Все растения на нашей замечательной планете выделяют кислород: деревья на вашей улице, водоросли в парковом пруду, маленький кактус на вашем окне. На суше этот процесс незаметен: мы не видим, как растения выделяют кислород, так же как мы не видим его, когда вдыхаем. Но под водой можно заметить, как над водорослями появляются крошечные пузырьки. Благодаря растениям кислород составляет более 1/5 атмосферы Земли — идеальное соотношение для нашего дыхания. В XVII веке ученые начали понимать, что растения выделяют кислород. Вначале они удивлялись, откуда брался кислород в воздухе, ведь, по их предположениям, атмосфера должна была его терять. В конце концов, день и ночь во многих местах на планете горит огонь, сжигая при этом кислород. Миллиарды животных вдыхают кислород, используют его и выдыхают затем углекислый газ. Почему в воздухе не увеличивается процент углекислого газа? И почему кислород еще до сих пор не исчез?
Некоторые ученые заметили, что свеча в маленьком закрытом пространстве со временем, израсходовав весь кислород, затухает. Однако она снова разгорается, если некоторое время в этом пространстве подержать живое зеленое растение. Стало очевидным, что растения выделяют кислород. Но, как и почему?
Вот как все происходит. Зеленые растения используют энергию солнца для производства пищи для себя — сахара. Для выработки сахаров и крахмала они берут воду из почвы и углекислый газ из воздуха. Другими словами, кислород высвобождается, когда растения питаются, то есть он является таким же побочным продуктом на фабрике по производству пищи для растений, как и приятный аромат в пекарне во время приготовления хлеба.
Зеленый цвет в листьях растений — важнейшая составляющая этого необыкновенного процесса, поскольку это цвет пигмента хлорофилла. Помните воду, которую растения всасывают из почвы? Каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Хлорофилл в листьях растений использует энергию солнечного света для расщепления молекул воды, отделения водорода от кислорода.
Некоторые атомы вновь «склеиваются» вместе, опять превращаясь в воду. При этом высвобождается гораздо больше энергии, чем нужно растению; растение использует энергию для производства вещества, называемого АТФ (аденозинтрифосфат). АТФ забирает углерод из углекислого газа и водород из расщепленной воды, превращая все это в сахара — пищу для растений! Кислород из расщепленной воды просто остается в воздухе. Таким образом, атмосфера Земли постоянно обогащается кислородом, потому что растения любят сладкое. Весь этот процесс называется фотосинтезом — в переводе с греческого, это означает «соединять при свете».
Ночью, когда света нет, растения ведут себя подобно людям — потребляют кислород из воздуха, выделяя углекислый газ. При дневном свете растения также «вдыхают» немного кислорода, но в основном в них протекает процесс фотосинтеза, в ходе которого выделяется намного больше кислорода, чем они потребляют.
Фотосинтез, обогащающий атмосферу кислородом, и дыхание животных, насыщающее ее углекислым газом, уравновешивают друг друга. Но с XIX века уровень содержания углекислого газа начал быстро расти. Поскольку углекислый газ поглощает солнечное тепло, все большие опасения вызывает «парниковый эффект», в результате которого средние температуры на Земле повышаются. А ведь даже незначительное их повышение может вызвать засухи, увеличить площади пустынь, что повлечет за собой уменьшение количества продовольствия на Земле.
Выходом из положения, возможно, станет создание новых автомобилей и фабрик, которые будут сжигать меньше бензина и угля, тем самым производя меньше углекислого газа. Также очень важно положить конец вырубке тропических лесов, ведь они — основные поставщики зеленых растений на Земле, которые очищают воздух от избыточного углекислого газа и постоянно поставляют нам кислород для дыхания.
Процессы дыхания в тканях листа протекают постоянно – как днём, так и ночью. В противоположность дыханию световая фаза фотосинтеза, во время которой происходит выделение кислорода, протекает, как правило, только днём, на свету. Эти процессы связаны с газообменом, который регулируется работой устьиц. При фотосинтезе из внешних неорганических веществ (углекислого газа и воды) создаются органические вещества, при этом поглощается энергия света и выделяется кислород. В процессе дыхания, наоборот, органические вещества расходуются, запасается энергия, которая необходима для жизнедеятельности, поглощается кислород, а выделяются углекислый газ и вода. Газовый баланс растения можно представить так: растения поглощают больше углекислого газа, чем выделяют, и выделяют больше кислорода, чем потребляют.
NB! Растения не дышат углекислым газом, они используют углекислый газ для фотосинтеза. Растения дышат кислородом. Они вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ.
Животные, точно также как и растения дышат кислородом. Однако, в отличие от растений, животные не способны к фотосинтезу, то есть они неспособны выделять кислород. Таким образом, животные потребляют кислород, а выделяют углекислый газ.
Наглядной демонстрацией описанных фактов, являются опыты, проведённые английским учёным Джозефом Пристли в 1771. Суть опыта заключалась в следующем: двух мышей помещали под колпаки, но под один из колпаков также помещали растение. Та мышь, которая была под колпаком без растения, погибала, тогда как мышь в колпаке с растением оставалась жить. Растение вырабатывает кислород в результате фотосинтеза, который необходим мыши для дыхания.
Даже биохимические реакции, протекающие в организме при дыхании, одинаковы у растений и животных. Но что такое дыхание и для чего нам кислород? Он нужен, чтобы окислять органические вещества, которые мы получаем с пищей. При окислении пищи освобождается энергия, заключенная в органических молекулах. То есть, дыхание необходимо для добывания энергии. Конечно, у растений нет ни рта, ни легких, они дышат не так, как люди. Но принцип одинаков – растения дышат, добывая кислород, чтобы получить энергию.
В древности в атмосфере Земли кислорода не было, зато углекислого газа было значительно больше. Растения и выработали у себя способность поглощать углекислый газ и, добывая энергию из солнечных , образовывать из него необходимые вещества. А в атмосферу они выделяли кислород, давший жизнь всему "дышащему миру". Ну а как же все происходит на опыте?
Ученые провели интересный опыт. Они выращивали капусту и свеклу сначала на воздухе. Затем поставили половину растений в камеру, в которой кислорода было всего 2,5%. Другая половина партии, контрольные растения, осталась на воздухе при 21% кислорода. И те и другие растения освещались круглосуточно. Можно подумать, что растения без кислорода погибнут, но это неправда. Через шесть суток они весили вдвое больше, чем контрольные!
Но как же так? Разве растения дышат без кислорода. Просто растения умеют очень эффективно использовать энергию солнечного света. А когда свет сменяется темнотой, растения переключаются с одного источника энергии на другой. На свету они синтезируют органические вещества, используя энергию света, а в темноте дышат, добывают энергию окислением веществ, образовавшихся на свету. Это дыхание называется темновым. Такое переключение позволяет растению экономить внутренние резервы, раз ему доступен солнечный свет – внешний источник энергии.
Однако растения дышат и на свету. Но это приносит им только вред. Поглощая кислород, они выделяют углекислый газ – основную свою пищу. Поэтому начинают медленнее расти. Правда растения без светового дыхания все-таки есть. Это кукуруза и сахарный тростник. Известно, как быстро и мощно они разрастаются.
О причине возникновения светового дыхания пока существуют лишь гипотезы. Ученые предполагают, что световое дыхание получило начало от симбиоза примитивных фотосинтезирующих организмов с нефотосинтезирующими, дышащими. Симбиоз – это взаимное воздействие, полезное обеим сторонам. Маленькие фотосинтетики, живущие в воде, поглощали из среды углекислый газ и выделяли кислород. Если бы в среде не было дышащих организмов, которые, наоборот, поглощали кислород и выделяли углекислый газ, то скоро условия жизни стали бы для фотосинтетиков невыносимыми. Поэтому выжили лишь те, которые, в свою очередь, были чем-то полезны для нефотосинтетиков. Одним из способов быть полезным могло служить выделение каких-нибудь веществ, которыми могли бы питаться нефотосинтетики. Таким веществом могла быть гликолевая кислота, одно из веществ, образующихся при фотосинтезе. Ее выделяют и некоторые современные водоросли. Таким образом, фотосинтетики "кормили" нефотосинтетиков гликолевой кислотой, чтобы те поглощали из среды кислород, окисляя гликолевую кислоту. Гликолевая кислота и есть то вещество, которое через несколько биохимических превращений окисляется в растениях с образованием углекислого газа при световом дыхании. Значит, чем больше в среде кислорода, тем больше образуется гликолевой кислоты, тем интенсивнее может протекать световое дыхание и тем больше углекислого газа, поглощенного при фотосинтезе, выделится опять в среду.
Вероятно, таким же образом разрабатывалась у растений и способность регулировать световое дыхание в соответствии с концентрацией углекислого газа. Дышащие организмы не только поглощали из среды кислород, нежелательный для фотосинтетиков, но и обогащали ее углекислым газом, необходимым для них.
Все растения на нашей замечательной планете выделяют кислород: деревья на вашей улице, водоросли в парковом пруду, маленький кактус на вашем окне. На суше этот процесс незаметен: мы не видим, как растения выделяют кислород, так же как мы не видим его, когда вдыхаем. Но под водой можно заметить, как над водорослями появляются крошечные пузырьки. Благодаря растениям кислород составляет более 1/5 атмосферы Земли — идеальное соотношение для нашего дыхания. В XVII веке ученые начали понимать, что растения выделяют кислород. Вначале они удивлялись, откуда брался кислород в воздухе, ведь, по их предположениям, атмосфера должна была его терять. В конце концов, день и ночь во многих местах на планете горит огонь, сжигая при этом кислород. Миллиарды животных вдыхают кислород, используют его и выдыхают затем углекислый газ. Почему в воздухе не увеличивается процент углекислого газа? И почему кислород еще до сих пор не исчез?
Некоторые ученые заметили, что свеча в маленьком закрытом пространстве со временем, израсходовав весь кислород, затухает. Однако она снова разгорается, если некоторое время в этом пространстве подержать живое зеленое растение. Стало очевидным, что растения выделяют кислород. Но, как и почему?
Вот как все происходит. Зеленые растения используют энергию солнца для производства пищи для себя — сахара. Для выработки сахаров и крахмала они берут воду из почвы и углекислый газ из воздуха. Другими словами, кислород высвобождается, когда растения питаются, то есть он является таким же побочным продуктом на фабрике по производству пищи для растений, как и приятный аромат в пекарне во время приготовления хлеба.
Зеленый цвет в листьях растений — важнейшая составляющая этого необыкновенного процесса, поскольку это цвет пигмента хлорофилла. Помните воду, которую растения всасывают из почвы? Каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Хлорофилл в листьях растений использует энергию солнечного света для расщепления молекул воды, отделения водорода от кислорода.
Некоторые атомы вновь «склеиваются» вместе, опять превращаясь в воду. При этом высвобождается гораздо больше энергии, чем нужно растению; растение использует энергию для производства вещества, называемого АТФ (аденозинтрифосфат). АТФ забирает углерод из углекислого газа и водород из расщепленной воды, превращая все это в сахара — пищу для растений! Кислород из расщепленной воды просто остается в воздухе. Таким образом, атмосфера Земли постоянно обогащается кислородом, потому что растения любят сладкое. Весь этот процесс называется фотосинтезом — в переводе с греческого, это означает «соединять при свете».
Ночью, когда света нет, растения ведут себя подобно людям — потребляют кислород из воздуха, выделяя углекислый газ. При дневном свете растения также «вдыхают» немного кислорода, но в основном в них протекает процесс фотосинтеза, в ходе которого выделяется намного больше кислорода, чем они потребляют.
Фотосинтез, обогащающий атмосферу кислородом, и дыхание животных, насыщающее ее углекислым газом, уравновешивают друг друга. Но с XIX века уровень содержания углекислого газа начал быстро расти. Поскольку углекислый газ поглощает солнечное тепло, все большие опасения вызывает «парниковый эффект», в результате которого средние температуры на Земле повышаются. А ведь даже незначительное их повышение может вызвать засухи, увеличить площади пустынь, что повлечет за собой уменьшение количества продовольствия на Земле.
Дыхание — один из важнейших физиологических процессов обмена веществ у растений, в результате которого происходит поглощение кислорода и окисление органического вещества с выделением углекислого газа. Дышат все живые органы, клетки и ткани растения. При дыхании выделяется энергия, за счет которой идут многие физиологические процессы. Часть энергии, не используемая растением, выделяется в виде тепла. В нормальных условиях основным дыхательным материалом являются углеводы (сахара).
Представление о начальных и конечных продуктах обмена при дыхании дает основное уравнение дыхания: C6 H12 O6 + 6*O2 = 6*CO2 + 6*H2O + + 674 ккал (сахар + кислород = углекислый газ + вода). Как видно из этого уравнения, в процессе дыхания образуется вода. Исследования показали, что в крайних условиях обезвоживания растение может использовать эту воду и предохранить себя от гибели.
Доступ кислорода ко всем органам растения — одно из основных условий дыхания. При его недостатке растение может некоторое время дышать за счет кислорода, извлекаемого из воды и Сахаров самого растения. Однако такое анаэробное дыхание возможно лишь короткое время.
При длительном недостатке кислорода растение погибает. При плохой обработке почвы или на переувлажненных почвах корням растений не хватает воздуха, а следовательно, кислорода. Кислородное голодание корневой системы замедляет поглощение воды из почвы и ее передвижение в растении. Поэтому при застое воды на отдельных участках поля большинство растений погибает. Многие дикорастущие болотные и водные растения имеют специальные приспособления для обеспечения корней кислородом. Это система межклеточных полостей, наполненных воздухом, или специальная воздухоносная ткань (аэренхима) в коре, например у тростника. У некоторых болотных тропических растений есть специальные воздушные корни.
Об интенсивности процесса дыхания судят по количеству выделяемого углекислого газа или поглощенного кислорода. Дыхание идет более интенсивно в молодом растущем растении, с возрастом интенсивность его снижается. Листья дышат интенсивнее стеблей и корней. Во время цветения повышается дыхание у цветков и снижается в других органах растения. Оно резко возрастает во время созревания плодов.
Теневыносливые растения дышат слабее светолюбивых. Для высокогорных растений характерна повышенная интенсивность дыхания. Очень активно дыхание плесневых грибов, бактерий.
На интенсивность дыхания сильно влияет температура воздуха: оно усиливается при повышении температуры с 5 до 40°, а затем резко падает. Дыхание снижается при понижении температуры, однако у зимующих растений его можно обнаружить даже при -20°. При понижении температуры до 3-5° дыхание замедляется, а это позволяет при хранении урожая сберечь тысячи тонн органического вещества, расходуемого на дыхание. Механическое повреждение растения усиливает дыхание.
Дыхание снижается при повышении содержания углекислого газа в воздухе. Этим пользуются при хранении фруктов и винограда, а также при закладке силоса, сенажа, накачивая в хранилища углекислый газ. Будучи тяжелее воздуха, углекислый газ вытесняет его из силосной и сенажной массы, подавляет дыхание, не дает консервируемой массе разогреваться и хорошо сохраняет ее.
В одном из обсуждений в группе «ЦветНовторга» (https://vk.com/cvetnovtorg) возникли вопросы о дыхании растений. Ведь большинство думают, что растения только выделяют кислород и поглощают углекислый газ, а других ситуаций не бывает. Однако всё не так просто и бывают ещё и другие ситуации. Специально для наших читателей мы расскажем о дыхании у растений и что же необычного может быть в казалось бы такой простой вещи.
Фотосинтез это процесс превращения воды и углекислого газа под действием солнечных лучей в сахар и крахмал. При этом растения выделяют кислород. Данное явление всем хорошо известно и понятно. А растения ещё и просто дышат, так же как и человек. Это называется фотодыхание — стимулируемое светом выделение углекислого газа и поглощение кислорода у растений. Первым фотодыхание зафиксировал немецкий биохимик Отто Варбург в 1920 году.
Соответственно большинство растений днём вырабатывают кислород и поглощают углекислый газ, пока есть свет, а ночью поглощают кислород и выделяют углекислый газ, когда света нет. Однако для растений пустынь характерно совсем другое поведение под названием CAM-фотосинтез. В этом случае растения ночью вырабатывают кислород и поглощают углекислый газ, а днём поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Фотосинтез происходит днём. Такой метод предохраняет растения от излишней потери воды, повышает их устойчивость к засухе. К растениям использующим CAM-фотосинтез относят алоэ, ананас, кактусы, толстянку (денежное дерево).
Поэтому не стоит заводить вышеназванные растения дома для увеличения кислорода в квартире. Все эти растения родом из засушливых регионов и очень неохотно расстаются с водой и выделяют мало кислорода. Для этих целей гораздо лучше подходят растения-кондиционеры: антуриум, бегония, лаванда, мирт, плющ, розмарин и хлорофитум. Каждое из этих растений поглощает вредные бактерии и выделяет много кислорода.
Процессы дыхания в тканях листа протекают постоянно – как днём, так и ночью. В противоположность дыханию световая фаза фотосинтеза, во время которой происходит выделение кислорода, протекает, как правило, только днём, на свету. Эти процессы связаны с газообменом, который регулируется работой устьиц. При фотосинтезе из внешних неорганических веществ (углекислого газа и воды) создаются органические вещества, при этом поглощается энергия света и выделяется кислород. В процессе дыхания, наоборот, органические вещества расходуются, запасается энергия, которая необходима для жизнедеятельности, поглощается кислород, а выделяются углекислый газ и вода. Газовый баланс растения можно представить так: растения поглощают больше углекислого газа, чем выделяют, и выделяют больше кислорода, чем потребляют.
NB! Растения не дышат углекислым газом, они используют углекислый газ для фотосинтеза. Растения дышат кислородом. Они вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ.
Животные, точно также как и растения дышат кислородом. Однако, в отличие от растений, животные не способны к фотосинтезу, то есть они неспособны выделять кислород. Таким образом, животные потребляют кислород, а выделяют углекислый газ.
Наглядной демонстрацией описанных фактов, являются опыты, проведённые английским учёным Джозефом Пристли в 1771. Суть опыта заключалась в следующем: двух мышей помещали под колпаки, но под один из колпаков также помещали растение. Та мышь, которая была под колпаком без растения, погибала, тогда как мышь в колпаке с растением оставалась жить. Растение вырабатывает кислород в результате фотосинтеза, который необходим мыши для дыхания.
Звоните нам: 8 (800) 775-06-82 (бесплатный звонок по России) +7 (495) 984-09-27 (бесплатный звонок по Москве)
Или нажмите на кнопку «Узнать больше», чтобы заполнить контактную форму. Мы обязательно Вам перезвоним.
