Фотосинтез

Растения поставляют нам кислород и органические вещества, и всё это благодаря процессу фотосинтеза.

Лист является важнейшим органом растения, в котором из неорганических веществ образуются органические. Этот процесс называется фотосинтезом (от греческих слов «фотос» — свет, «синтез» — соединение).

Способность к фотосинтезу характерна только для зелёных растений, некоторых бактерий и протистов. Грибы, большая часть бактерий, многие протисты и все животные не способны осуществлять фотосинтез, т. к. в их клетках нет хлоропластов.

Для того чтобы разобраться, какие условия необходимы для протекания фотосинтеза, проделаем несколько несложных опытов.

Возьмём два одинаковых комнатных растения. Одно из них поставим туда,  где оно будет освещаться ярким солнечным светом. Второе растение поставим в тёмный место, куда солнечный свет вообще не проникает.

Через неделю срежем с каждого растения по одному листу. Опустим листья сначала в кипящую воду, а затем на несколько минут в горячий спирт, пока листья не обесцветятся. Промоем обесцвеченные листья, расправим их и обработаем слабым раствором йода. Известно, что от йода синеет крахмал. Тот лист, который был на свету, посинел. Второй же лист, на который не попадал солнечный свет, остался бесцветным.

Опыт показывает, что только в том листе, который был освещён солнцем, образовался крахмал.

На самом деле первоначально под действием света в листьях образуется сахар. Но он быстро превращается в крахмал, который накапливается в листьях. В темноте крахмал вновь превращается в сахар, который по проводящим тканям оттекает от листьев к другим органам растений.

Органические вещества используются растением для различных целей: идут на построение его тела, откладываются в запас, используются при прорастании семян.

Далее возьмём растение, у которого на листьях есть белые участки, лишённые хлорофилла. Выдержим это растение, например пеларгонию, некоторое время на ярком свету для того, чтобы в листьях образовалось достаточное количество крахмала. После этого лист срежем и проделаем с ним то же, что и в первом опыте. Лист окрашивается в синий цвет не полностью. Те участки листа, где не было хлорофилла, остаются белыми.

Этот опыт показывает, что для образования органических веществ из неорганических в клетках листа должны быть хлоропласты, содержащие хлорофилл. Только в таких клетках будет протекать процесс фотосинтеза.

Чтобы ответить на вопрос, из каких веществ образу­ются органические вещества, проведём следующий опыт. Возьмём комнатное растение с крупными листьями. Один его лист, не срезая, поместим в прозрачный полиэтиленовый пакет, в который свободно проходит воздух. Второй лист тоже поместим в такой же пакет, но воздух, который будет попадать в этот пакет, предварительно пропустим через раствор щёлочи, поглощающий углекислый газ. Через несколько дней срежем оба листа и проделаем с ними то же, что и в первом опыте. Выясняется, что лист из того пакета, где не было углекислого газа, не окрасился, то есть в нём не было крахмала, второй лист окрасился в синий цвет.

Опыт показывает, что растению для образования органических веществ в процессе фотосинтеза необходим углекислый газ.

Как показали исследования, для фотосинтеза растениям необходима еще и вода.

Проведём еще один опыт. Возьмём две ёмкости и опустим в них стаканы с водой, в которые поставлены веточки с зелёными листьями какого–нибудь растения. Наполним ёмкости  углекислым газом и плотно закроем, чтобы не проникал воздух. Первую ёмкость выставим на яркий свет, вторую оставим в темноте, например, поставим в тёмный шкаф.

Через сутки откроем ёмкости, опустим в них горящие лучинки. В первой — лучинка не гаснет, а продолжа­ет ярко гореть. Значит, в этой ёмкости появился какой-то газ, поддерживающий горение. Поддерживает горение только кислород. Зелёные листья растения поглотили значительную часть углекислого газа и выделили неко­торое количество кислорода. Опущенная во вторую ёмкость горящая лучинка потух­нет.

Следовательно, зелёные растения выделяют кисло­род только на свету.

Таким образом, фотосинтез — это сложный процесс образования в живых клетках, содержащих хлоропласты, на свету органических веществ из углекислого газа и воды с выделением кислорода.

Процесс фотосинтеза можно записать так: углекислый газ взаимодействует с водой на свету с образованием органических веществ и кислорода.

Фотосинтез — важнейший процесс, благодаря которому возможна жизнь на Земле. В процессе фотосинтеза зелёные расте­ния ежегодно образуют большое количест­во органических веществ, погло­щают около огромное количество углекислоты, выделяют в атмосферу свободный кислород. Поэтому озеленение городов и посёлков способствует обогащению воздуха кислородом. Благодаря фотосинтезу ежегодно запасается огромное количество  солнечной энергии.