§ 24. Условия, необходимые для процесса фотосинтеза
Биология, 7 класс. Учебник: Очкур Г.А. и др. (Мектеп, 2025). Глава 5: Питание живых организмов. Страницы 122–125.
Чему научишься
- Называть условия, нужные для фотосинтеза: свет, вода, углекислый газ, хлорофилл.
- Давать определение фотосинтеза и называть, что получается в результате.
- Объяснять, от чего зависит скорость фотосинтеза и почему она меняется в течение дня.
- Различать, откуда растение берёт воду и углекислый газ.
Разминка
- Каким организмам принадлежит «благородная» роль образования кислорода и органических веществ? Зелёным растениям (а ещё водорослям и некоторым бактериям): они на свету создают органику и выделяют кислород.
- Из каких веществ, небогатых энергией, образуются органические вещества? Из воды и углекислого газа. В них мало запасённой энергии, а в сахаре, который из них получается, много: её приносит солнечный свет.
🌟 Лист не единственное зелёное место растения. Зелёные стебли травянистых растений и кожица молодых веток деревьев тоже содержат хлорофилл и тоже умеют фотосинтезировать. У саксаула в пустыне Казахстана вся «работа» лежит именно на зелёных веточках.
Разбираемся
Рецепт фотосинтеза
Фотосинтез — это процесс, при котором из неорганических веществ (воды и углекислого газа) на свету получаются органические вещества и выделяется кислород. Идёт он в зелёных клетках листа, там, где есть хлоропласты с хлорофиллом.
Нужно четыре условия:
| Условие | Откуда берётся |
|---|---|
| Вода | корни всасывают из почвы, сосуды ксилемы несут в лист |
| Углекислый газ | из воздуха, через устьица листа |
| Солнечный свет | энергия для реакции, без света фотосинтеза нет |
| Хлорофилл | зелёный пигмент хлоропластов, «ловит» свет |
Получается глюкоза (первичный углевод), а затем из неё образуются сложные сахара и крахмал. Побочный продукт, зато самый нужный для нас, — кислород.
📌 Схема фотосинтеза словами: вода + углекислый газ + свет (в хлоропластах с хлорофиллом) → глюкоза + кислород.
Что растение делает с полученными сахарами
Из сахаров, воды и минеральных солей, взятых корнями из почвы, растение строит всё нужное: белки, жиры, углеводы и многое другое. Одни вещества идут на постройку новых клеток, другие «сгорают» при дыхании ради энергии, третьи откладываются в запас (крахмал в клубнях и семенах, жир в семенах подсолнечника).
🌟 Поэтому в мучном тесте для лепёшек крахмал, а в подсолнечном масле жир. Всё это когда-то собрал лист из воздуха, воды и света.
Кто первым исследовал фотосинтез
В учебнике называют русского учёного К. А. Тимирязева (1843–1920), который изучал, какие лучи света использует растение лучше всего. Он доказал, что хлорофилл особенно жадно поглощает красные лучи.
📕 В учебнике сказано, что Тимирязев «первым исследовал» фотосинтез, но на самом деле первыми были другие учёные. Джозеф Пристли (1771) показал, что растения «исправляют» воздух, Ян Ингенхауз открыл роль света, а Тимирязев в XIX веке подробно изучил поглощение света хлорофиллом и вклад красных лучей.
От чего зависит скорость фотосинтеза
Чем ярче свет, тем быстрее идёт фотосинтез. Но у роста есть предел: при очень ярком свете скорость перестаёт заметно расти, потому что уже не хватает воды или углекислого газа, а хлорофиллу нужно успеть работать. Тенелюбивым растениям (в густом лесу, под ёлками Тянь-Шаня) хватает и слабого света.
Ещё на скорость влияют:
- углекислый газ: чем его больше (до разумного предела), тем быстрее фотосинтез;
- вода: при засухе устьица закрываются, и углекислый газ перестаёт входить;
- температура: в сильную жару ферменты работают хуже.
⚠️ Частая ошибка. Думают, что растения «дышат» только днём, а ночью, наоборот, выделяют углекислый газ. Дыхание идёт круглые сутки, а фотосинтез только на свету. Днём фотосинтез сильнее дыхания, поэтому кислорода в итоге выделяется больше.
👨👩👧 Родителю. Положите на подоконник два одинаковых растения, одно оставьте на свету, второе поставьте в тёмный шкаф. Через неделю сравните цвет листьев и рост. Это тот самый опыт, о котором в учебнике говорит лабораторная работа № 6.
Проверь себя
- Какие условия необходимы для процесса фотосинтеза? Вода, углекислый газ, хлорофилл и солнечный свет.
- Кто первым исследовал процесс фотосинтеза? В учебнике называют К. А. Тимирязева (1843–1920). Историки науки добавляют, что основы заложили Пристли и Ингенхауз.
- Фотосинтез — это … процесс, при котором из воды и углекислого газа на свету в зелёных клетках образуются органические вещества и выделяется кислород.
- От чего зависит скорость фотосинтеза? От освещённости (до определённого предела), а также от наличия воды, углекислого газа и температуры.
- Что образуется в процессе фотосинтеза? Глюкоза (затем сложные сахара и крахмал) и кислород.
Решаем упражнения
№ 1
Какой процесс показан на рисунке? Назови условия, необходимые для него.
Как думать. На рисунке растение, солнце, стрелки к листьям и от них, углекислый газ, кислород, вода из почвы. Это знакомая картинка про питание зелёных растений.
Решение. На рисунке: 1 — стрелка выхода органического вещества (глюкозы), 2 — кислород уходит в воздух, 3 — солнечный свет, 4 — углекислый газ идёт к листьям, 5 — вода и минеральные вещества поступают из почвы через корни. Значит, изображён фотосинтез.
Ответ: фотосинтез; нужны вода, углекислый газ, солнечный свет и хлорофилл.
№ 2
Ответь, что обозначено на указателях рисунка 1–9.
Как думать. Это объёмный срез листа. Двигайся сверху вниз: кожица, два слоя столбиков, рыхлый слой, нижняя кожица, жилка.
Решение.
| № | Что обозначено |
|---|---|
| 1 | верхняя кожица |
| 2 | столбчатая ткань |
| 3 | губчатая ткань |
| 4 | межклетник (воздушное пространство) |
| 5 | нижняя кожица |
| 6 | сосуды (ксилема) |
| 7 | ситовидные трубки (флоэма) |
| 8 | волокна |
| 9 | устьице |
Ответ: 1 верхняя кожица, 2 столбчатая ткань, 3 губчатая ткань, 4 межклетник, 5 нижняя кожица, 6 сосуды, 7 ситовидные трубки, 8 волокна, 9 устьице.
№ 3
(В учебнике первое задание под рисунком.) Исследователи установили, что интенсивность фотосинтеза в течение дня сильно меняется. Утром она самая высокая, к полудню падает, к вечеру немного возрастает. Объясни, какие факторы вызывают такое изменение.
Как думать. Подумай, что происходит с жарой, водой и устьицами в полдень.
Решение.
- Утром: свет уже яркий, а воздух прохладный и влажный. Устьица широко открыты, воды в листьях достаточно. Фотосинтез идёт быстро.
- В полдень: жара и очень сильный свет. Растение теряет много воды при транспирации, и чтобы не засохнуть, закрывает устьица. Углекислому газу трудно попасть в лист, а при перегреве хуже работают ферменты. Скорость падает.
- К вечеру: жара спадает, лист восполняет воду, устьица снова открываются. Свет ещё есть, поэтому фотосинтез немного усиливается, а к закату затихает.
Ответ: изменение вызывают освещённость, температура и водный режим: в полдень устьица закрываются от жары и потери воды, и приток углекислого газа падает; утром и вечером условия лучше.
№ 4
(Второе задание под рисунком.) Хозяйка сорвала верхние зелёные листья капусты на корм кроликам. Правильно ли она сделала?
Как думать. Подумай, какие листья получают больше света и как кочан пополняет запасы.
Решение. Верхние наружные зелёные листья больше других освещены. В них идёт фотосинтез, а образовавшиеся сахара поступают в кочан. Если их оборвать, растение хуже кормится, и кочан вырастет мельче. Корм для кроликов можно взять иначе, например собрать нижние пожелтевшие или повреждённые листья.
Ответ: нет, неправильно: верхние зелёные листья «кормят» растение и кочан; без них урожай уменьшится.
№ 5
(Третье задание под рисунком.) В оранжереях и теплицах часто специально насыщают воздух углекислым газом. С какой целью это делается?
Как думать. Углекислый газ — «сырьё» для фотосинтеза. Что будет, если сырья больше?
Решение. В обычном воздухе углекислого газа мало (около 0,04 %). Если в теплице его добавить, листья получают больше сырья. Фотосинтез идёт быстрее, растут больше сахаров, и растения быстрее развиваются, дают больший урожай (помидоры, огурцы, цветы).
Ответ: чтобы ускорить фотосинтез и получить больше урожая.
№ 6
(Четвёртое задание под рисунком.) Известно, что фотосинтез идёт в зелёных листьях растений. Происходит ли он в плодах?
Как думать. Вспомни, что хлорофилл есть везде, где ткань зелёная.
Решение. Незрелые зелёные плоды (зелёные яблоки, огурцы, горошины в стручке) содержат хлоропласты, и в них идёт фотосинтез, хотя и слабый. Когда плод созревает и краснеет или желтеет, хлорофилл разрушается, и фотосинтез в нём почти прекращается.
Ответ: да, но только в зелёных (незрелых) плодах и в небольшом объёме; в зрелых плодах практически нет.
Шпаргалка
- Фотосинтез: вода + углекислый газ + свет → глюкоза + кислород.
- Воду берут корни, углекислый газ входит через устьица, свет ловит хлорофилл.
- Скорость растёт с яркостью света, но до предела.
- Днём в жару фотосинтез замедляется из-за закрытия устьиц.
💡 Самоанализ. Закончи фразы: «Было интересно, что растение само делает себе еду. Теперь я знаю, что вода и углекислый газ превращаются в сахар. Мне захотелось поставить опыт с двумя комнатными растениями.»