Растение с его помощью дышит. Как растения дышат кислородом

К некоторым вещам, которые существуют в окружающей среде, обыватель даже не присматривается, полагая их обычными, и не дает себе отчета, как устроено все это. Например, все ли помнят, каким образом дышат растения: цветы, деревья и травы?

Растения — это удивительные организмы, которые так же, как и человек не прекращают свою жизнедеятельность в любое время суток. Ночью так же, как и у людей, все функции становятся замедленными, однако дыхание не прекращается, как и у человека.

Дыхание

Любое растение потребляет при дыхании кислород и выдыхает углекислый газ. В этом отношении растения также очень похожи на человека. Дыхание требуется травам, цветам и деревьям для производства энергии, которая в дальнейшем трансформируется в питательную среду для растительных организмов.

Деревья и травы получают нужный им кислород через листву. Каждый листик при этом обладает защитной оболочкой, в которой присутствуют крохотные отверстия — устьица, которые нужны для газообмена.

В каждой клетке растения имеются особые приспособления, помогающие работать отверстиям для дыхания. Клетки для дыхания располагаются на нижней стороне листочков. Устройство дыхания всех растений гораздо проще, чем у человека, но она имеет не меньшую важность.

Также дыхание осуществляется через трещинки в коре и стебельках. При этом кислород, попадая в организм, начинает двигаться по тканям, растворяясь в жидкости, которая питает стенки клеток. Таким образом, кислород попадает непосредственно в клетки.

Дыхание помогает растениям расти, образуя новые побеги. Если дыхание растения будет нарушено, то оно погибнет. При дыхании растительные организмы тратят углеводы, образующиеся при фотосинтезе, который осуществляется в дневное время. Ведь только под солнцем могут вырабатываться те вещества, которые необходимы для жизнедеятельности зеленых организмов. В ночной период питательные жидкости и вещества распределяются по всем тканям, и растение выделяет в атмосферу кислород.

Польза

Растения в нашей жизни играют очень важную роль. Они очищают воздух от вредных примесей, насыщают его кислородом, способствуют сохранению уровня рек и водоемов. Одним словом — растительные организмы обеспечивают всему живому полноценное существование. Если исчезнут леса, кустарники, травы и цветы, то вместе с ними исчезнут и водоемы. Без чистого воздуха и воды не сможет существовать ни одно создание фауны, включая человека.

В одном из обсуждений в группе «ЦветНовторга» (https://vk.com/cvetnovtorg) возникли вопросы о дыхании растений. Ведь большинство думают, что растения только выделяют кислород и поглощают углекислый газ, а других ситуаций не бывает. Однако всё не так просто и бывают ещё и другие ситуации. Специально для наших читателей мы расскажем о дыхании у растений и что же необычного может быть в казалось бы такой простой вещи.

Фотосинтез это процесс превращения воды и углекислого газа под действием солнечных лучей в сахар и крахмал. При этом растения выделяют кислород. Данное явление всем хорошо известно и понятно. А растения ещё и просто дышат, так же как и человек. Это называется фотодыхание - стимулируемое светом выделение углекислого газа и поглощение кислорода у растений. Первым фотодыхание зафиксировал немецкий биохимик Отто Варбург в 1920 году.

Соответственно большинство растений днём вырабатывают кислород и поглощают углекислый газ, пока есть свет, а ночью поглощают кислород и выделяют углекислый газ, когда света нет. Однако для растений пустынь характерно совсем другое поведение под названием CAM-фотосинтез. В этом случае растения ночью вырабатывают кислород и поглощают углекислый газ, а днём поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Фотосинтез происходит днём. Такой метод предохраняет растения от излишней потери воды, повышает их устойчивость к засухе. К растениям использующим CAM-фотосинтез относят алоэ, ананас, кактусы, толстянку (денежное дерево).

Поэтому не стоит заводить вышеназванные растения дома для увеличения кислорода в квартире. Все эти растения родом из засушливых регионов и очень неохотно расстаются с водой и выделяют мало кислорода. Для этих целей гораздо лучше подходят растения-кондиционеры: антуриум, бегония, лаванда, мирт, плющ, розмарин и хлорофитум. Каждое из этих растений поглощает вредные бактерии и выделяет много кислорода.

Процессы дыхания в тканях листа протекают постоянно – как днём, так и ночью. В противоположность дыханию световая фаза фотосинтеза, во время которой происходит выделение кислорода, протекает, как правило, только днём, на свету. Эти процессы связаны с газообменом, который регулируется работой устьиц. При фотосинтезе из внешних неорганических веществ (углекислого газа и воды) создаются органические вещества, при этом поглощается энергия света и выделяется кислород. В процессе дыхания, наоборот, органические вещества расходуются, запасается энергия, которая необходима для жизнедеятельности, поглощается кислород, а выделяются углекислый газ и вода. Газовый баланс растения можно представить так: растения поглощают больше углекислого газа, чем выделяют, и выделяют больше кислорода, чем потребляют.

NB! Растения не дышат углекислым газом, они используют углекислый газ для фотосинтеза. Растения дышат кислородом. Они вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ.
Животные, точно также как и растения дышат кислородом. Однако, в отличие от растений, животные не способны к фотосинтезу, то есть они неспособны выделять кислород. Таким образом, животные потребляют кислород, а выделяют углекислый газ.
Наглядной демонстрацией описанных фактов, являются опыты, проведённые английским учёным Джозефом Пристли в 1771. Суть опыта заключалась в следующем: двух мышей помещали под колпаки, но под один из колпаков также помещали растение. Та мышь, которая была под колпаком без растения, погибала, тогда как мышь в колпаке с растением оставалась жить. Растение вырабатывает кислород в результате фотосинтеза, который необходим мыши для дыхания.

1) Растения дышат так же, как мы: во всех органах растений часть глюкозы, полученной при фотосинтезе, окисляется кислородом. При этом образуется энергия, необходимая для жизни, а так же углекислый газ.

2) Почему в спальню нельзя ставить много растений? Растения, стоящие в спальне, ночью не будут выделять кислород, потому что в темноте фотосинтез не происходит. Следовательно, ночью растения не питаются. А дышат растения все время – и днем, и ночью. При дыхании растения, как и мы, поглощают кислород и выделяют углекислый газ, поэтому спящему человеку будет душно.

3) Почему при избыточном поливе растение погибает? Если почву залить водой, то в ней не будет воздуха, корни растений не смогут дышать и погибнут (задохнутся).

Тесты

1. Сравните питание и дыхание растений с нашим
А) растения питаются и дышат так же, как мы
Б) растения питаются так же, как мы, а дышат по-другому
В) растения питаются по-другому, а дышат так же, как мы
Г) растения питаются и дышат по-другому

2. Где у растений происходит окисление глюкозы

Б) в корнях
В) во всех органах
Г) нигде, у растений не происходит окисление глюкозы

3. Где у растений происходит образование углекислого газа
А) в зеленых листьях на свету
Б) в корнях
В) во всех органах
Г) нигде, у растений не происходит образование углекислого газа

4. Когда происходит дыхание и фотосинтез растений
А) дыхание и фотосинтез происходят постоянно
Б) дыхание только днем, а фотосинтез постоянно
В) фотосинтез только днем, а дыхание постоянно
Г) фотосинтез только днем, а дыхание только ночью

5. Где происходит дыхание и фотосинтез растений
А) дыхание и фотосинтез происходят во всех органах растения
Б) дыхание и фотосинтез происходят только в листьях
В) фотосинтез только в листьях, а дыхание во всех органах
Г) фотосинтез только в листьях, а дыхание только в корнях

6. В листьях растений происходит
А) фотосинтез
Б) фотосинтез и дыхание

7. В корнях растений происходит
А) фотосинтез
Б) фотосинтез и дыхание
В) фотосинтез, дыхание и поглощение минеральных солей
Г) дыхание и поглощение минеральных солей

8. Во всех органах растений происходит
А) фотосинтез
Б) фотосинтез и дыхание
В) дыхание и поглощение минеральных солей
Г) дыхание

Даже биохимические реакции, протекающие в организме при дыхании, одинаковы у растений и животных. Но что такое дыхание и для чего нам кислород? Он нужен, чтобы окислять органические вещества, которые мы получаем с пищей. При окислении пищи освобождается энергия, заключенная в органических молекулах. То есть, дыхание необходимо для добывания энергии. Конечно, у растений нет ни рта, ни легких, они дышат не так, как люди. Но принцип одинаков – растения дышат, добывая кислород, чтобы получить энергию.

В древности в атмосфере Земли кислорода не было, зато углекислого газа было значительно больше. Растения и выработали у себя способность поглощать углекислый газ и, добывая энергию из солнечных , образовывать из него необходимые вещества. А в атмосферу они выделяли кислород, давший жизнь всему "дышащему миру". Ну а как же все происходит на опыте?

Ученые провели интересный опыт. Они выращивали капусту и свеклу сначала на воздухе. Затем поставили половину растений в камеру, в которой кислорода было всего 2,5%. Другая половина партии, контрольные растения, осталась на воздухе при 21% кислорода. И те и другие растения освещались круглосуточно. Можно подумать, что растения без кислорода погибнут, но это неправда. Через шесть суток они весили вдвое больше, чем контрольные!

Но как же так? Разве растения дышат без кислорода?.. Просто растения умеют очень эффективно использовать энергию солнечного света. А когда свет сменяется темнотой, растения переключаются с одного источника энергии на другой. На свету они синтезируют органические вещества, используя энергию света, а в темноте дышат, добывают энергию окислением веществ, образовавшихся на свету. Это дыхание называется темновым. Такое переключение позволяет растению экономить внутренние резервы, раз ему доступен солнечный свет – внешний источник энергии.

Однако растения дышат и на свету. Но это приносит им только вред. Поглощая кислород, они выделяют углекислый газ – основную свою пищу. Поэтому начинают медленнее расти. Правда растения без светового дыхания все-таки есть. Это кукуруза и сахарный тростник. Известно, как быстро и мощно они разрастаются.

О причине возникновения светового дыхания пока существуют лишь гипотезы. Ученые предполагают, что световое дыхание получило начало от симбиоза примитивных фотосинтезирующих организмов с нефотосинтезирующими, дышащими. Симбиоз – это взаимное воздействие, полезное обеим сторонам. Маленькие фотосинтетики, живущие в воде, поглощали из среды углекислый газ и выделяли кислород. Если бы в среде не было дышащих организмов, которые, наоборот, поглощали кислород и выделяли углекислый газ, то скоро условия жизни стали бы для фотосинтетиков невыносимыми. Поэтому выжили лишь те, которые, в свою очередь, были чем-то полезны для нефотосинтетиков. Одним из способов быть полезным могло служить выделение каких-нибудь веществ, которыми могли бы питаться нефотосинтетики. Таким веществом могла быть гликолевая кислота, одно из веществ, образующихся при фотосинтезе. Ее выделяют и некоторые современные водоросли. Таким образом, фотосинтетики "кормили" нефотосинтетиков гликолевой кислотой, чтобы те поглощали из среды кислород, окисляя гликолевую кислоту. Гликолевая кислота и есть то вещество, которое через несколько биохимических превращений окисляется в растениях с образованием углекислого газа при световом дыхании. Значит, чем больше в среде кислорода, тем больше образуется гликолевой кислоты, тем интенсивнее может протекать световое дыхание и тем больше углекислого газа, поглощенного при фотосинтезе, выделится опять в среду.

Вероятно, таким же образом разрабатывалась у растений и способность регулировать световое дыхание в соответствии с концентрацией углекислого газа. Дышащие организмы не только поглощали из среды кислород, нежелательный для фотосинтетиков, но и обогащали ее углекислым газом, необходимым для них.