Дихання рослин
Дихання є умовою життя. Саме в процесі дихання звільняється енергія, яка використовується організмами для життєдіяльності. Коротко і зрозуміло про диханні рослин розповімо в даній статті.
Що таке дихання
Кожна клітина потребує енергії для життя. Отримання енергії відбувається при розщепленні органічних речовин в процесі дихання. Таке розщеплення відбувається під впливом кисню і ще називається окисленням. В результаті утворюються вода, вуглекислий газ і вільна енергія.
Необхідна рослині енергія міститься в хімічних зв’язках складних органічних речовин. Спочатку це енергія сонця, збережена в складних молекулах шляхом фотосинтезу.
Дихання у рослин принципово не відрізняється від дихання тварин, або грибів. Який газ рослини виділяють при диханні, такий же виділяють будь-які інші організми. Це вуглекислий газ.
Відомо, що на світлі рослини виділяють ще й кисень, але це відбувається в результаті іншого процесу – фотосинтезу.
Дихання йде цілодобово, тому утворення вуглекислого газу відбувається постійно. Також постійно в клітини рослин для їх нормальної життєдіяльності повинен надходити кисень.
Це ж справедливо і для рослини в цілому.
Таким чином, дихання включає два процеси:
- клітинне дихання;
- газообмін рослини із зовнішнім середовищем.
Клітинне дихання рослин
Дихальними центрами клітини є мітохондрії. Вони є і у тварин.
Саме в цих органелах відбувається окислення органічних речовин. Зазвичай такими речовинами є вуглеводи, але дихання може йти і за рахунок білків або жирів.
При окисленні виділяється енергія. Вода залишається в клітці, а вуглекислий газ шляхом дифузії залишає клітку і може відразу використовуватися в фотосинтезі.
Процес дихання ступінчастий. Вода і вуглекислий газ утворюються не відразу, а є кінцевими продуктами. До цього в ході багатьох реакцій утворюються і знову розпадаються інші речовини – органічні кислоти.
Газообмін із зовнішнім середовищем
На відміну від тварин, рослини не мають спеціальних органів дихання. Газообмін здійснюється через отвори в покривних тканинах:
Устячка розташовуються на листках. Кожне з них має клітини, здатні змінювати тургор (наповненість водою) і закривати устьічнимі щілину. Устьічниє щілини здійснюють газообмін і випаровування води листям.
Чечевички – це більші, ніж продихи, щілини на стеблах.
Повітря також може надходити в тканини рослин в розчиненому вигляді.
Дихання і фотосинтез
Між процесами дихання і фотосинтезу існує зв’язок. Це процеси протилежні, і в рослині йдуть один за іншим.
Фотосинтез є способом харчування. В ході цього процесу утворюються речовини, що містять енергію, отриману у вигляді світла.
Дихання – це спосіб звільнення енергії, запасеної в поживних речовинах.
Дихання в різних частинах рослини
Інтенсивність дихання не однакова в різних органах. Найбільш активно дихають:
- Насіння, яке проростає;
- Квіти, які розпускаються;
- зростаючі органи.
Не рекомендується ставити зрізані квіти в спальній кімнаті, оскільки вони поглинають велику кількість кисню і виділяють вуглекислий газ.
Коріння також, як і надземні органи, дихають. Для нормального дихання коренів необхідно рихлити ґрунт.
Що впливає на інтенсивність дихання
Факторами, що впливають на інтенсивність дихання, є:
- температура;
- вологість;
- вміст кисню в повітрі.
При посиленні будь-якого з цих факторів дихання стає інтенсивніше.
Людина керує диханням насіння і плодів для збереження врожаю і посівного матеріалу. Для цього в приміщеннях, де зберігається насіння, підтримується необхідна вологість, температура і забезпечується приплив свіжого повітря.
Що ми дізналися?
Вивчаючи в 6 класі дану тему, ми з’ясували, що дихання рослин – процес, що забезпечує клітини енергією. Кисень так само необхідний рослинам, як вуглекислий газ. Процеси дихання і фотосинтезу включають одні і ті ж речовини. При диханні кисень і органічні речовини є вихідними, а вода і вуглекислий газ – кінцевими продуктами. При фотосинтезі – навпаки.
Таблиця на тему “Дихання рослин”
Як і для всіх живих істот, для рослин характерно дихання. Якихось особливих органів дихання у рослин немає. Їх організм дихає всіма органами безперервно, і вдень, і вночі. У процесі дихання рослини поглинають кисень і виділяють вуглекислий газ.
Розглянемо досвід, який доводить дихання органів рослини.
У три посудини поміщаємо вологе насіння, коренеплоди і зрізані гілки рослин. Щільно прикриваємо ці судини і поміщаємо в темний шафа на дві доби.
Після цього дістаємо судини і перевіряємо склад повітря. Для цього опускаємо палаючу свічку, і вона гасне. Відповідно, якби в посудині був кисень, то Gorenje свічки продовжилося, оскільки він сприяє цьому процесу. У посудині кисню немає, значить, при диханні клітини рослин його поглинули.Однак, там високий вміст вуглекислого газу, оскільки відбувається потухання свічки, а, як відомо, цей газ не підтримує Gorenje.
Причому на даному досвіді ми можемо переконатися, що дихання відбувається не тільки в листі, а й у всіх інших органах рослин, наприклад, в насінні і коренеплодах.
У будь-якому організмі всі процеси життєдіяльності пов’язані між собою. Живлення з повітря, тобто фотосинтез, здійснюється лише тими органами, в яких міститься хлорофіл, головним чином листям.
До клітинного дихання здатні всі органи рослини:
При живленні з повітря поглинається вуглекислий газ і виділяється кисень, а при диханні навпаки. Виходить, що фотосинтез і дихання рослин, прямо протилежні процеси.
Яка ж може бути взаємозв’язок між такими різними процесами як дихання і фотосинтез?
При фотосинтезі рослинний організм збільшує кількість органічних речовин, відбувається їх накопичення, утворення нових клітин і зростання тіла. Для всього цього рослина використовує енергію сонячного світла і накопичує її у вигляді органічних речовин.
В процесі дихання організм витрачає накопичені речовини і звільняється енергія, необхідна для інших процесів. В цьому і проявляється взаємозв’язок процесів фотосинтезу і дихання, яку можна відобразити у вигляді схеми.
Обидва ці процеси необхідні для життя рослини. При всьому цьому, вони необхідні і для інших організмів. Взаємозв’язок фотосинтезу і дихання проявляється також в підтримці сталості складу повітря. Живлення рослин відбувається тільки вдень, дихання – безперервно, протягом усього часу.
Але оскільки при живленні рослина виділяє раз в 20 більше кисню, ніж поглинає його при диханні, то вдень, на світлі, відбувається збагачення повітря киснем. Вночі ж, в темряві, зелені рослини тільки дихають, і тому в повітрі стає більше вуглекислого газу.
У науці визнано, що кисень, який міститься в атмосфері, виділений зеленими рослинами в процесі живлення з повітря. Цим киснем дихає все живе на планеті.
Таблиця з поясненнями на тему “Дихання рослин”
| Процес або структура | Пояснення |
|---|---|
| Дихальні пори (стоми) | Дихальні пори, або стоми, розташовані на поверхні листків та стебел, дозволяють рослинам обмінюватися газами з навколишнім середовищем. Вони відкриваються та закриваються для регуляції водяного та газового обміну. |
| Аеробне дихання | Аеробне дихання – це процес, під час якого рослини споживають кисень та видають вуглекислий газ для отримання енергії. Він відбувається в мітохондріях та включає фази гліколізу, Кребсового циклу та фосфорилювання окислювання. |
| Гліколіз | Гліколіз – це перший етап аеробного дихання, де глюкоза розщеплюється в піраматат та надфосфат, видаючи невелику кількість енергії та підготовлюючи молекули для Кребсового циклу. |
| Кребсів цикл | Кребсів цикл – це другий етап аеробного дихання, де окислені молекули (піраматат та надфосфат) уводяться у цикл реакцій, що веде до вироблення носіїв енергії, таких як НАDН та ФАДН, і утворення CO2. |
| Фосфорилювання окислювання | Фосфорилювання окислювання – це третій етап аеробного дихання, де носії енергії, сформовані в гліколізі та Кребсовому циклі, використовуються для створення енергії у вигляді АТФ за участю електронного транспортного ланцюга. |
| Електронний транспортний ланець | Електронний транспортний ланець – це комплекс білків на мембрані мітохондрій, який використовує носії електронів (НАДН та ФАДН) для перенесення електронів та вироблення протонного градієнту для синтезу АТФ. |
| Анаеробне дихання | Анаеробне дихання – це процес, який відбувається без використання кисню. Умови анаеробного дихання можуть виникати при низьких рівнях кисню, і це може призвести до утворення молочної кислоти в рослинах. |
| Гліколіз в анаеробних умовах | Гліколіз в анаеробних умовах – це частина анаеробного дихання, де глюкоза розщеплюється на піраматат та надфосфат без використання кисню. Цей процес може відбуватися при ферментуванні або спиртовому бродінні. |
Ця таблиця надає загальний огляд процесу дихання рослин та його основних етапів.