Rastliny dýchajú oxid uhličitý. Ako rastliny dýchajú kyslík?

Ako viete, rastliny, rovnako ako všetky ostatné živé organizmy, neustále dýchajú. Na tento účel jednoducho potrebujú kyslík. Jednobunkové aj mnohobunkové rastliny potrebujú kyslík. Podieľa sa na procesoch životných funkcií tkanív, buniek a orgánov rastliny.

Väčšina rastlín absorbuje kyslík zo vzduchu cez prieduchy a šošovku. Vodné rastliny ho získavajú z vodné prostredie Celé telo. Niektoré druhy rastlín, ktoré rastú na močaristých miestach, majú špeciálne dýchacie korene, ktoré dostávajú kyslík zo vzduchu.

Dýchanie je veľmi náročný proces, ktorý sa vyskytuje v bunkách živých organizmov, pri ktorých sa pri rozklade organických látok uvoľňuje energia potrebná pre procesy životných funkcií organizmu. Sacharidy sú hlavnou organickou látkou, ktorá sa podieľa na procese dýchania. Rýchlosť dýchania u rastlín je určená množstvom uhľohydrátov nahromadených klíčkami na svetle.

Zjednodušene povedané, dýchanie je prebiehajúci proces, na ktorom sa podieľa kyslík, rozklad organických živín na anorganické látky (voda a oxid uhličitý), ktorý je sprevádzaný uvoľňovaním energie využívanej rastlinami na životné funkcie.

Dýchanie je opačný proces fotosyntézy. Proces dýchania úzko súvisí s neustálym vstrebávaním kyslíka vo dne aj v noci. Proces dýchania je obzvlášť intenzívny v mladých orgánoch a tkanivách rastliny. Rýchlosť dýchania je predurčená potrebou rastu a vývoja rastlín. Väčšina kyslíka pripadá na zóny delenia a vývoja buniek. Tvorba, ako aj poškodenie, najmä odrezanie orgánov, je u rastlín sprevádzané zrýchleným dýchaním. Po ukončení rastu, so žltnutím listov a najmä v zimné obdobie, frekvencia dýchania sa výrazne zníži, ale v žiadnom prípade sa nezastaví. Dýchanie je nevyhnutnou podmienkou pre život a vývoj rastlín.

Aby rastlina mohla žiť, potrebuje hnojivami a dýchaním získavať potrebné látky a tiež energiu. Absorbované látky sa v procese premien v tkanivách a bunkách stávajú látkami, z ktorých rastliny stavajú svoje telá. Všetky premeny látok, ktoré sa vyskytujú v tele rastlín, sú vždy sprevádzané spotrebou energie. Zelená rastlina, ktorá absorbuje svetelnú energiu, premieňa ju na chemickú energiu a akumuluje ju v zložitých organických zlúčeninách. V dýchacom procese, pri rozklade organických látok, sa táto energia uvoľňuje a rastlina ju využíva na premenu látok a životne dôležitých procesov, ktoré prebiehajú v bunkách.

Dýchanie a fotosyntéza prebiehajú prostredníctvom mnohých po sebe nasledujúcich chemických procesov, pri ktorých sa jedna látka premieňa na inú. Napríklad pri fotosyntéze vzniká z vody a oxidu uhličitého glukóza, ktorá sa po chvíli premení na škrob, vlákninu, tuky a vitamíny. Sú to látky, ktoré rastlina potrebuje na výživu a skladovanie energie.

Celý proces dýchania prebieha v bunkách rastliny. Zahŕňa dva stupne, počas ktorých sa zložité organické látky rozkladajú na jednoduché, anorganické – vodu a oxid uhličitý. V prvej fáze sa za pomoci proteínov, ktoré proces urýchľujú, štiepia molekuly glukózy. V dôsledku toho sa z glukózy tvoria jednoduché organické zlúčeniny a uvoľňuje sa malá časť energie. Táto etapa respiračný proces sa vyrába v cytoplazme. V druhom stupni sa jednoduché organické látky, ktoré vznikli v prvom stupni, reagujú s kyslíkom, oxidujú, to znamená, že tvoria vodu a oxid uhličitý. To vytvára veľa energie. Druhá fáza dýchacieho procesu nastáva iba pri interakcii kyslíka v mitochondriách.

Z toho vyplýva, že pri dýchacom procese sa zložitejšie organické látky rozkladajú na jednoduchšie anorganické zlúčeniny – vodu a oxid uhličitý. V tomto prípade je rastlina vybavená energiou. Synchrónne dochádza k prenosu rôznych chemických zložiek z jednej zlúčeniny do druhej. Takéto premeny látok v rastlinnom organizme sa nazývajú metabolizmus. Metabolizmus je jedným z dôležitých znakov vitálnej činnosti. Ide o kombináciu rôznych chemických premien vyskytujúcich sa v rastlinnom tele, ktoré zabezpečujú rast a vývoj rastliny, jej rozmnožovanie, ako aj neustály kontakt s životné prostredie.

Metabolizmus spája všetky orgány tela do jedného celku. Zároveň sa vďaka tomuto metabolizmu organizmus spája s okolím. Z neho rastlina absorbuje potrebné látky cez korene a listy, po ktorých produkuje produkty svojej životnej činnosti do prostredia. Dýchací proces, podobne ako výživa, je hlavnou podmienkou metabolizmu, a teda aj života rastlín.

Dokonca aj biochemické reakcie, ktoré prebiehajú v tele pri dýchaní, sú rovnaké u rastlín a živočíchov. Ale čo je to dýchanie a prečo potrebujeme kyslík? Je potrebný na oxidáciu organických látok, ktoré získavame z potravy. Pri oxidácii potravín sa uvoľňuje energia obsiahnutá v organických molekulách. To znamená, že dýchanie je nevyhnutné na získanie energie. Samozrejme, rastliny nemajú ústa ani pľúca a nedýchajú ako ľudia. Princíp je však rovnaký – rastliny dýchajú, extrahujú kyslík, aby získali energiu.

V dávnych dobách nebol v zemskej atmosfére kyslík, ale oveľa viac oxidu uhličitého. Rastliny si vyvinuli schopnosť absorbovať oxid uhličitý a získavaním energie zo slnka z neho vytvárať potrebné látky. A do atmosféry vypustili kyslík, ktorý dal život celému „dýchaciemu svetu“. No, ako to všetko funguje v skúsenostiach?

Vedci vykonali zaujímavá skúsenosť. Kapustu a repu pestovali najskôr na vzduchu. Potom polovicu rastlín vložili do komory, v ktorej bolo len 2,5 % kyslíka. Druhá polovica šarže, kontrolné rastliny, bola vystavená vzduchu s 21 % kyslíkom. Tieto aj ďalšie rastliny boli osvetlené nepretržite. Možno si myslíte, že rastliny bez kyslíka zahynú, ale nie je to pravda. Po šiestich dňoch vážili dvakrát toľko ako kontroly!

Ale ako to je? Dýchajú rastliny bez kyslíka?... Len rastliny dokážu veľmi efektívne využívať energiu slnečné svetlo. A keď sa svetlo zmení na tmu, rastliny prechádzajú z jedného zdroja energie na druhý. Vo svetle syntetizujú organické látky pomocou energie svetla a v tme dýchajú, získavajú energiu oxidáciou látok vznikajúcich vo svetle. Toto dýchanie sa nazýva tmavé. Takýto prepínač umožňuje rastline šetriť vnútorné rezervy, pretože má k dispozícii slnečné svetlo - vonkajší zdroj energie.

Rastliny však vo svetle dýchajú. Ale to im len škodí. Keď prijímajú kyslík, uvoľňujú oxid uhličitý, svoju hlavnú potravu. Preto začínajú rásť pomalšie. Je pravda, že stále existujú rastliny bez ľahkého dýchania. Toto je kukurica a cukrová trstina. Je známe, ako rýchlo a mohutne rastú.

Doteraz existujú iba hypotézy o príčine výskytu ľahkého dýchania. Vedci predpokladajú, že dýchanie svetla pochádza zo symbiózy primitívnych fotosyntetických organizmov s nefotosyntetickými, dýchacími organizmami. Symbióza je vzájomné ovplyvňovanie, ktoré je výhodné pre obe strany. Malé fotosyntetiká žijúce vo vode absorbovali oxid uhličitý z prostredia a uvoľňovali kyslík. Ak by v prostredí neexistovali dýchacie organizmy, ktoré naopak pohlcovali kyslík a uvoľňovali oxid uhličitý, čoskoro by sa životné podmienky stali pre fotosyntézu neznesiteľné. Preto prežili len tie, ktoré boli zase nejako užitočné pre nefotosyntetikov. Jedným zo spôsobov, ako byť užitočný, by mohla byť izolácia niektorých látok, ktoré by mohli jesť nefotosyntetiká. Takouto látkou by mohla byť kyselina glykolová, jedna z látok vznikajúcich pri fotosyntéze. Izolujú ju aj niektoré moderné riasy. Fotosyntetiká teda „kŕmili“ nefotosyntetiká kyselinou glykolovou tak, že absorbovali kyslík z prostredia, oxidovali kyselinu glykolovú. Kyselina glykolová je látka, ktorá sa niekoľkými biochemickými premenami v rastlinách oxiduje za tvorby oxidu uhličitého počas ľahkého dýchania. To znamená, že čím viac kyslíka je v prostredí, tým viac kyseliny glykolovej sa tvorí, tým intenzívnejšie môže prebiehať svetelné dýchanie a tým viac oxidu uhličitého absorbovaného pri fotosyntéze sa uvoľní späť do prostredia.

Pravdepodobne rovnakým spôsobom sa v rastlinách vyvinula schopnosť regulovať dýchanie svetla v súlade s koncentráciou oxidu uhličitého. Dýchajúce organizmy nielen absorbovali kyslík z prostredia, ktorý je pre fotosyntézu nežiaduci, ale ho aj obohacovali. oxid uhličitý potrebné pre nich.

Všetky rastliny na našej nádhernej planéte vydávajú kyslík: stromy na vašej ulici, riasy v jazierku v parku, malý kaktus na vašom okne... Na súši je tento proces nepostrehnuteľný: nevidíme, ako rastliny vydávajú kyslík, rovnako ako ho nevidíme, keď ho vdychujeme. Ale pod vodou môžete vidieť, ako sa nad riasami objavujú drobné bublinky. Vďaka rastlinám tvorí kyslík viac ako 1/5 zemskej atmosféry – ideálny pomer pre naše dýchanie. V 17. storočí vedci začali chápať, že rastliny vydávajú kyslík. Najprv sa čudovali, odkiaľ sa berie vzdušný kyslík, pretože podľa ich predpokladov oň atmosféra musela prísť. Koniec koncov, oheň horí dňom i nocou na mnohých miestach planéty, pričom spaľuje kyslík. Miliardy zvierat dýchajú kyslík, používajú ho a potom vydychujú oxid uhličitý. Prečo sa percento oxidu uhličitého vo vzduchu nezvyšuje? A prečo ešte kyslík nezmizol?

Niektorí vedci si všimli, že sviečka v malom uzavretom priestore časom vybledne a spotrebovala všetok kyslík. Znova sa však rozhorí, ak v tomto priestore nejaký čas podržíte živú bytosť. zelená rastlina. Ukázalo sa, že rastliny emitujú kyslík. Ale ako a prečo?

Tu je návod, ako to celé prebieha. Zelené rastliny využívajú energiu slnka na výrobu potravy pre seba – cukru. Na výrobu cukrov a škrobu odoberajú vodu z pôdy a oxid uhličitý zo vzduchu. Inými slovami, kyslík sa uvoľňuje pri kŕmení rastlín, čo znamená, že ide o vedľajší produkt v továrni na výrobu potravín pre rastliny. príjemná vôňa v pekárni pri pečení chleba.

Zelená farba listov rastlín je najdôležitejšou zložkou tohto výnimočného procesu, pretože je to farba chlorofylu. Pamätáte si vodu, ktorú rastliny absorbujú z pôdy? Každá molekula vody sa skladá z dvoch atómov vodíka a jedného atómu kyslíka. Chlorofyl v listoch rastlín využíva energiu slnečného žiarenia na rozklad molekúl vody, čím sa oddeľuje vodík od kyslíka.

Niektoré z atómov sa opäť „zlepia“ a premenia sa späť na vodu. Tým sa uvoľní oveľa viac energie, ako rastlina potrebuje; rastlina využíva energiu na výrobu látky nazývanej ATP (adenozíntrifosfát). ATP berie uhlík z oxidu uhličitého a vodík z rozštiepenej vody a všetko to premieňa na cukry – potravu pre rastliny! Kyslík z rozdelenej vody zostáva len vo vzduchu. Atmosféra Zeme je teda neustále obohacovaná kyslíkom, pretože rastliny milujú sladkosti. Celý tento proces sa nazýva fotosyntéza- v preklade z gréčtiny to znamená "spojiť sa vo svetle."

V noci, keď nie je svetlo, sa rastliny správajú ako ľudia – spotrebúvajú kyslík zo vzduchu, pričom uvoľňujú oxid uhličitý. Rastliny za denného svetla „dýchajú“ aj trochu kyslíka, väčšinou však prechádzajú procesom fotosyntézy, pri ktorom sa uvoľňuje oveľa viac kyslíka, ako spotrebuje.

Fotosyntéza, ktorá obohacuje atmosféru o kyslík, a dýchanie živočíchov, ktoré ju sýti oxidom uhličitým, sa navzájom vyrovnávajú. Od 19. storočia však hladina oxidu uhličitého začala rýchlo stúpať. Pretože oxid uhličitý absorbuje slnečné teplo, vyvoláva čoraz viac obáv skleníkový efekt“, v dôsledku čoho sa priemerné teploty na Zemi zvyšujú. Ale aj ich mierny nárast môže spôsobiť suchá, zväčšiť rozlohu púští, čo bude mať za následok zníženie množstva potravín na Zemi.

Dýchanie je jedným z najdôležitejších fyziologických metabolických procesov v rastlinách, v dôsledku ktorého dochádza k absorpcii a oxidácii kyslíka. organickej hmoty s uvoľňovaním oxidu uhličitého. Všetky živé orgány, bunky a tkanivá rastliny dýchajú. Pri dýchaní sa uvoľňuje energia, vďaka ktorej dochádza k mnohým fyziologickým procesom. Časť energie, ktorú rastlina nevyužije, sa uvoľní ako teplo. AT normálnych podmienkach Hlavným respiračným materiálom sú sacharidy (cukry).

Predstavu o počiatočných a konečných metabolických produktoch pri dýchaní dáva základná rovnica dýchania: C6 H12 O6 + 6*O2 = 6*CO2 + 6*H2O + + 674 kcal (cukor + kyslík = oxid uhličitý + voda) . Ako vidno z tejto rovnice, voda vzniká pri dýchaní. Štúdie ukázali, že v extrémnych podmienkach dehydratácie môže rastlina použiť túto vodu a zabrániť jej smrti.

Prístup kyslíka do všetkých orgánov rastliny je jednou z hlavných podmienok dýchania. Pri jeho nedostatku môže rastlina nejaký čas dýchať vďaka kyslíku extrahovanému z vody a cukrom samotnej rastliny. Takéto anaeróbne dýchanie je však možné len krátkodobo.

o dlhotrvajúci nedostatok kyslík, rastlina zomrie. Pri zlom obrábaní pôdy alebo na podmáčaných pôdach chýba koreňom rastlín vzduch, a teda kyslík. Kyslíkové hladovanie koreňového systému spomaľuje vstrebávanie vody z pôdy a jej pohyb v rastline. Preto, keď voda stagnuje oddelené sekcie pole väčšina rastlín zomrie. Veľa divokých močiarov a vodné rastliny mať špeciálne zariadenia poskytnúť koreňom kyslík. Ide o systém medzibunkových dutín vyplnených vzduchom alebo špeciálne vzduchonosné tkanivo (aerenchým) v kôre, napríklad v trstine. Niektoré močiare tropické rastliny existujú špeciálne vzdušné korene.

Intenzita dýchacieho procesu sa posudzuje podľa množstva uvoľneného oxidu uhličitého alebo absorbovaného kyslíka. Dýchanie je intenzívnejšie u mladej rastúcej rastliny, s vekom jeho intenzita klesá. Listy dýchajú intenzívnejšie ako stonky a korene. Počas kvitnutia sa dýchanie zvyšuje v kvetoch a znižuje sa v iných orgánoch rastliny. Prudko sa zvyšuje počas dozrievania ovocia.

Rastliny odolné voči tieňom dýchajú slabšie ako svetlomilné. Vysokohorské rastliny sa vyznačujú zvýšenou rýchlosťou dýchania. Dýchanie plesní a baktérií je veľmi aktívne.

Intenzita dýchania je silne ovplyvnená teplotou vzduchu: zvyšuje sa so zvýšením teploty od 5 do 40 ° a potom prudko klesá. Dýchanie klesá s klesajúcou teplotou, no u prezimujúcich rastlín ho možno zistiť aj pri -20°C. Keď teplota klesne na 3-5°, dýchanie sa spomaľuje, čo umožňuje ušetriť tisíce ton organickej hmoty vynaloženej na dýchanie počas skladovania úrody. Mechanické poškodenie rastliny zlepšujú dýchanie.

Dýchanie sa znižuje so stúpajúcim množstvom oxidu uhličitého vo vzduchu. To sa používa pri skladovaní ovocia a hrozna, ako aj pri ukladaní siláže, senáže, prečerpávaní oxidu uhličitého do skladovacích zariadení. Oxid uhličitý, ktorý je ťažší ako vzduch, ho vytláča zo silážnej a senážnej hmoty, tlmí dýchanie, nedovoľuje konzervovanú hmotu zohriať a dobre ju konzervuje.

Môže sa vyskytnúť v dôsledku úplne odlišných systémov vhodných pre dané životné podmienky. Môžu to byť prieduchy a lenticely – špeciálne orgány, ktoré dokážu prijímať a asimilovať kyslík priamo z okolitého vzduchu a slúžia na výmenu plynov medzi všetkými orgánmi a prostredím. Rastliny a korene dýchajú a absorbujú život potrebný plyn v mokraďových podmienkach. Vo veľkolistých rastlinách, ako aj v tropické druhy v procese absorpcie plynu je zapojený celý živý povrch naraz so všetkými časťami a rastlinami, ktoré rastú vo vode.

Proces dýchania

Je známe, že v samotnom procese dýchania vznikajú dve hlavné látky: oxid uhličitý uvoľňovaný do atmosféry a obyčajná voda, ktorú nahromadila samotná rastlina. Všetka energia, ktorá sprevádza takúto reakciu rozkladu organických zložiek na jednoduchšie, ide na vytvorenie a udržanie normálnej úrovne vitálnej aktivity rastliny, ďalšieho rastu a aktívneho rozvoja jej vetiev, koreňov a plodov.

Nezamieňajte si dýchanie so zložitým procesom fotosyntézy. Tieto javy sú úplne opačné. Ak prvá prebieha s priamou absorpciou kyslíka všetkými dostupnými prvkami rastliny a aktívnym uvoľňovaním energie a oxidu uhličitého, potom druhá naopak využíva energiu slnka, plynu a vody na tvorbu najmä komplexné látky, ako je napríklad cukor a plynný kyslík.

Vlastnosti dýchacieho procesu

V pôde rastliny dýchajú koreňmi a neuvoľňuje sa plyn, ale oxid uhličitý. To je zvedavé cibuľovité rastliny viesť aktívnejší proces absorpcie kyslíka ako rastliny s koreňmi, ale to vôbec neznamená, že napríklad dekoratívne izbové cibuľovité rastliny absorbujú všetok kyslík v miestnosti. Nielen dýchajú, ale aj „vydychujú“.

Samotná intenzita dýchania živých rastlín, samozrejme, nie je porovnateľná s dýchaním a priamo závisí od veku a aktuálnych potrieb. Takže najmä mladé, rýchle výhonky, pre rast všetkých buniek a ďalšiu tvorbu kvetov, kyslík, samozrejme, potrebuje viac kyslíka ako vyblednuté a zožltnuté rastliny, ktoré sa pripravujú na prechod do akejsi hibernácie, čím sa spomaľujú všetky biologické procesy. Je dôležité poznamenať, že dýchanie kvetov je oveľa intenzívnejšie ako dýchanie listov tej istej rastliny, ktoré sú naopak v tomto procese aktívnejšie v porovnaní s bežnými stonkami a plodmi.

Experimentálne bolo dokázané, že dýchanie priamo závisí od úrovne prevládajúcich teplôt a zvyšuje sa s rastom teplomera. Svetlo tiež zvyšuje hladinu uhľohydrátov, tých zlúčenín, ktoré sa stávajú aktívnymi účastníkmi systému absorpcie kyslíka. vyššie rastliny sú obdarené špeciálnou schopnosťou anaeróbneho, anoxického procesu, ktorý prebieha s využitím celého vnútorného potenciálu živej bytosti pomocou rozkladových reakcií Organické zlúčeniny.

Podobné videá

Niektoré veci v prírode si človek buď nevšíma, alebo ich považuje za také obyčajné, že ani nerozmýšľa, ako sa to dá zariadiť. Napríklad, len zriedka si niekto pamätá zo školského kurzu, ako rastliny dýchajú. A ak si pamätajú, tak len základné pojmy a ustanovenia. Málokto sa zároveň zamyslí nad tým, ako to všetko naozaj vyzerá v praxi.

Rastliny dostávajú potrebný kyslík hlavne cez listy. V každom z nich, napriek pomerne silnej ochrannej škrupine, existuje malé otvory na výmenu plynov, nazývané stomata.

Bunky listov obsahujú chloroplasty, vďaka ktorým sa môžu otvárať a zatvárať. Dýchacie bunky sa nachádzajú v spodnej časti listu.

Zaužívaný názor, že v miestnosti plnej rastlín sa dobre spí, nie je pravdivý. Koniec koncov, v noci rastliny aktívne spotrebúvajú kyslík a uvoľňujú oxid uhličitý.

Dýchací systém nie je taký zložitý ako ľudský, no nie je o nič menej dôležitý. Rastliny môžu dýchať aj cez trhliny v kôre a stonkách. Keď kyslík vstúpi, začne sa pohybovať cez medzibunkové priestory a potom sa rozpustí vo vode, ktorá vyživuje bunkové steny. Tak sa dostane do samotných buniek.

Existujú výnimky, ako sú lekná a iné lekná. V podvodnej časti stonky majú vzduchové dutiny, ktoré sú základom dýchacieho systému takýchto rastlín.

Aká je hlavná úloha dýchania rastlín

Po prvé, a to je hlavný bod, - dýchanie podporuje rast rastlín a slúži ako zdroj tvorby nových orgánov v zelených priestoroch. Ak je dýchanie narušené, môže to ľahko viesť k smrti rastliny.

Ak milujete pestovanie kvetov, pravidelne ich utierajte. vlhkou handričkou pred prachom a tiež postriekajte vodou. To im pomôže správne dýchať a rásť dlhšie.

Pri dýchaní rastliny využívajú sacharidy, ktoré vznikajú pri fotosyntéze. Proces fotosyntézy prebieha počas denného svetla, pretože. len pod vplyvom slnečného žiarenia sa môže uvoľniť potrebné pre rastliny látok. V noci, toto všetko živiny distribuované vo všetkých tkanivách.

Dýchanie je opačný proces, kedy živý organizmus začína skôr utrácať ako hromadiť.

Podobné videá