любой другой живой организм, круглосуточно дышит, выделяя углекислый газ и поглощая произведенный кислород. Ведь дыхание — процесс, обратный фотосинтезу.

Кроме того, ночью фотосинтез останавливается, но растение продолжает дышать. Поэтому количество выделенного деревом кислорода реально получается ниже, так как часть его оно использует для дыхания.

Фотосинтез в цифрах

Ежегодно растительность Земли связывает 170 млрд т углерода, и ежегодно в растениях синтезируется около 400 млрд т органических веществ.

Наиболее высокая производительность кислорода отмечена у дуба и лиственницы (6,7 т/га), у сосны и ели (4,8—5,9 т/га).

Ежегодно 1 га средневозрастного (60-летнего) соснового леса поглощает 14,4 т углекислоты и выделяет 10,9 т кислорода.

За тот же период 1 га 40-летней дубравы поглощает 18 т углекислоты и выделяет 13,9 т кислорода.

Зеленые насаждения на площади 1 га поглощают за 1 ч столько углекислоты, сколько в течение этого времени выдыхают 200 человек. При образовании 1 т абсолютно сухой древесины независимо от древесной породы поглощается в среднем 1,83 т углекислоты и выделяется 1,32 т кислорода.

Для обеспечения поглощения нормы кислорода 1 человеком в год (400 кг) необходимо иметь площадь лесов на 1 человека 0,1—0,3 га. Одно крупное дерево выделяет столько кислорода, сколько нужно 1 человеку в сутки для дыхания.

Рекордсмен

Приблизительно можно считать, сколько в дереве сухого вещества по массе, столько же по массе это дерево за всю свою жизнь выделило в атмосферу кислорода.

Соответственно, чем дерево крупнее и быстрее растет – тем больше оно выделяет кислорода в атмосферу.

Тополь, действительно, одно из самых быстрорастущих деревьев, потому и кислорода он выделяет больше других за время жизни.

Взрослый тополь в возрасте 25–30 лет выделяет в 7 раз больше кислорода, чем такое же растение ели. Тополь также хорошо увлажняет воздух и устойчив к загрязнению воздуха.

Пылезащитные свойства

Говоря о роли деревьев в улучшении качеств воздуха, не следует забывать о пылезащитных свойствах. Нагляднее всего это продемонстрируют цифры.

Шероховатые крупные листья вяза удерживают в 6 раз больше пыли, чем гладкие листья тополей. На высоте 1,5 м от земли задерживается в 8 раз больше пыли, чем на вершине кроны (на высоте около 12 м).

В течение года 1 га елового леса задерживает 32 т пыли, а 1 га дубравы – 56 т.

Ионы и фитонциды

Кислород, образуемый в лесных насаждениях, насыщен ионами отрицательного заряда, в отличие от кислорода, выделяемого фитопланктоном океанов. Количество отрицательных ионов зависит от состава лесов: больше всего их образуется в лиственничных и сосновых лесах.

В настоящее время учеными установлена фитонцидная активность почти для всех видов деревьев и кустарников средней полосы России. Так, 1 га березового леса в сутки выделяет до 3 кг фитонцидов, а можжевелового – до 30 кг. При этом отмечается высокая противомикробная активность фитонцидов хвойных деревьев.

Источник: https://givoyles.ru/articles/nauka/kakoe-derevo-vydelyaet-bolshe-kisloroda/

Как растения вырабатывают кислород

• 1 Вопросы в начале параграфа
• 2 Задания
• 3 Задания
• 4 Подумайте

1. Какие вещества входят в состав растений?

В состав растений входят органические вещества, вода и минеральные вещества.

2. Какие органические вещества вы знаете?

Белки, липиды (жиры и жироподобные вещества), углеводы. 

3. Какое вещество придаёт листьям зелёную окраску?

Зелёную окраску придаёт листьям зелёный пигмент хлорофилл.

Задания

Изучив параграф учебника и дополнительный текст, подготовьте сообщение «Роль зелёных растений в обеспечении энергией живых организмов на нашей планете».

Роль зелёных растений в обеспечении энергией живых организмов на нашей планете

Без всякого преувеличения можно утверждать что зелёные растения — это главный поставщик энергии для живых организмов на нашей планете. Не будь зелёных растений и жизнь на Земле была бы невозможна: люди и животные исчезли бы с лица планеты за считанные часы.

Это действительно так! Солнце — главный источник энергии на планете. Оно согревает и освещает Землю и всё живущее на ней. Но без зелёных растений ни люди, ни животные не смогли бы в полной мере воспользоваться щедростью солнца. Зелёные растения своими листьями ловят каждый лучик света и под его воздействием преобразуют его в энергию, которой могут воспользоваться люди и животные.

Например, растения умеют преобразовывать неорганические вещества в органические. Под лучами солнца они из воды и углекислого газа синтезируют глюкозу, а из неё они делают такие необходимые нам и животным белки, жиры и углеводы. Употребляя растения в пищу живые существа на планете наполняются энергией, необходимой для роста, развития и продолжения рода. 

Растения способны передавать нам энергию не только при употреблении их в пищу, но и другими путями. Например, несколько миллионов лет назад из древних умерших растений образовались самые разнообразные полезные ископаемые: торф, уголь, горючие сланцы и т.д.

Добывая эти полезные ископаемые современный человек получает энергию необходимую ему для обогрева жилища и получения электричества. Так что без растений мы не смогли бы пользоваться ни компьютером, ни телевизором, ни холодильником, ни стиральной машиной. Мало того, вся промышленность, оставшись без энергии, не смогла бы произвести ни одну нужную человеку вещь.

Зелёные растения не только дают всему живому энергию, но и создают условия, чтобы этой энергией мы могли воспользоваться. Человек не может действовать и развиваться без кислорода. Животные не могут охотиться и жить не дыша. Все живое должно дышать, причём не просто дышать, а вдыхать кислород.

Но способность преобразовывать в кислород углекислый газ есть только у зелёных растений, в листьях которых находятся уникальные пластиды — хлоропласты.

 Словно маленькие химические фабрики они день за днём поглощают миллионы кубометров углекислого газа и производят необходимый для дыхания всего живого кислород.

Так что зелёные растения — это лёгкие планеты, которые наполняют людей и животных энергией жизни — кислородом.

Роль зелёных растений в обеспечении энергией живых организмов на нашей планете сложно переоценить — ведь именно они дают нам пищу, тепло, кислород и все, что необходимо людям и животным для жизни на Земле.

Подумайте

1. Можно ли утверждать, что строение листа приспособлено к осуществлению фотосинтеза?

Процесс фотосинтеза — это процесс преобразования неорганических веществ в органические посредством использования световой энергии.

Листья растения прекрасно приспособлены для осуществления этого процесса:

• устьица листа поглощают углекислый газ из окружающего воздуха;
• сосуды листа доставляют от корней растения воду;
• листовая пластина листа поглощает максимальное количество солнечного света;
• хлоропласты, находящиеся в клетках мякоти листа, под воздействием солнечного света перерабатывают воду и углекислый газ (неорганические вещества) в глюкозу (органическое вещество), то есть осуществляют фотосинтез.

2. Как вы думаете, выделяют ли кислород водные растения?

Да, водные растения также выделяют кислород, так как в их листьях также имеются хлоропласты, они поглощают углекислый газ, получают воду и находятся под воздействием солнечных лучей.

Выделяемый водными растениями кислород аэрирует воду (наполняет воду кислородом), что создаёт условия для дыхания рыб и других обитателей водоёма.

Источник: https://english-usa.ru/kak-rasteniya-vyrabatyvayut-kislorod/

Топ-10 растений, активно выделяющих кислород: они должны быть в каждом доме

Для многих хозяек комнатные растения являются средством украшения домашнего интерьера. Но вместе с тем многие растения приносят настоящую пользу для организма человека, поскольку активно выделяют кислород, как на протяжении дня, так и в ночной период времени.

Высокая концентрация кислорода в помещении оказывает на организм благотворное действие, успокаивая, снижая нервозность и беспокойство, являясь активным средством для борьбы с бессонницей и обеспечивая здоровый сон.

 Рассмотрим, какие же растения активно выделяют кислород и по этой причине их рекомендуется держать в доме?

Фикус Бенджамина

Это неприхотливое в уходе растение, является богатейшим источником кислорода при условии обеспечения ему регулярного полива и доступа в дневное время солнечного цвета. Листья растения к  тому же успешно применяются в народной медицине, для лечения сахарного диабета, астмы и борьбы с запорами. Это вечнозеленое деревце помимо прочего станет прекрасным украшением интерьера дома.

Алоэ Вера

Это растение по праву можно назвать уникальным и оно должно быть в каждом доме. К тому же алоэ вера не нуждается в особом уходе, растение неприхотливо и с легкостью размножается.

В ночной период времени листья алоэ не только выделяют кислород, но и проводят обеззараживание воздуха в помещении, способствуя избавлению от всех микробов.

Если поставить цветочный горшок рядом с новой мебелью, то можно с уверенностью сказать, что это растение выведет из воздуха все имеющиеся в нем токсичные и вредные вещества. Сок алоэ успешно используется в народной медицине.

Тещин язык (Сансевиерия)

Это растение, обладающее массой полезных средств, является мощнейшим природным очистителем воздуха. Тещин язык так же неприхотлив в уходе и поэтому подойдет даже для самых ленивых и забывчивых хозяек.

Орхидея

Орхидея это один из самых красивых цветов, который, без преувеличения, можно назвать желанным украшением любого домовладения. Орхидея прекрасна не только своими внешними качествами. Доказано, что в ночное время растение выделяет большое количество кислорода, в связи с чем его рекомендовано располагать в спальне.

Зигокактус

Это растение, так же известное под названием «декабрист», вырабатывает кислород в основном в ночное время суток. Эта разновидность кактуса хорошо переносит затемнение и не предъявляет особых требований к его уходу.

Герань

Научно доказан тот факт, что герань является настоящим природным дезинфектором. Выделяемые растением пары эфирных масел повышают настроение, способные избавить от депрессивного состояния и ощущения тревоги, а листья герани наполнят дом кислородом. Однако стоит учитывать, что цветок обладает специфическим ароматом, и немало людей такой аромат переносят очень плохо.

Пальма Арека

Это растение часто используется для украшения коридоров поликлиник и больниц. Этот представитель семейства пальмовых прекрасно вписывается в любой интерьер и служит отличным его украшением, а вместе с тем зеленые деревца – это богатейший источник кислорода.Листья растения поглощают находящиеся в воздухе вредные компоненты и выступают отличным регулятором влажности воздуха.

Гербера

Для многих гербера ассоциируется более с уличным цветком, нежели с комнатным. Однако это не совсем соответствует действительности. Комнатные виды гербер предъявляют определенные требования к их уходу, но вместе с тем, при заботливом отношении к растению оно успешно будет в ночное время поглощать углекислый газ и выделять кислород.

Ним

Дерево ним, известное так же как «азадирахтаиндийская», признано символом чистоты, который способствует не просто очищению воздуха, но и его дезинфекции. Кроме того растение действует подобно естественному пестициду, он создает непреодолимый барьер между человеком и различными комарами и мошками, которые не переносят этого деревца.

Каланхоэ

Обладая необычайной красотой, это растение отличаети масса присущих ему полезных свойств. Каланхоэ как в дневное, так и в ночное время наполняет воздух необходимым кислородом. Установлено, что запах растения является эффективным средством борьбы с плохим настроением, депрессивным состоянием и расстройствами сна.

Растения, выделяющие кислород, должны, непременно, стать обитателями каждого дома. Не доставляя проблем в уходе за собой, они сделают сон по-настоящему здоровым и крепким.

Источник: https://opencod.info/stati/top-10-rastenij-aktivno-vydelyayushhih-kislorod-oni-dolzhny-byt-v-kazhdom-dome