ماذا تتنفس النباتات وماذا تزفر؟ كيف تتنفس النباتات؟ دراسة عملية للموضوع

لقد ثبت أن التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث في جسم الإنسان والحيوان هي نفسها. هل النباتات تتنفس؟ في سياق العديد من التجارب ، أعطى العلماء إجابة إيجابية على هذا السؤال.

الأكسجين ضروري لأكسدة المواد العضوية. في هذه الحالة ، يتم إطلاق الطاقة الموجودة في الجزيئات. ولكن إذا كان للإنسان فم ورئتان وأنف يدخل من خلالها الأكسجين إلى الجسم فكيف تتنفس النباتات؟ المزيد عن هذا لاحقًا في المقالة.

معلومات عامة

في العصور القديمة ، كانت محرومة من الأكسجين. ومع ذلك ، كان هناك عدد غير قليل. في عملية التطور ، طورت النباتات القدرة على امتصاصها. نتيجة لذلك ، الطاقة ضوء الشمستم تحويله إلى الأكسجين وتم إطلاقه في الغلاف الجوي ، مما أعطى الحياة لكائنات أخرى. كانت إحدى التجارب الأولى ، التي تم خلالها اكتشاف كيفية تنفس النباتات ، تجربة البنجر والملفوف. في البداية ، تم زراعة المحاصيل في الهواء الطلق. ثم تم وضع نصفهم في غرفة حيث كان محتوى الأكسجين حوالي 2.5٪. بقي الجزء الآخر في الهواء ، حيث كان O 2

21٪. تم تنفيذ الإضاءة لكل من هؤلاء وغيرهم على مدار الساعة. كان من المتوقع أن تموت النباتات الموضوعة في الغرفة بدون أكسجين. ومع ذلك ، بعد ستة أيام ، كان وزنهم أعلى بكثير من وزن أولئك الذين تركوا في الهواء. كيف تتنفس النباتات بدون أكسجين؟ المزيد عن هذا لاحقًا.

كيف تتنفس النباتات في الضوء وفي الظلام؟

الحقيقة هي أن ممثلي النباتات قادرون على استخدام الطاقة الشمسية بكفاءة عالية. عندما يحل الظلام ، يكون هناك نوع من "التبديل" من مصدر إلى آخر. كيف تتنفس النباتات في الضوء وفي الظلام؟ عند التسجيل طاقة شمسيةتخليق المواد العضوية. في بداية الظلام ، تحدث عملية أكسدة المركبات. في الحالة الأخيرة ، يتحدثون عن التنفس "المظلم" ، وفي الحالة الأولى ، يتحدثون عن التنفس "الخفيف". تتيح القدرة على مثل هذا التحويل توفير احتياطيات الطاقة الداخلية. لكن ممثلي النباتات يتنفسون في الضوء ، لكن هذه العملية لا تفيدهم. عن طريق امتصاص ثاني أكسيد الكربون. إنه طعامهم الرئيسي. نتيجة لذلك ، يتباطأ النمو إلى حد ما. ومع ذلك ، هناك ممثلون للنباتات لا يمنعهم الضوء من التطور. التنفس الخفيف ، على سبيل المثال ، غير موجود في الذرة.

أسباب تطور التنفس الخفيف

البداية ، كما يقترح العلماء ، كانت تكافل الكائنات البدائية الضوئية مع الكائنات غير الضوئية. يُفهم التكافل على أنه مشاركة متبادلة في العمليات التي تعود بالفائدة على كلا الطرفين. تمتص المواد الضوئية الصغيرة التي تعيش في الماء ثاني أكسيد الكربون من البيئة ، بينما تطلق الأكسجين. إذا لم يكن هناك تنفس ، تمتص كائنات O 2 في البيئة ، فسيتم خلق ظروف لا تطاق لعملية التمثيل الضوئي. ولكن في عملية التطور ، نجا أيضًا ممثلو العالم العضوي الذين كانوا مفيدًا إلى حد ما في المواد غير الضوئية.

أحد المركبات التي تتشكل أثناء عملية التمثيل الضوئي هو حمض الجليكوليك. تفرز بعض الطحالب الحديثة هذه المادة. نتيجة لذلك ، تلقت المواد غير الخاضعة للضوء حمض الجليكوليك من التركيبات الضوئية. وهذا بدوره ساهم في زيادة استهلاك الأكسجين لأكسدة المركب.

خاتمة

حمض الجليكوليك هو المادة التي تتأكسد وتشكل ثاني أكسيد الكربون خلال العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية.

وفقًا لذلك ، يمكننا أن نستنتج أنه كلما زاد الأكسجين في الهواء ، زاد تكوين حمض الجليكوليك. هذا يوفر كثافة أكبر للتنفس الضوئي. ونتيجة لذلك ، يوم الأربعاء ، كمية كبيرة نشبع. يقترح العلماء أنه وفقًا لمبدأ مماثل ، طورت النباتات القدرة على تنظيم تنفس الضوء وفقًا لمستوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء. لم تمتص الكائنات الحية الأكسجين من البيئة فقط ، وهو أمر ضار بالبنية الضوئية ، ولكنها أيضًا انبعثت من ثاني أكسيد الكربون ، وهو ما تحتاجه.

التجارب

يمكنك أن ترى في الممارسة العملية كيف تتنفس النباتات. الصف السادس المناهج الدراسيةيغطي علم الأحياء هذه القضية بتفصيل كبير. لمراقبة العملية ، يمكنك أن تأخذ ورقة زهرة داخلية. بالإضافة إلى ذلك ، ستحتاج إلى عدسة مكبرة ووعاء شفاف مملوء بالماء وأنبوب كوكتيل. التجربة التي تثبت أن النباتات تتنفس لا تسمح فقط بفهم مسار العملية ، ولكن أيضًا العينة في الأكسجين. على الورقة المقطوعة يمكنك أن ترى ثقوب صغيرة. يتم غمر جزء من العينة في الماء ، ويتم ملاحظة الفقاعات. هناك طريقة أخرى لمعرفة كيف تتنفس النباتات. للقيام بذلك ، خذ زجاجة ، صب الماء فيها ، وترك حوالي 2 إلى 3 سم فارغة. يتم إدخال ورقة على جذع طويل بحيث يتم غمر طرفها في السائل. يتم تغطية فتحة الزجاجة بإحكام بالبلاستيك (بدلاً من الفلين). يتم عمل ثقب فيه لقش ، يتم إدخاله بحيث لا يلمس الماء. شفط الهواء من الزجاجة من خلال شفاط. من الجذع المغمور في الماء ، ستبدأ الفقاعات في الظهور.

التنفس هو شرط الحياة. في عملية التنفس يتم إطلاق الطاقة التي تستخدمها الكائنات الحية للحياة. باختصار وبشكل واضح سيتم مناقشة تنفس النباتات في هذه المقالة.

ما هو التنفس

كل خلية تحتاج إلى طاقة لتعيش. يتم الحصول على الطاقة من انهيار المواد العضوية في عملية التنفس. يحدث هذا الانقسام تحت تأثير الأكسجين ويسمى أيضًا الأكسدة. والنتيجة هي الماء وثاني أكسيد الكربون والطاقة الحرة.

تم العثور على الطاقة التي يحتاجها النبات روابط كيميائيةالمواد العضوية المعقدة. في البداية ، هذه هي طاقة الشمس المخزنة في جزيئات معقدة من خلال عملية التمثيل الضوئي.

لا يختلف التنفس في النباتات جوهريًا عن تنفس الحيوانات أو الفطريات. ما الغازات التي تنبعث منها النباتات أثناء التنفس ، نفس الشيء تنبعث من أي كائنات حية أخرى. هذا هو ثاني أكسيد الكربون.

أرز. 1. مخطط تنفس النبات.

من المعروف أن النباتات تطلق الأكسجين أيضًا في الضوء ، ولكن هذا يحدث نتيجة لعملية أخرى - التمثيل الضوئي.

يتم التنفس على مدار الساعة ، لذلك يحدث تكوين ثاني أكسيد الكربون باستمرار. أيضًا ، يجب توفير الأكسجين باستمرار للخلايا النباتية طوال حياتها الطبيعية.

أعلى 3 مقالاتالذين قرأوا مع هذا

وينطبق الشيء نفسه على النبات ككل.

وبالتالي ، فإن التنفس يتضمن عمليتين:

• التنفس الخلوي؛
• تبادل الغازات النباتية مع البيئة.

تنفس الخلية النباتية

الميتوكوندريا هي مراكز الجهاز التنفسي للخلية. توجد أيضًا في الحيوانات.

في هذه العضيات تحدث أكسدة المواد العضوية. عادةً ما تكون هذه المواد عبارة عن كربوهيدرات ، لكن التنفس يمكن أن يأتي أيضًا من البروتينات أو الدهون.

يتم إطلاق الطاقة أثناء الأكسدة. يبقى الماء في الخلية ، بينما يترك ثاني أكسيد الكربون الخلية عن طريق الانتشار ويمكن استخدامه على الفور في عملية التمثيل الضوئي.

عملية التنفس متدرجة. لا يتم تكوين الماء وثاني أكسيد الكربون على الفور ، ولكنهما منتجان نهائيان. قبل ذلك ، في سياق العديد من التفاعلات ، تتشكل مواد أخرى ، أحماض عضوية وتتحلل مرة أخرى.

تبادل الغازات مع البيئة

على عكس الحيوانات ، لا تحتوي النباتات على أعضاء تنفسية خاصة. يتم تبادل الغازات من خلال ثقوب في الأنسجة الغشائية:

• الثغور.
• عدس.

توجد الثغور على الأوراق. كل واحد منهم لديه خلايا يمكنها تغيير التورم (محتوى الماء) وإغلاق فتحة الفم. تقوم الشقوق الثغرية بتبادل الغازات وتبخر الماء عن طريق الأوراق.

أرز. 2. الثغور تحت المجهر.

العدس هو شقوق أكبر على السيقان من الثغور.

أرز. 3. العدس على جذع البتولا.

يمكن أن يدخل الهواء أيضًا أنسجة النبات في شكل مذاب.

التنفس والبناء الضوئي

هناك علاقة بين عمليات التنفس والتمثيل الضوئي. هذه العمليات معاكسة ، وتتبع في النبات واحدة تلو الأخرى.

التمثيل الضوئي هو طريقة للتغذية. خلال هذه العملية ، تتشكل المواد التي تحتوي على الطاقة المستلمة في شكل ضوء.

التنفس هو وسيلة لإطلاق الطاقة المخزنة في العناصر الغذائية.

التنفس في أجزاء مختلفة من النبات

تختلف شدة التنفس في الأعضاء المختلفة. التنفس الأكثر نشاطًا

• إنبات البذور؛
• ازهار متفتحة؛
• تزايد الأعضاء.

الجذور ، مثل الأعضاء الموجودة فوق الأرض ، تتنفس. للتنفس الطبيعي للجذور ، من الضروري فك التربة.

ما يؤثر على شدة التنفس

العوامل التي تؤثر على شدة التنفس هي:

• درجة الحرارة؛
• رطوبة؛
• محتوى الأكسجين في الهواء.

عندما يزداد أي من هذه العوامل ، يصبح التنفس أكثر كثافة.

يتحكم الإنسان في تنفس البذور والثمار للحفاظ على المحصول و بذرة. للقيام بذلك ، في الأماكن التي يتم فيها تخزين البذور ، يتم الاحتفاظ بها الرطوبة المطلوبةدرجة الحرارة وإمداد الهواء النقي.

ماذا تعلمنا؟

الدراسة في الصف السادس هذا الموضوع، وجدنا أن تنفس النبات هو عملية تزود الخلايا بالطاقة. تحتاج النباتات إلى الأكسجين مثلها مثل ثاني أكسيد الكربون. تتضمن عمليات التنفس والتمثيل الضوئي نفس المواد. عند التنفس والأكسجين و المواد العضويةمبدئيًا ، والماء وثاني أكسيد الكربون منتجان نهائيان. في عملية التمثيل الضوئي ، العكس هو الصحيح.

اختبار الموضوع

تقييم التقرير

متوسط ​​تقييم: 4. مجموع التصنيفات المستلمة: 188.

كما تعلم ، فإن النباتات ، مثل أي كائنات حية أخرى ، تتنفس باستمرار. لهذا الغرض ، يحتاجون ببساطة إلى الأكسجين. تحتاج كل من النباتات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا إلى الأكسجين. يشارك في عمليات الوظائف الحيوية للأنسجة والخلايا وأعضاء النبات.

تمتص معظم النباتات الأكسجين من الهواء من خلال الثغور والعدس. نباتات مائيةاحصل عليه من البيئة المائيةكل الجسم. أنواع معينة من النباتات التي تنمو في مناطق المستنقعات لها جذور تنفسية خاصة تتلقى الأكسجين من الهواء.

التنفس جدا عملية صعبة، الذي يحدث في خلايا الكائنات الحية ، أثناء تحلل المواد العضوية ، يتم إطلاق الطاقة اللازمة لعمليات الوظائف الحيوية للجسم. الكربوهيدرات هي المادة العضوية الرئيسية المشاركة في عملية التنفس. يتم تحديد معدل التنفس في النباتات من خلال كمية الكربوهيدرات المتراكمة بواسطة البراعم في الضوء.

ببساطة ، التنفس هو عملية مستمرة تشمل الأكسجين ، تحلل المغذيات العضوية إلى مواد غير عضوية (الماء وثاني أكسيد الكربون) ، والتي يصاحبها إطلاق الطاقة التي تستخدمها النباتات لوظائف الحياة.

التنفس هو العملية المعاكسة لعملية التمثيل الضوئي. ترتبط عملية التنفس ارتباطًا وثيقًا بالامتصاص المستمر للأكسجين ليلًا ونهارًا. تكون عملية التنفس مكثفة بشكل خاص في الأعضاء والأنسجة الشابة للنبات. يتم تحديد معدل التنفس مسبقًا بالحاجة إلى نمو النباتات وتطورها. يقع معظم الأكسجين في مناطق الانقسام وتطور الخلايا. التكوين ، وكذلك الضرر ، وخاصة قطع الأعضاء ، مصحوب بسرعة التنفس في النباتات. بعد نهاية النمو ، مع اصفرار الأوراق وخاصة في فترة الشتاءينخفض ​​معدل التنفس بشكل كبير ، لكنه لا يتوقف بأي حال من الأحوال. التنفس شرط لا غنى عنه لحياة النباتات وتطورها.

من أجل العيش ، يحتاج النبات إلى الحصول ، من خلال الأسمدة والتنفس ، على المواد التي يحتاجها ، وكذلك الطاقة. تصبح المواد الممتصة في عملية التحولات في الأنسجة والخلايا مواد تبني النباتات أجسامها منها. دائمًا ما تكون جميع تحولات المواد التي تحدث في جسم النباتات مصحوبة باستهلاك الطاقة. نبات أخضريمتص الطاقة الضوئية ويحولها إلى طاقة كيميائية ويتراكم في مركبات عضوية معقدة. في عملية التنفس ، أثناء تحلل المواد العضوية ، يتم إطلاق هذه الطاقة واستخدامها من قبل النبات لتحويل المواد والعمليات الحيوية التي تحدث في الخلايا.

يستمر التنفس والتمثيل الضوئي من خلال العديد من الإجراءات الكيميائية المتتالية التي يتم فيها تحويل مادة إلى أخرى. على سبيل المثال ، أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يتكون الجلوكوز من الماء وثاني أكسيد الكربون ، والذي يتحول بعد فترة إلى نشا وألياف ودهون وفيتامينات. هذه هي المواد التي يحتاجها النبات لتغذية وتخزين الطاقة.

تتم عملية التنفس بأكملها في خلايا النبات. يتضمن مرحلتين ، تتحلل خلاله المواد العضوية المعقدة إلى مواد بسيطة غير عضوية - الماء وثاني أكسيد الكربون. في المرحلة الأولى ، بمساعدة البروتينات التي تسرع العملية ، تنقسم جزيئات الجلوكوز. نتيجة لذلك ، تتكون مركبات عضوية بسيطة من الجلوكوز ، ويتم إطلاق جزء صغير من الطاقة. هذه المرحلةيتم إنتاج عملية التنفس في السيتوبلازم. في المرحلة الثانية ، تتأكسد المواد العضوية البسيطة التي تكونت في المرحلة الأولى وتتفاعل مع الأكسجين ، أي أنها تشكل الماء وثاني أكسيد الكربون. هذا يولد الكثير من الطاقة. تحدث المرحلة الثانية من عملية التنفس فقط مع تفاعل الأكسجين في الميتوكوندريا.

ويترتب على ذلك أنه في عملية التنفس ، تتحلل المواد العضوية الأكثر تعقيدًا إلى مركبات غير عضوية أبسط - الماء وثاني أكسيد الكربون. في هذه الحالة ، يتم تزويد المصنع بالطاقة. بشكل متزامن ، هناك نقل لمكونات كيميائية مختلفة من مركب إلى آخر. تسمى هذه التحولات للمواد في الكائن النباتي التمثيل الغذائي. التمثيل الغذائي هو أحد العلامات الهامة للنشاط الحيوي. هو مزيج من التحولات الكيميائية المختلفة التي تحدث في جسم النبات والتي تضمن نمو وتطور النبات وتكاثره وكذلك الاتصال المستمر مع بيئة.

الأيض يوحد جميع أعضاء الجسم في كل واحد. في الوقت نفسه ، بفضل هذا التمثيل الغذائي ، يرتبط الكائن الحي بالبيئة. منه يمتص النبات المواد الضروريةمن خلال الجذور والأوراق ، وبعد ذلك تنتج منتجات نشاطها الحيوي في البيئة. عملية التنفس ، مثل التغذية ، هي الشرط الرئيسي لعملية التمثيل الغذائي ، وبالتالي للحياة النباتية.

يمكن أن يحدث بسبب أنظمة مختلفة تمامًا مناسبة لظروف معيشية معينة. يمكن أن تكون هذه الثغور والعدسات - أعضاء خاصة يمكنها استقبال واستيعاب الأكسجين مباشرة من الهواء المحيط وتعمل على تبادل الغازات بين جميع الأعضاء والبيئة. النباتات والجذور تتنفس وتمتص الحياة الغاز المطلوبفي ظروف الأراضي الرطبة. في النباتات ذات الأوراق الكبيرة ، وكذلك في الأنواع الاستوائيةفي عملية امتصاص الغاز ، يشترك السطح الحي بأكمله في آن واحد ، مع جميع أجزائه ، وتلك النباتات التي تنمو في الماء.

عملية التنفس

من المعروف أنه في عملية التنفس نفسها ، تتكون مادتان رئيسيتان: ثاني أكسيد الكربون ، المنطلق في الغلاف الجوي ، والماء العادي ، الذي يتراكم بواسطة النبات نفسه. كل الطاقة المصاحبة لمثل هذا التفاعل من تحلل المكونات العضوية إلى مكونات أبسط تذهب إلى إنشاء والحفاظ على المستوى الطبيعي للنشاط الحيوي للنبات ، وزيادة النمو والتطور النشط لفروعه وجذوره وثماره.

لا تخلط بين التنفس وعملية التمثيل الضوئي المعقدة. هذه الظواهر معاكسة تمامًا. إذا حدث الأول مع الامتصاص المباشر للأكسجين من قبل جميع العناصر المتاحة للنبات والإطلاق النشط للطاقة وثاني أكسيد الكربون ، فإن الثاني ، على العكس من ذلك ، يستخدم طاقة الشمس والغاز والماء ليخلق بشكل خاص المواد المعقدة ، مثل ، على سبيل المثال ، السكر وغاز الأكسجين.

ملامح العملية التنفسية

في التربة ، تتنفس النباتات من خلال جذورها ، ولا يتم إطلاق الغازات ، ولكن ثاني أكسيد الكربون. من الغريب أن نباتات منتفخةتؤدي عملية امتصاص الأكسجين أكثر نشاطًا من النباتات ذات الجذور ، لكن هذا لا يعني على الإطلاق ، على سبيل المثال ، أن النباتات المنتفخة الداخلية المزخرفة سوف تمتص كل الأكسجين الموجود في الغرفة. إنهم لا يتنفسون فحسب ، بل يتنفسون أيضًا "الزفير".

وبطبيعة الحال ، فإن شدة تنفس النباتات الحية لا يمكن مقارنتها بالتنفس وتعتمد بشكل مباشر على العمر والاحتياجات الحالية. لذلك ، خاصة الشباب ، البراعم السريعة ، لنمو جميع الخلايا وتكوين الأزهار بشكل أكبر ، يحتاج الأكسجين ، بالطبع ، إلى أكسجين أكثر من النباتات الباهتة والمصفرة ، استعدادًا للذهاب إلى نوع من السبات ، مما يؤدي إلى إبطاء جميع العمليات البيولوجية. من المهم أن نلاحظ أن تنفس الأزهار يكون أكثر كثافة بكثير من تنفس أوراق نفس النبات ، والتي بدورها تكون أكثر نشاطًا في هذه العملية مقارنة بالسيقان والفواكه العادية.

لقد ثبت تجريبياً أن التنفس يعتمد بشكل مباشر على مستوى درجات الحرارة السائدة ويزيد مع نمو مقياس الحرارة. يزيد الضوء أيضًا من مستوى الكربوهيدرات ، تلك المركبات التي تصبح مشاركًا نشطًا في نظام امتصاص الأكسجين. نباتات أعلىيتمتع بقدرة خاصة لعملية لا هوائية خالية من الأكسجين تحدث بمشاركة الإمكانات الداخلية الكاملة لكائن حي ، باستخدام تفاعلات التحلل مركبات العضوية.

فيديوهات ذات علاقة

لا يلاحظ الشخص بعض الأشياء في الطبيعة ، أو يعتبرها عادية لدرجة أنه لا يفكر حتى في كيفية ترتيب ذلك. على سبيل المثال ، نادرًا ما يتذكر أي شخص من دورة مدرسية كيف تتنفس النباتات. وإذا تذكروا ، فعندئذ فقط الشروط والأحكام الأساسية. في الوقت نفسه ، قلة من الناس يفكرون في كيفية ظهور كل هذا حقًا في الممارسة.

تحصل النباتات على الأكسجين الذي تحتاجه بشكل أساسي من خلال أوراقها. في كل منها ، على الرغم من الغلاف الواقي القوي إلى حد ما ، توجد ثقوب صغيرة لتبادل الغازات تسمى الثغور.

تحتوي خلايا الأوراق على البلاستيدات الخضراء ، والتي بفضلها يمكن فتحها وإغلاقها. تم العثور على خلايا الجهاز التنفسي في الجزء السفلي من الورقة.

الاعتقاد السائد بأن المرء ينام جيدًا في غرفة مليئة بالنباتات ليس صحيحًا. بعد كل شيء ، في الليل ، تستهلك النباتات الأكسجين بنشاط وتطلق ثاني أكسيد الكربون.

الجهاز التنفسي ليس معقدًا مثل الإنسان ، لكنه لا يقل أهمية. يمكن للنباتات أيضًا أن تتنفس من خلال الشقوق الموجودة في اللحاء والسيقان. يبدأ الأكسجين ، عندما يدخل ، حركته عبر الفراغات بين الخلايا ، ثم يذوب في الماء الذي يغذي جدران الخلايا. لذا فهو يدخل الخلايا نفسها.

هناك استثناءات ، مثل زنابق الماء وزنابق الماء الأخرى. لديهم تجاويف هوائية في الجزء الموجود تحت الماء من الساق ، والتي تشكل أساس الجهاز التنفسي لمثل هذه النباتات.

ما هو الدور الرئيسي لتنفس النبات

بادئ ذي بدء ، وهذه هي النقطة الرئيسية ، فإن التنفس يعزز نمو النباتات ويعمل كمصدر لتكوين أعضاء جديدة في المساحات الخضراء. إذا كان التنفس مضطربًا ، فقد يؤدي ذلك بسهولة إلى موت النبات.

إذا كنت تحب زراعة الزهور ، امسحها بانتظام. ملابس مبللةمن الغبار ، وكذلك رش الماء. سيساعدهم ذلك على التنفس بشكل صحيح والنمو لفترة أطول.

أثناء التنفس ، تستخدم النباتات الكربوهيدرات التي تتشكل أثناء عملية التمثيل الضوئي. تتم عملية التمثيل الضوئي خلال ساعات النهار ، لأن. فقط تحت تأثير ضوء الشمس يمكن إطلاقه ضروري للنباتاتمواد. في الليل ، كل هؤلاء العناصر الغذائيةموزعة في جميع الأنسجة.

التنفس هو العملية المعاكسة ، عندما يبدأ الكائن الحي في الإنفاق بدلاً من التراكم.

فيديوهات ذات علاقة