0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Каково значение фотосинтеза в жизни живых организмов

§ 18. Растения — автотрофы

Подробное решение параграф § 18 по биологии для учащихся 5 класса, авторов Ловягин С.Н., Вахрушев А.А., Раутиан А.С. 2016

ОПРЕДЕЛЯЕМ ПРОБЛЕМУ УРОКА

Антошка: Говорят, что растения кормят всех обитателей Земли. Но люди едят и мясо, и грибы. Чем же различаются растения? Биолог: Клетки растений имеют особое строение, помогающее им осуществлять фотосинтез.

Что нового ты узнаешь на уроке? Сравни свой ответ с авторским вариантом (стр. 171).

Растения – единственные на нашей планете организмы, способные преобразовывать энергию солнечного света в энергию химических связей. Поэтому все другие организмы зависят от растений.

На уроке я узнаю о значении растений для других организмов.

ВСПОМИНАЕМ ТО, ЧТО ЗНАЕМ

• Чем роль растений в экосистеме отличается от роли бактерий и грибов? (§ 2)

В экосистеме растения выполняют роль производителей. Они снабжают обитателей Земли пищей и кислородом.

• Из каких частей состоит клетка грибов? (§ 15)

Клетка грибов состоит из оболочки, цитоплазмы, ядра, вакуолей и других органоидов.

РЕШАЕМ ПРОБЛЕМУ, ОТКРЫВАЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

• Найди в тексте и на рисунках 18.1-18.3 ответы на вопросы:

1) Каково значение фотосинтеза для всех организмов?

Фотосинтез — уникальный процесс создания органических веществ из неорганических. Это единственный на нашей планете процесс, связанный с превращением энергии солнечного света в энергию химических связей, заключённую в органических веществах. Таким способом поступившая из космоса энергия солнечных лучей, запасённая зелёными растениями в углеводах, жирах и белках, обеспечивает жизнедеятельность всего живого мира — от бактерий до человека.

Выделяемый в качестве побочного продукта фотосинтеза кислород является ценным газом в воздухе. 97 % живых организмов на нашей планете дышат именно кислородом.

2) Что отличает растительную клетку?

Растительная клетка имеет плотную клеточную стенку, хлоропласты и вакуоли.

ПРИМЕНЯЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

1. Что такое фотосинтез? В какой части клетки он происходит?

Фотосинтез — процесс создания растениями сахара из углекислого газа и воды с использованием энергии света.

Фотосинтез происходит в хлоропластах.

2. Чем определяется цвет растений?

Наличие в клетке хлоропластов обеспечивает ей зеленый цвет. На стенках хлоропластов собран хлорофилл — вещество зелёного цвета, усваивающее энергию света.

Хромопласты придают жёлтый, оранжевый и красный оттенки цветкам (лютики), корням (корнеплоды моркови) и плодам (томаты, лимоны).

3. Почему клетки растений упругие?

Вакуоль вместе с клеточной стенкой — упругая опора клетки.

Клеточная оболочка — гибкая броня клетки. Она состоит из волокон целлюлозы, уложенных многими слоями. Промежутки между волокнами целлюлозы заполнены веществами, делающими оболочку плотнее. Прочная клеточная стенка защищает содержимое клетки и не даёт ей раздуться и разорваться в результате разрастания вакуоли.

Читать еще:  В пределах каких систематических групп происходит макроэволюция

Вакуоль — наполненный клеточным соком пузырь из мембраны, занимающий большую часть взрослой клетки. Тонкий слой цитоплазмы расположен между вакуолью и оболочкой клетки. Вакуоль распирает клетку изнутри, делая её упругой. Таким образом вакуоль вместе с клеточной стенкой служит клетке опорой.

4. Где и как происходит синтез углеводов из неорганических веществ?

Фотосинтез происходит в хлоропластах.

Этот синтез углеводов из неорганических веществ представляет собой последовательность многих химических реакций. Самые первые реакции этой последовательности происходят с участием хлорофилла (молекулы хлорофилла — это молекулы-инструменты, придающие растениям зелёный цвет).

В ходе фотосинтеза одни молекулы-инструменты захватывают энергию солнечного света, а другие молекулы-инструменты захватывают молекулы углекислого газа и воды и обмениваются атомами.

В результате образуются молекулы сахара, молекулы кислорода, молекулы воды и молекулы-инструменты, готовые вновь усваивать энергию света и производить сахар.

5. Что делает невозможным существование слишком больших клеток?

Прочная клеточная стенка защищает содержимое клетки и не даёт ей раздуться и разорваться в результате разрастания вакуоли.

МОИ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Микроскопирование живых клеток

Подготовь микроскоп к работе, настрой свет. Возьми чистые покровные и предметные стёкла и иглу в удобной рукоятке (подойдёт игла на инсулиновом шприце). Возьми луковицу. Разрежь луковицу вдоль и сними наружные чешуи. С мясистой чешуи отдели иглой кусочек поверхностной плёнки. Положив его в каплю воды на предметном стекле, расправь и накрой покровным стеклом. Рассмотри в микроскоп и зарисуй изображение клетки растения и подпиши названия частей, которые тебе удалось различить.

Как ты думаешь, могут ли клетки луковицы фотосинтезировать? Сформулируй свой ответ.

Клетки луковицы не могут фотосинтезировать, т.к. не имеют хлоропластов.

Рассмотри под микроскопом клетки листьев водных растений валлиснерии и элодеи. Чем они отличаются от клеток луковицы?

Клетки листьев водных растений содержат множество хлоропластов, в которых происходит фотосинтез. Они обеспечивают этим клеткам зеленый цвет.

Значение фотосинтеза

Содержание

  1. Образование биомассы
  2. Поддержание жизни
  3. Атмосфера
  4. Что мы узнали?

Бонус

  • Тест по теме

Образование биомассы

Живые существа, – растения, грибы, бактерии и животные, состоят из органических веществ. Вся масса органики изначально образуется в процессе фотосинтеза, идущего в автотрофных организмах – растениях и некоторых бактериях.

Рис. 1. Авто- и гетеротрофные организмы.

Гетеротрофные организмы, потребляя в пищу растения, лишь видоизменяют органические вещества, не увеличивая общую биомассу планеты. Уникальность фотосинтеза в том, что при синтезе органических веществ происходит запасание в их химических связях энергии солнца. Фактически, фотосинтезирующие организмы «привязывают» солнечную энергию к Земле.

Поддержание жизни

Фотосинтез постоянно образует из углекислого газа и воды органические вещества, которые являются пищей и средой обитания для различных животных и человека.

Читать еще:  Что интересного есть в Сиднее

Вся энергия, используемая в жизни живых организмов, изначально – солнечная. Фотосинтез фиксирует эту энергию на Земле и передаёт всем обитателям планеты.

Вещество и энергия, запасённые при фотосинтезе, широко используются человеком:

  • ископаемые энергоресурсы;
  • древесина;
  • дикорастущие растения как сырьё и эстетический ресурс;
  • продукция пищевого и технического растениеводства.

1 гектар леса или парка поглощает летом за 1 час 8 кг углекислого газа. Такое количество выделяется за то же время двумястами человек.

Атмосфера

Состав атмосферы менялся именно благодаря процессу фотосинтеза. Количество кислорода постепенно росло, повышая возможности организмов к выживанию. Изначально первая роль в образовании кислорода принадлежала зелёным водорослям, а теперь лесам.

Рис. 2. График изменения содержания О₂ в атмосфере в процессе эволюции.

Одним из следствий повышения содержания кислорода в атмосфере является образование озонового слоя, защищающего живые организмы от вредного солнечного излучения.

Считается, что именно после образования слоя озона стала возможной жизнь на суше.

Фотосинтез является одновременно и первоисточником, и фактором развития жизни на Земле.

Значение фотосинтеза на современном этапе приобрело новый аспект. Фотосинтез сдерживает рост концентрации СО₂ в воздухе, идущий за счёт сжигания топлива на транспорте и в промышленности. Этим ослабляется парниковый эффект. Интенсивность фотосинтеза повышается с возрастанием концентрации СО₂ до определённого предела.

Рис. 3. График зависимости фотосинтеза от содержания СО₂ в воздухе.

Что мы узнали?

Чтобы понять, каково значение фотосинтеза в природе, нужно оценить масштаб образованной на Земле биомассы и роль кислорода для жизни всех организмов. Фотосинтез – одна из сил, создавших современный облик планеты, и непрестанно обеспечивающих жизненно важные процессы питания и дыхания.

Биология и медицина

Значение фотосинтеза для жизни на Земле

Исходным материалом для фотосинтеза служат углекислый газ атмосферы и вода. Для синтеза органических веществ растения используют только неорганические вещества: азотистые, фосфорные, сернистые соединения. Источником азота служат также молекулы атмосферного азота, который способны фиксировать бактерии, живущие в корневых клубеньках, главным образом бобовых растений. Газообразный азот переходит при этом в состав аммиака — NH3 и далее входит в состав аминокислот, белков, нуклеиновых кислот и иных соединений. Органические вещества, которые образуются в фотосинтезирующих клетках из углекислого газа, воды, азота атмосферы и неорганических солей почвы или водных сред, используются всеми живыми существами нашей планеты, которые не способны к фотосинтезу. В число этих существ входят все животные и человек, живущие благодаря трансформированной растениями энергии солнца. Исключение составляют хемосинтезирующие микроорганизмы, о которых речь будет далее Фотосинтезирующие клетки, захватывая углекислый газ из атмосферы, выделяют в нее кислород.

Читать еще:  Почему Китай назвали Поднебесной

До появления на нашей планете фотосинтезирующих клеток и организмов атмосфера Земли была лишена кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток она стала насыщаться кислородом. Постепенное наполнение атмосферы кислородом привело к появлению клеток с энергетическим аппаратом нового типа. Это были клетки, производящие энергию вследствие окисления органических соединений, главным образом углеводов и жиров, при участии атмосферного кислорода в качестве окислителя. В результате этого наступил следующий важный этап в развитии жизни на Земле — этап кислородной или аэробной, жизни. Первые клетки, способные использовать энергию солнечного света, возникли, очевидно, около 3 млрд. лет назад. Это были одноклеточные сине-зеленые водоросли. Окаменелые остатки таких клеток были найдены в слоях сланцев, относящихся к тому периоду в истории Земли, который называют архейской эрой. Потребовалось еще более 1 млрд. лет для насыщения атмосферы Земли кислородом и возникновения аэробных клеток. Очевидно, что планетарная роль растений и иных фотосинтезирующихорганизмов исключительно велика:

1) они трансформируют энергию солнечного света в энергию химических связей органических соединений, которая используется всеми остальными живыми существами нашей планеты;

2) они насыщают атмосферу Земли кислородом, который служит для окисления органических веществ и извлечения этим способом запасенной в них химической энергии аэробными клетками;

3) наконец, определенные виды растений в симбиозе с азотфиксирующими бактериями вводят газообразный азот атмосферы в состав молекул аммиака, его солей и органических азотсодержащих соединений. В почве есть и несимбиотические азотфиксирующие микроорганизмы. Из всего сказанного следует, что роль зеленых растений в планетарной жизни трудно переоценить. Сохранение и расширение зеленого покрова Земли имеет решающее значение для всех живых существ, населяющих нашу планету.

Естественно, что эта задача ложится на человека, на нас с вами, также несущих ответственность за сохранение жизни на Земле.

В результате фотосинтеза на Земле образуется 150 млрд. т. органического вещества и выделяется около 200 млрд. т свободного кислорода в год. Фотосинтез создал и поддерживает современный состав атмосферы, необходимый для жизни на Земле. Он препятствует увеличению концентрации CO2 в атмосфере, предотвращая перегрев Земли ( парниковый эффект ).

Созданная фотосинтезом атмосфера защищает живое от губительного коротковолнового УФ-излучения ( кислородно-озоновый экран атмосферы ). В урожай сельскохозяйственных растений переходит лишь 1-2% солнечной энергии, потери обусловлены неполным поглощением света. Поэтому имеется огромная перспектива повышения урожайности благодаря селекции сортов с высокой эффективностью фотосинтеза, созданию благоприятной для светопоглощения структуры посевов. В связи с этим особенно актуальными становятся разработка теоретических основ управления фотосинтезом, исследование фотосинтеза как целостного процесса.

Источники:

http://resheba.me/gdz/biologija/5-klass/lovyagin/18
http://obrazovaka.ru/biologiya/znachenie-fotosinteza-v-prirode.html
http://medbiol.ru/medbiol/biology_sk/00057028.htm

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector