Растенията дишат въглероден диоксид. Как растенията дишат кислород?

Както знаете, растенията, както всички други живи организми, непрекъснато дишат. За тази цел те просто се нуждаят от кислород. Както едноклетъчните, така и многоклетъчните растения се нуждаят от кислород. Той участва в процесите на жизненоважни функции на тъканите, клетките и органите на растението.

Повечето растения абсорбират кислород от въздуха чрез своите устици и леща. Водните растения го получават от водна средацяло тяло. Някои видове растения, които растат в блатисти места, имат специални дихателни корени, които получават кислород от въздуха.

Дишането е много труден процес, който се среща в клетките на живите организми, в процеса на който при разлагането на органичните вещества се отделя енергията, необходима за процесите на жизнените функции на организма. Въглехидратите са основното органично вещество, участващо в процеса на дишане. Скоростта на дишане в растенията се определя от количеството въглехидрати, натрупани от кълнове на светлина.

Казано по-просто, дишането е непрекъснат процес, включващ кислород, разлагане на органични хранителни вещества до неорганични вещества (вода и въглероден диоксид), което е придружено от освобождаване на енергия, използвана от растенията за жизнени функции.

Дишането е процес, противоположен на фотосинтезата. Процесът на дишане е тясно свързан с постоянното усвояване на кислород, както през деня, така и през нощта. Процесът на дишане е особено интензивен в младите органи и тъкани на растението. Честотата на дишане се определя от необходимостта от растеж и развитие на растенията. По-голямата част от кислорода попада в зоните на делене и клетъчно развитие. Образуването, както и увреждането, особено отрязването на органи, е придружено от бързо дишане на растенията. След края на растежа, с пожълтяване на листата и, особено в зимен период, дихателната честота е значително намалена, но в никакъв случай не спира. Дишането е задължително условие за живота и развитието на растенията.

За да живее, растението трябва да получи чрез торове и дишане необходимите му вещества, както и енергия. Абсорбираните вещества в процеса на трансформации в тъканите и клетките се превръщат в вещества, от които растенията изграждат телата си. Всички трансформации на вещества, които се случват в тялото на растенията, винаги са придружени от консумация на енергия. Зелено растение, поглъщайки светлинната енергия, я превръща в химическа енергия и я натрупва в сложни органични съединения. В дихателния процес, при разпадането на органичните вещества, тази енергия се освобождава и използва от растението за трансформация на веществата и жизнените процеси, които протичат в клетките.

Дишането и фотосинтезата протичат чрез множество последователни химични действия, при които едно вещество се трансформира в друго. Например, по време на фотосинтезата от вода и въглероден диоксид се образува глюкоза, която след известно време се превръща в нишесте, фибри, мазнини и витамини. Това са веществата, от които растението се нуждае, за да храни и съхранява енергия.

Целият процес на дишане протича в клетките на растението. Той включва два етапа, по време на които сложните органични вещества се разлагат на прости, неорганични - вода и въглероден диоксид. На първия етап, с помощта на протеини, които ускоряват процеса, глюкозните молекули се разцепват. В резултат на това от глюкоза се образуват прости органични съединения и се освобождава малка част от енергията. Този етапдихателният процес се произвежда в цитоплазмата. На втория етап прости органични вещества, които са се образували на първия етап, взаимодействайки с кислорода, се окисляват, тоест образуват вода и въглероден диоксид. Това генерира много енергия. Вторият етап от дихателния процес протича само при взаимодействието на кислорода в митохондриите.

От това следва, че в дихателния процес по-сложните органични вещества се разпадат на по-прости неорганични съединения - вода и въглероден диоксид. В този случай растението е снабдено с енергия. Синхронно има прехвърляне на различни химични компоненти от едно съединение в друго. Такива трансформации на веществата в растителния организъм се наричат ​​метаболизъм. Метаболизмът е един от важните признаци на жизнената активност. Това е комбинация от различни химични трансформации, протичащи в растителното тяло, които осигуряват растежа и развитието на растението, неговото размножаване, както и непрекъснат контакт с заобикаляща среда.

Метаболизмът обединява всички органи на тялото в едно цяло. В същото време, благодарение на този метаболизъм, организмът се свързва с околната среда. От него растението поглъща необходими веществачрез корени и листа, след което произвежда продуктите от своята жизнена дейност в околната среда. Дихателният процес, подобно на храненето, е основното условие за метаболизма и, следователно, за живота на растенията.

Дори биохимичните реакции, които протичат в тялото по време на дишането, са еднакви при растенията и животните. Но какво е дишане и защо се нуждаем от кислород? Необходим е за окисляване на органичните вещества, които получаваме от храната. Когато храната се окислява, енергията, съдържаща се в органичните молекули, се освобождава. Тоест дишането е необходимо за получаване на енергия. Разбира се, растенията нямат уста или бели дробове и не дишат като хората. Но принципът е същият – растенията дишат, извличайки кислород, за да получат енергия.

В древни времена в земната атмосфера не е имало кислород, но е имало много повече въглероден диоксид. Растенията са развили способността да абсорбират въглероден диоксид и, извличайки енергия от слънцето, образуват от него необходимите вещества. И пуснаха кислород в атмосферата, който даде живот на целия „дишащ свят“. Е, как се получава всичко в опит?

Учените проведоха интересно преживяване. Отначало отглеждаха зеле и цвекло във въздуха. След това поставили половината от растенията в камера, в която имало само 2,5% кислород. Другата половина от партидата, контролните растения, бяха изложени на въздух при 21% кислород. И тези, и други растения бяха осветени денонощно. Може да си мислите, че растенията без кислород ще умрат, но това не е вярно. След шест дни те тежат два пъти повече от контролните!

Но как е? Дишат ли растенията без кислород?.. Просто растенията могат да използват енергията много ефективно слънчева светлина. И когато светлината се смени с тъмнина, растенията преминават от един източник на енергия към друг. На светлина те синтезират органични вещества, използвайки енергията на светлината, а на тъмно дишат, извличат енергия чрез окисляване на образуваните в светлината вещества. Това дишане се нарича тъмно. Такъв превключвател позволява на растението да спести вътрешни резерви, тъй като слънчевата светлина е достъпна за него - външен източник на енергия.

Въпреки това, растенията дишат в светлината. Но това само им вреди. Когато приемат кислород, те отделят въглероден диоксид, основната им храна. Следователно те започват да растат по-бавно. Вярно е, че все още има растения без леко дишане. Това е царевица и Захарна тръстика. Известно е колко бързо и мощно растат.

Засега има само хипотези за причината за появата на леко дишане. Учените предполагат, че светлинното дишане произлиза от симбиозата на примитивни фотосинтезиращи организми с нефотосинтетични, дишащи. Симбиозата е взаимно влияние, което е от полза и за двете страни. Малките фотосинтетици, живеещи във вода, абсорбират въглероден диоксид от околната среда и отделят кислород. Ако в околната среда нямаше дишащи организми, които, напротив, абсорбират кислород и отделят въглероден диоксид, то скоро условията на живот биха станали непоносими за фотосинтетика. Следователно оцеляха само онези, които от своя страна бяха по някакъв начин полезни за не-фотосинтетика. Един от начините да бъдете полезни може да бъде изолирането на някои вещества, които не-фотосинтетичните могат да ядат. Такова вещество може да бъде гликолова киселина, едно от веществата, образувани по време на фотосинтезата. Изолиран е и от някои съвременни водорасли. По този начин, фотосинтетичните "хранили" нефотосинтетиците с гликолова киселина, така че да абсорбират кислород от околната среда, окислявайки гликоловата киселина. Гликоловата киселина е веществото, което чрез няколко биохимични трансформации се окислява в растенията с образуването на въглероден диоксид при дишане на светлината. Това означава, че колкото повече кислород е в околната среда, толкова повече гликолова киселина се образува, толкова по-интензивно дишане на светлината може да продължи и колкото повече въглероден диоксид, погълнат по време на фотосинтезата, ще бъде освободен обратно в околната среда.

Вероятно способността за регулиране на дишането на светлината в съответствие с концентрацията на въглероден диоксид е развита в растенията по същия начин. Дишащите организми не само абсорбират кислород от околната среда, което е нежелателно за фотосинтезата, но и го обогатяват. въглероден двуокиснеобходими за тях.

Всички растения на нашата прекрасна планета отделят кислород: дърветата на вашата улица, водораслите във вашето езерце в парка, малък кактусна вашия прозорец... На сушата този процес е незабележим: ние не виждаме как растенията отделят кислород, точно както не го виждаме, когато го вдишваме. Но под водата можете да видите как малки мехурчета се появяват над водораслите. Благодарение на растенията кислородът съставлява повече от 1/5 от земната атмосфера - идеалното съотношение за нашето дишане. През 17-ти век учените започват да разбират, че растенията отделят кислород. Отначало те се чудеха откъде идва кислородът във въздуха, защото според техните предположения атмосферата трябва да го е загубила. В крайна сметка огънят гори ден и нощ на много места на планетата, докато гори кислород. Милиарди животни вдишват кислород, използват го и след това издишват въглероден диоксид. Защо процентът на въглероден диоксид във въздуха не се увеличава? И защо кислородът все още не е изчезнал?

Някои учени са забелязали, че свещ в малко затворено пространство избледнява с времето, след като е изразходвал целия кислород. Въпреки това отново пламва, ако държите живо същество в това пространство за известно време. зелено растение. Стана ясно, че растенията отделят кислород. Но как и защо?

Ето как върви всичко. Зелените растения използват енергията на слънцето, за да произвеждат храна за себе си – захар. За да произвеждат захари и нишесте, те вземат вода от почвата и въглероден диоксид от въздуха. С други думи, кислородът се освобождава, когато растенията се хранят, което означава, че е също толкова страничен продукт във фабриката за растителна храна, колкото и приятен ароматв пекарната, докато правите хляб.

Зеленият цвят в листата на растенията е най-важният компонент на този необикновен процес, тъй като е цветът на хлорофилния пигмент. Помните ли водата, която растенията поглъщат от почвата? Всяка водна молекула се състои от два водородни атома и един кислороден атом. Хлорофилът в листата на растенията използва енергията на слънчевата светлина за разграждане на водните молекули, отделяйки водорода от кислорода.

Някои от атомите се „слепват“ отново заедно, превръщайки се обратно във вода. Това отделя много повече енергия, отколкото е необходима на растението; растението използва енергия за производство на вещество, наречено АТФ (аденозин трифосфат). АТФ взема въглерод от въглеродния диоксид и водорода от разцепената вода, превръщайки всичко в захари - храна за растенията! Кислородът от разцепената вода просто остава във въздуха. Така земната атмосфера непрекъснато се обогатява с кислород, защото растенията обичат сладкото. Целият този процес се нарича фотосинтеза- в превод от гръцки това означава "да се свързвам в светлината".

През нощта, когато няма светлина, растенията се държат като хората - консумират кислород от въздуха, отделяйки въглероден диоксид. На дневна светлина растенията също „дишат“ малко кислород, но най-вече те преминават през процес на фотосинтеза, по време на който се отделя много повече кислород, отколкото консумират.

Фотосинтезата, която обогатява атмосферата с кислород, и дишането на животните, което я насища с въглероден диоксид, се балансират взаимно. Но от 19-ти век нивата на въглероден диоксид започнаха да се покачват бързо. Тъй като въглеродният диоксид се абсорбира слънчева топлина, поражда все повече притеснения Парниковия ефект“, в резултат на което средните температури на Земята се повишават. Но дори леко увеличение на тях може да причини засушаване, да увеличи площта на ​​пустини, което ще доведе до намаляване на количеството храна на Земята.

Дишането е един от най-важните физиологични метаболитни процеси в растенията, в резултат на който кислородът се усвоява и окислява. органична материяс отделянето на въглероден диоксид. Всички живи органи, клетки и тъкани на растението дишат. При дишане се отделя енергия, поради което протичат много физиологични процеси. Част от енергията, която не се използва от растението, се отделя като топлина. AT нормални условияОсновният дихателен материал са въглехидратите (захарите).

Представа за началните и крайните метаболитни продукти по време на дишането се дава от основното уравнение на дишането: C6 H12 O6 + 6*O2 = 6*CO2 + 6*H2O + + 674 kcal (захар + кислород = въглероден диоксид + вода ). Както се вижда от това уравнение, водата се образува по време на дишането. Проучванията показват, че при екстремни условия на дехидратация растението може да използва тази вода и да се предпази от смърт.

Достъпът на кислород до всички органи на растението е едно от основните условия за дишане. При неговия дефицит растението може да диша известно време поради извлечения от водата кислород и захарите на самото растение. Такова анаеробно дишане обаче е възможно само за кратко време.

В продължителна липсакислород, растението умира. При лоша обработка на почвата или на преовлажнени почви, корените на растенията нямат въздух, а следователно и кислород. Кислородният глад на кореновата система забавя усвояването на водата от почвата и нейното движение в растението. Следователно, когато водата застоява отделни секцииполе повечето растения загиват. Много диви блата и водни растенияимат специални устройстваза снабдяване на корените с кислород. Това е система от междуклетъчни кухини, пълни с въздух, или специална въздухоносна тъкан (аеренхим) в кората, например в тръстика. Някои блата тропически растенияима специални въздушни корени.

Интензивността на дихателния процес се оценява по количеството освободен въглероден диоксид или погълнат кислород. Дишането е по-интензивно при младо растящо растение, с възрастта интензивността му намалява. Листата дишат по-интензивно от стъблата и корените. По време на цъфтежа дишането се усилва в цветовете и намалява в други органи на растението. По време на узряването на плодовете рязко се увеличава.

Растенията, устойчиви на сянка, дишат по-слабо от светлолюбивите. Алпийските растения се характеризират с повишена честота на дишане. Дишането на плесенни гъбички и бактерии е много активно.

Интензивността на дишането е силно повлияна от температурата на въздуха: тя се увеличава с повишаване на температурата от 5 до 40 ° и след това рязко спада. Дишането намалява с понижаване на температурата, но при презимуващите растения може да се установи дори при -20°C. Когато температурата падне до 3-5°C, дишането се забавя и това дава възможност да се спестят хиляди тонове органична материя, изразходвана за дишане по време на съхранение на реколтата. Механични повредирастенията подобряват дишането.

Дишането намалява с увеличаване на количеството въглероден диоксид във въздуха. Това се използва при съхранение на плодове и грозде, както и при полагане на силаж, сенаж, изпомпване на въглероден диоксид в складови помещения. Тъй като е по-тежък от въздуха, въглеродният диоксид го измества от силажната и сенажната маса, потиска дишането, не позволява на запазената маса да се затопли и я запазва добре.

Може да възникне поради напълно различни системи, подходящи за дадени условия на живот. Това могат да бъдат устицата и лещите - специални органи, които могат да приемат и усвояват кислород директно от околния въздух и да служат за газообмен между всички органи и околната среда. Растенията и корените дишат, поглъщайки живот необходимия газвъв влажни зони. При едролистните растения, както и в тропически видовев процеса на усвояване на газа цялата жива повърхност участва едновременно, с всички части и тези растения, които растат във вода.

Дихателен процес

Известно е, че в процеса на самото дишане се образуват две основни вещества: въглероден диоксид, освободен в атмосферата, и обикновена вода, натрупана от самото растение. Цялата енергия, която съпътства такава реакция на разлагането на органичните компоненти до по-прости, отива за установяване и поддържане на нормално ниво на жизнена дейност на растенията, по-нататъшен растеж и активно развитие на неговите клони, корени и плодове.

Не бъркайте дишането със сложния процес на фотосинтеза. Тези явления са напълно противоположни. Ако първият се осъществява с директно усвояване на кислород от всички налични елементи на растението и активно освобождаване на енергия и въглероден диоксид, то вторият, напротив, използва енергията на слънцето, газа и водата, за да създаде особено сложни вещества, като например захар и кислороден газ.

Характеристики на дихателния процес

В почвата растенията дишат през корените си и не се отделя газ, а въглероден диоксид. Любопитно е, че луковични растенияводят по-активен процес на усвояване на кислород от растенията с корени, но това изобщо не означава, че например декоративните стайни луковични растения ще абсорбират целия кислород в стаята. Те не само дишат, но и „издишват“.

Самата интензивност на дишането на живите растения, разбира се, не е сравнима с дишането и пряко зависи от възрастта и текущите нужди. Така че, особено младите, бързи издънки, за растежа на всички клетки и по-нататъшното образуване на цветя, кислородът, разбира се, се нуждае от повече кислород, отколкото избледнелите и пожълтели растения, подготвяйки се да влязат в един вид хибернация, забавяйки всички биологични процеси. Важно е да се отбележи, че дишането на цветята е много по-интензивно от дишането на листата на същото растение, които от своя страна са по-активни в този процес в сравнение с обикновените стъбла и плодове.

Експериментално е доказано, че дишането директно зависи от нивото на преобладаващите температури и се увеличава с нарастването на термометъра. Светлината също допринася за повишаване на нивото на въглехидратите, онези съединения, които стават активни участници в системата за поглъщане на кислород. висши растенияса надарени със специалната способност на анаеробен, аноксичен процес, който се осъществява, използвайки целия вътрешен потенциал на живо същество, използвайки реакции на разпад органични съединения.

Подобни видеа

Човек или не забелязва някои неща в природата, или ги смята за толкова обикновени, че дори не мисли как може да се организира това. Например, рядко някой си спомня от училищен курс как дишат растенията. И ако те помнят, тогава само основните условия и разпоредби. В същото време малко хора се замислят как всичко това наистина изглежда на практика.

Растенията получават необходимия кислород главно чрез листата си. Във всеки от тях, въпреки доста силната защитна обвивка, има малки дупкиза газообмен, наречени устицата.

Листните клетки съдържат хлоропласти, благодарение на които могат да се отварят и затварят. В долната част на листа се намират дихателни клетки.

Общото схващане, че човек спи добре в стая, пълна с растения, не е вярно. В крайна сметка, през нощта растенията активно консумират кислород и отделят въглероден диоксид.

Дихателната система не е толкова сложна като човешката, но е не по-малко важна. Растенията могат да дишат и през пукнатини в кората и стъблата. Кислородът, когато влезе, започва своето движение през междуклетъчните пространства и след това се разтваря във водата, която захранва клетъчните стени. Така попада в самите клетки.

Има изключения, като водни лилии и други водни лилии. Те имат въздушни кухини в подводната част на стъблото, които са в основата на дихателната система на такива растения.

Каква е основната роля на дишането на растенията

На първо място, и това е основният момент, дишането насърчава растежа на растенията и служи като източник за образуването на нови органи в зелените площи. Ако дишането е нарушено, това лесно може да доведе до смъртта на растението.

Ако обичате да отглеждате цветя, избърсвайте ги редовно. влажна кърпаот прах, а също и напръскайте с вода. Това ще им помогне да дишат правилно и да растат по-дълго.

По време на дишането растенията използват въглехидрати, които се образуват по време на фотосинтезата. Процесът на фотосинтеза протича през дневните часове, т.к. само под въздействието на слънчева светлина може да се освободи необходими за растениятавещества. През нощта всичко това хранителни веществаразпределени във всички тъкани.

Дишането е обратният процес, когато живият организъм започва да харчи, а не да натрупва.

Подобни видеа