§ 39. Фотосинтез деген не немесе шөп неге жасыл?
Жаратылыстану, 5 сынып. Оқулық: Верховцева Л.А. және т.б. (Алматыкітап баспасы, 2023). 4 тарау: Жанды және жансыз табиғаттағы үдерістер. 39–43-беттер.
Нені үйренесің
- Фотосинтездің не екенін өз сөзіңмен түсіндіруді.
- Фотосинтездің «формуласын» жазуды: не керек және не пайда болады.
- Жапырақтың неге жасыл екенін және өсімдікке жарықтың не үшін керек екенін түсіндіруді.
- Орманның қанша көмірқышқыл газын жұтатыны туралы есеп шығаруды.
Ой қозғау
Ойша жауап бер, содан кейін жауабын аш.
- Өсімдікке өсу үшін не керек? Су, топырақтағы минералды заттар, жарық, жылу, ауа.
- Өсімдік суды қалай алады? Тамырымен топырақтан.
- Біз қандай газды жұтамыз, қандай газды шығарамыз? Оттегін жұтамыз, көмірқышқыл газын шығарамыз.
- Жапырақ жасушаларында микроскоптан жасыл болып не көрінеді? Хлоропластар — жасыл түйіршіктер.
Тақырыпты талдаймыз
«Таза ауа» құпиясы
«Барып, таза ауамен демалып кел!» — дейді ата-анаң. Саябақта немесе бақта шынымен де тыныс алу жеңіл. Онда оттегі қайдан көп? Оны жасыл өсімдіктер шығарады. Сонымен қатар олар өздеріне тамақ жасайды. Қалай екенін бірге түсінейік.
Жапырақ ішіндегі «ас үй»
Өсімдік суды және минералды тұздарды топырақтан алады. Бірақ бұл аз: өсу үшін тағы органикалық заттар керек, мысалы, қант (глюкоза) және крахмал. Топырақта олар жоқ. Өсімдік оларды өзі жасайды — жасыл жапырақтарда, жарықта.
Оқулықтағы суретке қара. Күн жарық пен жылу жібереді. Сол жақтан жапыраққа көмірқышқыл газы, CO₂ «ұшып кіреді». Төменнен тамырлар жерден су, H₂O тартады. Ал жапырақтан оттегі, O₂, және глюкоза шығады.
📌 Фотосинтез (грекше: «фото» — жарық, «синтез» — пайда болу) — өсімдік жапырағында күн жарықта жүретін үдеріс. Үдеріс кезінде көмірқышқыл газ бен судан органикалық заттар мен оттегі пайда болады.
$\text{көмірқышқыл газ} + \text{су} \xrightarrow{\text{жарық, хлорофилл}} \text{органикалық заттар} + \text{оттегі}$
🌟 Өсімдік бүкіл денесін ауа мен судан құрады! Аулада тұрған алып қарағаш дерлік түгелдей көмірқышқыл газы мен судан «жасалған».
Шөп неге жасыл
Жапыраққа жасыл түс беретін — хлорофилл деген ерекше зат. Ол хлоропластардың ішінде орналасады. Хлорофилл күн сәулесін күн батареясы сияқты ұстап алады, ал осы энергия фотосинтезді іске қосады.
📌 Хлорофилл — өсімдіктерге жасыл түс беретін пигмент (бояушы зат).
Хлорофилл тек жарықта түзіледі. Өсімдікті қараңғыда ұзақ ұстасаң, ол бозарып, сарғаяды.
⚠️ Жиі кететін қате. «Өсімдіктер көмірқышқыл газбен тыныс алады, ал біз оттегімен». Шын мәнінде өсімдіктер де күндіз-түні оттегімен тыныс алады. Ал көмірқышқыл газын олар фотосинтез үшін жұтады — тек жарықта. Күндіз фотосинтез тыныс алудан күштірек жүреді, сондықтан өсімдік жұмсағанынан көп оттегі бөледі.
Фотосинтез бүкіл планетаға не үшін керек
- Адамдар мен жануарлардың тыныс алуы үшін оттегін береді.
- Көктегі оттегінен озон қабаты түзіледі, ол Жерді зиянды күн сәулесінен қорғайды.
- Өсімдіктер көмірқышқыл газын жұтып, Жердің қатты қызып кетуіне жол бермейді.
- Тамақ береді: нан, жеміс, көкөніс, ал шөп арқылы — ет пен сүт те.
Жүз жыл бұрын орыс ғалымы, ботаник Климент Аркадьевич Тимирязев жасыл жапырақты «тіршіліктің ұлы фабрикасы» деп атаған. Оның шикізаты — көмірқышқыл газ бен су, қозғалтқышы — жарық. Ол былай деп жазды: Жер бетіне түскен күн сәулесі бидай өскініне, дұрысында, хлорофилл дәніне түсіп, жойылып кетпейді, ол бидайдың құрамына сіңіп, бізге тамақ болады, біздің бұлшық етімізге, тіпті жүйкемізге айналады.
Түсінгеніңді тексер
Өзіңді тексер
- Фотосинтез деген не? Жасыл жапырақтарда жарықта көмірқышқыл газ бен судан органикалық заттар мен оттегінің түзілуі.
- Қандай жағдай керек? Жарық және хлорофилл.
- Хлорофилл деген не? Жарықты ұстайтын жасыл пигмент.
- Фотосинтез адамдар үшін неге маңызды? Ол оттегі мен тамақ береді.
Жаттығуларды шығарамыз
№ 1
50 м² жасыл орман 1 сағаттың ішінде бір адам сол сағатта тыныс алғанда шығаратын 40 г көмірқышқыл газын жұтатыны белгілі. 1 га жасыл орман 1 сағатта қанша көмірқышқыл газын жұтады? Осынша көмірқышқыл газын 1 сағатта қанша адам жұтады?
Қалай ойлаймыз. Гектарды шаршы метрге айналдыр. Гектарда 50 м²-тан тұратын неше «бөлік» бар екенін тап. Әр бөлік — 40 г және бір адам.
Шешуі.
- $1 \text{ га} = 10,000 \text{ м}^2$.
- $10,000 : 50 = 200$ — 50 м²-тан тұратын осыншама бөлік бар.
- $200 \cdot 40 = 8000$ г $= 8$ кг көмірқышқыл газы бір сағатта.
- Әр бөлік бір адамға «қызмет етеді», демек, адам саны — 200.
Жауабы: 8000 г (8 кг) көмірқышқыл газы; осыншаны бір сағатта 200 адам шығарады.
📕 Оқулықтағы қате. Есептің соңғы сұрағында «қанша адам жұтады?» деп жазылған. Бұл дұрыс емес: адам көмірқышқыл газын жұтпайды, шығарады. Дұрыс сұрақ: осынша көмірқышқыл газын 1 сағатта қанша адам шығарады? Есептің шарты да осыны айтады.
№ 2
Жыртқыш аңдар үшін фотосинтездің пайдасы бар ма?
Қалай ойлаймыз. Жыртқыш шөп жемейді. Бірақ ол кімді жейді? Және немен тыныс алады?
Шешуі. Жауап үлгісі.
- Қасқыр қоян мен киікті жейді, ал олар шөппен қоректенеді. Шөп фотосинтездің арқасында өскен. Өсімдіктер болмаса, шөпқоректілер болмайды, ал оларсыз жыртқыштар да болмайды.
- Жыртқыштар өсімдіктер бөлген оттегімен тыныс алады.
Жауабы: иә, пайдасы бар: қорек тізбегі арқылы да, оттегі арқылы да.
№ 3
Зерттеушілер фотосинтездің қарқындылығы күні бойы қатты өзгеретінін айтады. Ең жоғары көрсеткіші таңертең болады, түске қарай азаяды, бірақ кешке аздап көтеріледі. Фотосинтез қарқындылығының күні бойы өзгеруіне қандай түрткіжайттар әсер ететінін түсіндіріп бер.
Қалай ойлаймыз. Күні бойы не өзгереді? Жарық, температура және жапырақтың қанша су жоғалтатыны.
Шешуі. Жауап үлгісі.
- Таңертең жарық жеткілікті, ал ыстық емес, жапырақтарда су жеткілікті — фотосинтез белсенді жүреді.
- Түсте қатты ыстық. Су жоғалтпау үшін жапырақ көмірқышқыл газ кіретін ұсақ тесіктерді — «ауызшаларды» жауып тастайды. Шикізат азаяды — фотосинтез әлсірейді.
- Кешке ыстық басылып, ауызшалар қайта ашылады да, фотосинтез аздап күшейеді. Бірақ жарық әлі азайған, сондықтан таңертеңгі деңгейге жетпейді.
Жауабы: жарық, температура және жапырақтағы су қоры әсер етеді.
№ 4
Күтуші орамжапырақтың беткі жасыл жапырақтарын жұлып, қояндарға берді. Ол дұрыс жасады ма?
Қалай ойлаймыз. Орамжапырақтың қай жапырақтары жасыл және олар кочанға не істейді?
Шешуі. Жауап үлгісі. Орамжапырақ әлі егісте өсіп тұрса, бұл дұрыс емес. Сыртқы жасыл жапырақтар фотосинтез жасап, кочанды органикалық заттармен қоректендіреді. Оларсыз кочан кішкентай болып қалады. Ал орамжапырақ сақтауға кесіліп алынған болса, беткі жапырақтарды қояндарға беруге болады.
Жауабы: кочан өсіп жатқанда дұрыс емес: жасыл жапырақтар оны қоректендіреді.
№ 5
Жылыжай мен оранжереяда ауаны арнайы көмірқышқыл газбен қанықтырады. Ол қандай мақсатпен жасалады?
Қалай ойлаймыз. Көмірқышқыл газ — фотосинтездің шикізаты. Шикізат көп болса — …
Шешуі. Көмірқышқыл газ көп болған сайын фотосинтез тезірек жүреді. Өсімдіктер органикалық заттарды тез түзеді, тез өседі және көбірек өнім береді — қияр, қызанақ, көк.
Жауабы: фотосинтезді күшейтіп, өнімді көбірек алу үшін.
№ 6
Бірінші бағанға фотосинтезге керек заттарды жазып, бағдар арқылы фотосинтез кезінде пайда болатын екінші бағандағы заттармен қос. (Заттар: оттегі, көмірқышқыл газы, су, хлорофилл, органикалық заттар, минералды тұздар.)
Қалай ойлаймыз. «Формуланы» есіңе түсір: сол жақта — алынатын заттар, оң жақта — пайда болатындар.
Шешуі. Фотосинтезге көмірқышқыл газы мен су керек, сонымен қатар хлорофилл — онсыз жарықты ұстау мүмкін емес. Оттегі мен органикалық заттар пайда болады. Минералды тұздар өсімдікке өсу үшін қажет, бірақ фотосинтездің «формуласына» кірмейді.
Жауабы: керек — көмірқышқыл газы, су, хлорофилл; пайда болады — оттегі, органикалық заттар; минералды тұздар тікелей қатыспайды.
№ 7
(оқулықта нөмірсіз тапсырма: эпиграфты оқы, оның мағынасын қалай түсінетініңді топта талқыла) «Жердегі тіршілік Қызыл Күн мен Жасыл дәнге тәуелді» (халық даналығы). Осы сөзді қалай түсінесің?
Шешуі. Жауап үлгісі.
- «Қызыл Күн» — Күн, ол жарық пен жылу береді.
- «Жасыл дән» — жасыл өсімдік (және хлоропласт — жасушадағы жасыл дән).
- Екеуі бірге фотосинтез жасайды: жарық + жасыл жапырақ = барлық тірі жандарға тамақ пен оттегі.
Жауабы: Жердегі тіршілік күн жарығы мен жасыл өсімдіктерге байланысты.
№ 8
(оқулықта нөмірсіз тапсырма: «Фотосинтез „формуласын“ құр») Схеманы толтыр: заттар + заттар → (жағдай) → заттар + заттар.
Шешуі. көмірқышқыл газ + су → (жарық, хлорофилл) → органикалық заттар + оттегі.
Жауабы: шешуін қара.
№ 9
(оқулықта нөмірсіз тапсырма: тәжірибе) Жас табиғат зерттеушілер топыраққа пияз екті. Біраз уақыттан кейін одан жасыл сабақ өсіп шықты. Пияздың жартысын олар қалың қара қатырғықағаз қалпақпен жапты. Екінші бөлігін өзгеріссіз қалдырды. 7 күннен кейін қатырғықағазды ашты. Жасыл сабақтың түсі өзгерді ме? Қалай ойлайсың? Жауабыңды дәлелдеп көрші. Содан кейін қалпақты алып тастап, жас зерттеушілер пиязды тағы 7 күн бақылады. Енді жасыл өсімдіктің түсі өзгерді ме? Қалай ойлайсың? Неге? Хлорофилл пайда болуы үшін қандай жағдай болу керек? Пияздың түсі қатырғықағазды алып тастаған күні және 7 күннен кейін қалай өзгергенін суретке сал. Екінші суретте, сенің ойыңша, пияз түсінің өзгеруіне әсер еткен басты жағдайды белгілеп қой. Жапырақтың қандай компоненті оған жасыл түс береді?
Қалай ойлаймыз. Екі топ пияздың жағдайы немен ерекшеленді? Тек жарықпен.
Шешуі.
- Қалпақтың астында жасыл сабақтар бозарып, сарғайып кетеді. Жарықсыз хлорофилл түзілмейді, ал ескісі аздап бұзылады. Қалпақсыз қалған жартысы жасыл күйінде қалады.
- Қалпақты алып тастағаннан кейін 7 күннен соң жарықта сабақтар қайтадан жасылданады: хлорофилл қайта түзіледі.
- Суреттер: біріншісінде — бозғылт сары сабақтар; екіншісінде — жасыл сабақтар және олардың үстіне салынған күн — басты жағдай.
- Жасыл түсті хлорофилл береді. Оның түзілуі үшін жарық керек (сонымен қатар жылу, су және минералды заттар).
Жауабы: жарықсыз пияз сарғаяды, жарықта қайтадан жасылданады; түсті хлорофилл береді, оған жарық керек.
👨👩👧 Ата-анаға. Бұл тәжірибені үйде оңай қайталауға болады: екі пиязды су құйылған стақанға салыңыз, біреуін мөлдір емес кружкамен жабыңыз. Бір аптадан кейін айырмашылық бірден көрінеді.
№ 10
(оқулықта нөмірсіз тапсырма: өлеңді оқы) Өлеңнің мағынасын түсіндіріп бер. Неге фотосинтез бәрінен маңызды болып саналады? (Өлеңде фотосинтез жеміс, көкөніс, нан, көмір, шөп, отынға қажет делінген.)
Шешуі. Жауап үлгісі.
- Жеміс, көкөніс, нан, шөп — өсімдіктердің бөліктері, ал өсімдіктер фотосинтездің арқасында өскен.
- Отын (отындық ағаш) — ағаш, ол да фотосинтезден жасалған.
- Көмір — ерте заманғы өсімдіктердің қалдығы, олар да миллиондаған жыл бұрын фотосинтездің арқасында өскен.
- Сонымен қатар фотосинтез оттегі береді және озон қабатына көмектеседі.
Жауабы: аталғанның бәрін өсімдіктер фотосинтез арқылы жасаған.
№ 11
(оқулықта нөмірсіз тапсырма: шығармашылық тапсырма) Егер табиғатта фотосинтез үдерісі жүрмесе, онда әлем қалай өзгеріп кетеді? Өз ойыңды айт. Фотосинтез үдерісі жоқ әлемнің суретін сал.
Шешуі. Жауап үлгісі. Өсімдіктер өспей, қурап қалады. Шөпқоректілерге жейтін ештеңе қалмайды, содан кейін жыртқыштар да қырылады. Ауадағы оттегі азайып, көмірқышқыл газы көбейе береді, ыстық әрі тұншықтырарлық болады. Озон қабаты жұқарады. Суретте — сұр шөл, қурап қалған ағаштар, бұлыңғыр аспан. Қорытынды: фотосинтезсіз Жерде тіршілік болмайды.
Жауабы: сенің суретің және түсіндірмең.
№ 12
(оқулықта нөмірсіз тапсырма: тәжірибе) Фотосинтез жүру үдерісін дұрыс зерттеу үшін келесі әрекетті орында: екі бірдей өсімдікті, мысалы, қазоты гүлін (пеларгония) ал, оның біреуін шкафқа салып, күн сәулесі түспес үшін есігін жауып қой. Келесі сабаққа дейін ол шкафта 2–3 күн тұру керек. Екінші өсімдік терезе алдында тұрсын. 2–3 күн өткеннен кейін екі өсімдік жапырағының түсін салыстыр. Не байқадың? Неге солай болады? Мұны ғылыми тұрғыдан түсіндіріп бер.
🧪 Тәжірибе. Қажет болады: екі бірдей қазоты гүлі (пеларгония) немесе кез келген бөлме өсімдігі, шкаф, терезе алды.
Қалай ойлаймыз. Бұл — пиязбен жасаған тәжірибенің дәл өзі, тек басқа өсімдікпен.
Шешуі. Шкафтағы өсімдіктің жапырақтары бозарып, ақшыл тартады, сарғая бастауы мүмкін. Терезедегі өсімдіктің жапырақтары қою жасыл болып қалады. Себебі: қараңғыда фотосинтез жүрмейді, хлорофилл түзілмейді және ақырындап бұзылады.
⚠️ Өсімдікті шкафта 3 күннен артық ұстама — ол әлсірейді. Тәжірибеден кейін жарыққа шығарып, суғар.
Жауабы: қараңғыда жапырақтар бозарады, себебі жарықсыз хлорофилл түзілмейді.
№ 13
(оқулықта нөмірсіз тапсырма: «Адам» — сабақ барысындағы өзінің жетістігін бағалау) Егер сабақтың тақырыбын игерсең, адамды толық бояу; жартылай игерсең, жартысын бояу; жеткіліксіз игерсең, тек аяқтарын бояу. Өз жұмысыңа талдау жаса. Үлкен жетістікке жету үшін үйде саған нені қайталау керек?
Шешуі. Өзіңді адал бағала. Тексеру сұрақтары: фотосинтездің «формуласын» көмексіз жаза аласың ба? Жапырақтың неге жасыл екенін түсіндіре аласың ба? № 1 есепті шығара аласың ба? Егер иә болса — толық бояу. Егер тоқтап қалсаң — «Жадынаманы» және пиязбен жасалған тәжірибені қайталап шық.
Жауабы: әркімнің өз жауабы бар.
№ 14
(оқулықта нөмірсіз тапсырма: сабақ соңындағы ой-толғау) Сөйлемдерді жалғастыр: «Бүгін мен кейбір сұрақтарға жауап бере алмадым …». «Үйде маған … қажет».
Шешуі. Жауап үлгісі. Бүгін мен жапырақтың ауызшалары не үшін жабылатынына жауап бере алмадым. Үйде маған фотосинтездің формуласын қайталау және пиязбен жасалған тәжірибені қайта көру қажет.
Жауабы: әркімнің өз жауабы бар.
Жадынама
- көмірқышқыл газ + су → (жарық, хлорофилл) → органикалық заттар + оттегі.
- Хлорофилл тек жарықта түзіледі.
- Фотосинтез оттегі, тамақ және озон қабатын береді.
- 1 га орман бір сағатта шамамен 8 кг көмірқышқыл газын жұтады.