Процесс дыхания у растений (биология, 6 класс)

Дыхание — это процесс, который происходит в клетках любого организма. Процесс представляет собой распад органических веществ на воду и углекислый газ под действием кислорода. Дополнительно при этом отмечается выделение энергии, нужной для поддержания жизнедеятельности растения. Школьниками изучается дыхание растений на биологии в 6 классе.

Оглавление:

• Понятие фотосинтез
• Особенности дыхания растений
• Факторы, влияющие на интенсивность
• Некоторые цифры и факты
• Вредное воздействие

Понятие фотосинтез

Всем клеткам нужна энергия для обеспечения жизнедеятельности. Она образуется при расщеплении органических веществ в процессе дыхания. Это расщепление названо окислением. Оно происходит под воздействием кислорода, в результате образуются вода, углекислый газ и свободная энергия.

Живые организмы должны получать кислород, необходимый для окисления органических веществ. Его они получают из воздуха. Конечный продукт дыхания выводится впоследствии в окружающее пространство.

Так дышат все животные и растения. Но растения, в отличие от животных, ещё и обладают способностью выполнять фотосинтез. Он заключается в обратном газообмене: растительный организм поглощает углекислый газ из воздуха, а вместо него выделяет кислород. Фотосинтез происходит под действием света в дневное время суток. В темноте растение получает возможность дышать.

Известно, что при фотосинтезе происходит выделение кислорода в гораздо большем количестве, нежели, чем его объем, поглощаемый для дыхания. Поэтому считается, что в общей сумме в светлое время растения выделяют кислород и поглощают углекислый газ. Вот в сущности так кратко описан процесс фотосинтеза.

Особенности дыхания растений

У животных для дыхания существует специальная система, благодаря которой происходит насыщение кислородом крови. Последняя в свою очередь разносит его по всем клеткам организма. Ученые доказали, что у растений и мхов нет специальных органов для выполнения такой функции, они поглощают кислород всей поверхностью, в большей степени листьями. Дыхание происходит круглосуточно с постоянным образованием углекислого газа. Но также клеткам растений для нормального функционирования нужен кислород.

Дыхательные центры клеток — митохондрии. Их имеют растения и животные. Именно там проходит окисление органических веществ. Процесс сопровождается выделением энергии. Причем вода остаётся в клетке, а газ диффундирует, то есть покидает клетку после чего может использоваться в фотосинтезе.

Растения от животных отличаются отсутствием специальных дыхательных органов. Газообмен проходит через маленькие отверстия, имеющиеся в покровных тканях:

• устьица;
• чечевички.

Устьица имеют клетки, меняющие тургор (наполненность водой). Они могут закрывать устьичную щель, цель которой осуществлять газообмен и испарение воды листьями.

Дыхание идет ступенчато, распадаясь на конечные продукты. А перед этим происходит множество реакций, в результате которых образуются и вновь распадаются органические кислоты.

Дыхательный процесс и фотосинтез противоположны друг другу, в органах растений они следуют один за другим. Фотосинтез — это способ питания. В его ходе образуются вещества, содержащие энергию, которая получена в виде света. Дыхание — это способ освобождения энергии, которой запаслись питательные вещества.

В разных органах интенсивность дыхания проходит не одинаково. Активнее всего дышат:

• семена при прорастании;
• цветы в стадии распускания;
• растущие органы.

Биологи не советуют помещать срезанные букеты вблизи спальных мест, так как они поглощают много кислорода и выделяют углекислый газ. Корни подобно надземным органам, имеют свойство дышать. Для того чтобы этот процесс проходил нормально и ничем не сдерживался, нужно рыхлить почву.

Факторы, влияющие на интенсивность

Каким будет этот процесс, усиленным или замедленным, зависит от окружающей среды. Воздух в помещениях характеризуется такими физическими свойствами:

• температура;
• влажность;
• содержание кислорода в воздухе.

Увеличение любого из этих факторов ведет к усилению интенсивности дыхательного процесса. Человек может управлять дыханием семян и плодов, чтобы сохранить урожай и материал для посева. В помещении, где хранят семена, нужно поддерживать определенную влажность, температуру и в обязательном порядке обеспечить приток свежего воздуха.

Прорастающие зерна теряют от 3% до 10% сухого вещества. При неблагоприятных окружающих условиях для прорастания необходимо больше питательных веществ, и дыхание ростков происходит интенсивнее. Выделяемая в дыхательном процессе энергия, тратится на развитие и рост органов растений. Это можно подтвердить опытом на примере поглощения прорастающим семенным материалом кислорода с выделением газа.

Потребуются две стеклянные банки. В первую нужно положить проросшие горошины (20−30 штук). Во вторую помещают столько же сухих семян гороха без признаков прорастания. Банки плотно закрывают и ставят в тепло. Через неделю в оба сосуда опускают зажженную свечу. В банке, где находится сухой горох, свеча не гаснет. Это следствие того, что дыхание сухих семян замедлено, за неделю весь кислород не поглотился.

В другой банке, где были проросшие семена, свеча гаснет практически мгновенно. Это происходит из-за интенсивности дыхательной деятельности гороха, понятно, что он поглотил весь кислород в банке. Ведь известно, что для поддержания горения нужен кислород.

В стадии набухания и роста семян дыхание в тканях усиливается. Межклеточное воздушное пространство облегчает движение газов. Наиболее высокая интенсивность дыхательного процесса у молодых тканей и органов. После окончания активного роста дыхание тканей становится слабее. Но также активность зависит от вида растения: высокогорные и светолюбивые растения дышат интенсивнее, если сравнивать их с теневыносливыми. Повышение температуры ведет к усилению дыхания. Но в знойную погоду оно значительно ослабевает, при 45−50 градусах процесс совсем может остановиться.

Некоторые цифры и факты

Сухие семена, имеющие влажность от 10% до 2%, дышат слабо. Как только содержание влаги в семенах достигнет 33%, они начинают дышать сильнее, расход питательных веществ становится больше, что приводит к прорастанию семян. Этот факт учитывается при хранении посевного материала в зернохранилищах: влажность зерен должна держаться на уровне 12%−14%. Такие условия позволяют сохранить семена в течение длительного срока.

Температура окружающей среды здорово влияет на интенсивность дыхания посевного материала. Зимой при температуре около 25 °C семена продолжают дышать, но этот процесс слегка замедляется. Он может прекратиться при температуре 50 °C. При низкой температуре дыхание также становится медленнее, это происходит, например, с клубнями картофеля, хранящимися при низкой температуре.

Хорошая освещенность ускоряет дыхание растений. Теневыносливые особи дышат слабее светолюбивых. Для замедления процесса рекомендуется помещать молодые проростки в темное помещение.

Все живое на Земле, за редким исключением некоторых бактерий, требует кислорода. В воздухе кислород имеет свою процентную долю. Она составляет 21%. Все остальное — азот, углекислый газ, инертные газы. Отходы промышленного производства, попадающие в воздух, изменяют это соотношение, такое смещение губительно действует на растительный и животный мир.

Вредное воздействие

Учеными и аналитиками часто высказываются мнения об озоновых дырах и парниковом эффекте. Вредные вещества, накапливаясь в атмосфере, отрицательно воздействуют на состояние воздушной оболочки Земли, и, следовательно, на всю живую природу, в том числе на растения. Замедляется их дыхание.

Есть много факторов, которые загрязняют атмосферу:

1. Углекислый газ, который выделяют все живые организмы.
2. Производственные отходы (зола пыль, сажа, угарный газ, дым, копоть).
3. Выхлопные газы автомобильного парка.
4. Ядовитые газы от синтетических веществ, созданных химическим путем.
5. Химикаты, используемые в сельском хозяйстве.

Негативное воздействие вредных примесей в воздухе замедляет рост и развитие растений. Кислород нужен не только надземным органам, но и корням, которые находятся в почве. Если не перекрыть приток воздуха к корням, растения погибнут. Постоянное нахождение корней в воде приведет к загниванию и гибели всего растительного организма, так как не будет снабжения всей надземной части питательными веществами и жидкостью.

Зеленые растения создают органические вещества в природе и обеспечивают атмосферу кислородом благодаря фотосинтезу. Они также участвуют в создании почв и запасают энергию Солнца в виде органических веществ, которые нужны всему живому на Земле.

Растения имеют большое значение в формировании всей экосистемы земного шара. Это своеобразные лёгкие планеты. Очень важно это понимать и беречь зеленые насаждения.