Содержание

Окружающий мир 3 класс «Дыхание и питание растений»

Слайды и текст этой онлайн презентации

Слайд 1

Солнце, растения и мы с вами
Окружающий мир
3 класс

Слайд 2

Охранять растения – значит заботиться обо всем живом.

Слайд 3

Дыхание растений
Кислород
Кислород
Углекислый газ
Углекислый газ

Слайд 4

Растворённые соли Вода
Углекислый газ
Сахар Крахмал
Питание растений
Кислород
ФОТОСИНТЕЗ

Слайд 5

Кислород
Углекислый газ
Кислород
Углекислый газ
Проверь себя!

Слайд 6

Углекислый газ
Кислород
Сахар Крахмал
Растворённые соли
Вода
Проверь себя!

Слайд 7

При дыхании растение поглощает
а выделяет
При питании растение поглощает
а выделяет
кислород,
углекислый газ.
углекислый газ,
кислород.
Используя схемы, укажите названия газов.

Слайд 8

Укажи стрелками:
Процесс, при котором растение поглощает кислород, а выделяет углекислый газ.

Процесс, при котором растение поглощает углекислый газ, а выделяет кислород.
Питание
Дыхание

Слайд 9

Страничка для любознательных
За один теплый солнечный день 1 гектар леса выделяет 180-200 кг кислорода и поглощает 220-280 кг углекислого газа .
МОЛОДЦЫ

Слайд 10

Тест по теме « Солнце, растение и мы с вами»

Слайд 11

1.Что растения поглощают из воздуха при дыхании?
а) кислород; б) углекислый газ; в) азот.  

Слайд 12

2.Что растение выделяет при дыхании?
а) кислород; б) углекислый газ; в) азот.

Слайд 13

3.Что несёт энергию необходимую для развития растения?
а) вода; б) солнечный свет; в) почва.  

Слайд 14

  4. Какое вещество не участвует в образовании сахара и крахмала?
а) вода; б) углекислый газ; в) кислород.

Слайд 15

5. Какое вещество выделяется при образовании сахара и крахмала?
а) вода; б) кислород; в) углекислый газ.

Слайд 16

ПРОВЕРКА
1.а 2.б 3.б 4.в 5.б

Слайд 17

МОЛОДЦЫ !

Слайд 18

В листьях растений на свету из воды и углекис­лого газа образуются питательные вещества, не­обходимые растениям. Эти питательные вещества используют также животные и люди. Растения вы­деляют кислород, которым дышат живые суще­ства. Вот почему охранять растения — это значит заботиться обо всём живом.
Запомни:

Плешаков. 3 класс. Учебник №1, с. 46 – 50

Воздух и его охрана

Ответы к стр. 46 - 50

1. Какой газ мы поглощаем из воздуха при дыхании?

Всего лишь два века назад учёные узнали, что воздух – смесь многих газов, в основном азота – 78%, кислорода – 21% и углекислого газа – 1%. «Газ» в переводе с греческого означает «хаос». Воздух – смесь газов.

При дыхании живые существа поглощают из воздуха кислород, а выделяют углекислый газ.

Опыт Джозефа Пристли.

С целью проверки своего предположения о роли углекислого газа в дыхании растений Пристли посадил под стеклянный колпак мышь – довольно быстро животное погибло, тогда он под такой же колпак посадил другую мышь, но уже вместе с веткой мяты – мышь прекрасно могла жить в сосуде вместе с веткой мяты, потому что воздух «освежался» зелёными веточками.

Кислород. Великий французский химик Антуан Лавуазье нашёл газ, поддерживающий дыхание и горение в воздухе. Он дал ему латинское название Oxygenium, то есть «порождаемый кислотами». В свободном виде это газ без запаха, цвета и вкуса. В воздухе содержится 21 % кислорода. Газ кислород поддерживает горение.

Всё живое давно бы задохнулось, если бы не растения. И дуб-великан, и травинка, и крохотные водоросли жадно ловят углекислый газ, он необходим растениям для питания. А возвращают растения в воздух кислород, так важный для дыхания людям, животным. Леса, луга, поля, парки, сады – все растения на Земле вместо углекислого газа дают нам живительный кислород. Чем больше вокруг зелени, тем чище воздух.

2. Перечисли свойства воздуха.

Воздух прозрачен, бесцветен, не имеет запаха, при нагревании расширяется, а при охлаждении сжимается. У воздуха есть еще одно интересное свойство – он плохо проводит тепло.

3. Почему при нагревании воздух расширяется, а при охлаждении сжимается?

Проделаем опыт.
Опыт 1. Возьмём колбу с трубкой. Опустим трубку в воду. Заметим, что вода не входит в трубку – её «не пускает» воздух. Будем нагревать колбу. Что происходит? Из трубки стали выходить пузырьки воздуха. Почему это стало возможным? Этот опыт показывает, что воздух при нагревании расширяется. Как же это объяснить? Воздух состоит из частиц, между которыми есть промежутки. Частицы постоянно движутся, часто сталкиваются. Когда воздух нагревается, они начинают двигаться быстрее, сталкиваются сильнее. Из-за этого они отскакивают на большее расстояние друг от друга. Промежутки между ними увеличиваются, и воздух расширяется.

Опыт 2. Положим на колбу холодную влажную салфетку. Для чего я это делаю? Что же мы видим? Мы видим, как вода поднимается по трубке. Воздух как бы уступает воде часть своего места. Это происходит потому, что воздух при охлаждении сжимается.

4. Отчего загрязняется воздух?

Источники загрязнения воздуха

  • фабрики и заводы выбрасывают из своих труб ядовитые газы, сажу, пыль;
  • автомобили выделяют отработанные газы, в которых очень много вредных веществ;
  • пожары, извержения вулканов;
  • загрязнение земли не переработанным мусором.

Загрязнение воздуха угрожает здоровью людей, всей жизни на Земле!

5. Что надо делать для охраны чистоты воздуха?

Сейчас немало делается для охраны чистоты воздуха. На многих предприятиях работают установки, которые улавливают пыль, сажу, ядовитые газы. Учёные разработали новые автомобили — электромобили, которые не будут загрязнять воздух. В разных местах созданы специальные станции, они постоянно следят за чистотой воздуха в больших городах.

Задания для домашней работы 

2. В книге «Великан на поляне» прочитай рассказ «Невидимое сокровище». Приходилось ли тебе наблюдать случаи, подобные тому, который описан в рассказе? Что ты об этом думаешь?

НЕВИДИМОЕ СОКРОВИЩЕ
(рассказ из книги «Великан на поляне»)

Третьеклассница Женя живёт на первом этаже большого девятиэтажного дома. С ней по соседству живет её подруга Таня, папа которой работает шофёром. Иногда он надолго ставит свой автомобиль у дома и забывает отключить работающий двигатель. Двигатель шумит, выхлопные газы выбрасываются в воздух, дышать просто нечем. Женина мама закрывает форточку и спешит на лестничную площадку, чтобы позвонить в квартиру Тани. Её папа выбегает из дома и выключает двигатель. Но в другой раз забывчивый шофёр опять оставляет его работающим впустую, и всё повторяется.

А ведь это очень вредно — дышать выхлопными газами. А как просто — выключить двигатель у стоящего автомобиля. И шума не будет, и воздух будет чистым.

В больших городах человеку вообще дышать нелегко, воздух не тот. Слишком сильно он загрязнён в последнее время. Но если отъехать от большого города подальше, в деревню или в маленький тихий городок, то как же хорошо там дышится! Воздух чист, прозрачен. Подобно тому, как можно пить вкусную родниковую воду, можно «пить» и воздух, только лёгкими. И от него у горожанина с непривычки в первые мгновения даже голова кружится. Чистый воздух — богатство, настоящее сокровище, которое люди нередко не ценят.

Даже в деревне или маленьком городке иногда вдохнёшь и сильно закашляешься. От дыма. Сколько же всего у нас горит в тёплое время года! Горит старая прошлогодняя сухая трава. Горят кучи сухих листьев. Горят стога соломы. Горит всевозможный мусор... А ведь как, казалось бы, просто — нигде и ничего зря не поджигать. Особенно вредно поджигать пластмассу, шины, полиэтиленовые пакеты. При их горении в воздух поступают вещества, очень опасные для здоровья.

А вот ещё одна разновидность дыма — дым от сигарет и папирос. Ох, как сильно загрязняют воздух курильщики! В дыме, которым они заполняют помещения, содержится много вредных веществ. Получается, что курильщики отравляют не только себя, но и всех окружающих.

Нам, людям, не стоит забывать и о том, что чистый воздух необходим животным, растениям. Ведь они тоже дышат. Но делать это из-за недоброго и неразумного поведения людей им становится всё труднее. Деревья в больших городах из-за сильной загрязнённости воздуха «задыхаются». Они болеют и медленно умирают.

Да, чистый воздух — это невидимое сокровище. И его не заменишь ничем.

Давайте же будем делать всё от нас зависящее, чтобы это сокровище беречь.

Ответы по окружающему миру. Учебник. 3 класс. Часть 1. Плешаков А. А.

Окружающий мир. 3 класс

Плешаков. 3 класс. Учебник №1, с. 46 – 50

5 (100%) от 1 голосующих

Урок 6. воздух и его охрана - Окружающий мир - 3 класс

Окружающий мир, 3 класс

Урока № 6 Воздух и его охрана

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1. Воздух

2. Свойства воздуха.

3. Охрана воздуха.

Глоссарий:

Воздух – это смесь газов.

Атмосфера – это гигантская воздушная оболочка, которая простирается вверх на сотни километров.

Ветер – это движение воздуха.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

  1. Окружающий мир. Учебник для общеобразовательных школ. 3 кл. : В 2 ч. / А. А. Плешаков. — М.: Просвещение, 2016.
  2. Окружающий мир. Тетрадь учебных достижений. 3 кл.: учеб.пособие для общеобразоват. организаций / А. А. Плешаков, З. Д. Назарова. — М.: Просвещение, 2016.
  3. Окружающий мир. Рабочая тетрадь. 3 кл.: учеб.пособие для общеобразоват. организаций. В 2 ч. / А. А. Плешаков. — М.: Просвещение, 2016.
  4. От земли до неба. Атлас-определитель: кн.для учащихся нач.кл./А. А. Плешаков.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Ребята, представьте, как парит в воздухе огромный воздушный шар, как поднимается в небо фонарик, взвивается летучий змей, летит многотонный самолёт, совершает маневры в небе летательный дрон. А задумывались ли вы, почему эти объекты удерживаются в воздухе и не падают? Почему вращается флюгер и забавная детская игрушка?

Если посмотреть на нашу планету из Космоса, мы увидим, что Земля окутана воздушной оболочкой, как бесцветным прозрачным покрывалом. Слой воздуха, окружающий нашу планету, называется атмосферой. Она защищает Землю от излишнего тепла и холода, солнечной радиации, метеоритов. Слой атмосферы в разных частях планеты неодинакова. Воздух – это смесь многих газов: семьдесят восемь процентов азота, двадцать один процент кислорода и один процент углекислого газа.

В отсутствии пищи человек может прожить около тридцати дней, без воды несколько суток, а без воздуха две-три минуты. Воздух присутствует всюду: в воде, в почве, в живых организмах. Воздухом заполнено любое пространство. Увидеть мы его не можем, но можем почувствовать. Для этого воздух нужно привести в движение. Помашите перед собой листочком бумаги. Вы чувствуете лёгкий ветерок? Ветер – это движение воздуха.

Свойства воздуха.

Если поднесите лист бумаги к глазам, то через него мы ничего не увидим, стоит отодвинуть - откроется обзор на все предметы. Сделаем вывод, что воздух прозрачен и бесцветен.

Если мы возьмем мандарин и очистим от корки, то в комнате сразу появится цитрусовый запах. Заметьте, что до этого мы запахи не ощущали. Чистый воздух не имеет запаха. Частицы пахучих веществ смешиваются с частицами воздуха и появляются ароматы.

Воздух плохо проводит тепло. Человек и животные пользуются этим свойством воздуха. Птицы в сильные морозы сидят нахохлившись. Чем больше между перьями воздуха, тем лучше сохраняется тепло. Шапки, кофты, куртки, пальто сами по себе нас не греют. Чем пушистее вещь, тем больше в ней воздуха, а значит и теплее. Вот почему животные с густой и длинной шерстью зимой не мёрзнут. Свойство воздуха плохо проводить тепло используют в технологии изготовления окон. Между двумя рамами окон сохраняется слой воздуха, который защищает дома от холода.

Воздух имеет вес. Он своей тяжестью давит на людей, но мы этого не замечаем. Наш организм привык к такому давлению. У некоторых пожилых и больных людей начинаются головные боли, если атмосферное давление становится больше или меньше.

Воздух не имеет формы. Он заполняет любое пространство. Если полиэтиленовый пакет наполнить воздухом и завязать, то его невозможно будет смять. Внутри окажется воздух, а он упругий. Воздух в мяче находится в сжатом состоянии. При ударе воздух еще больше сжимается и стремится быстро расшириться, отскакивая высоко от поверхности. Сто́ит только выпустить воздух из мяча - он потеряет упругость. Сжимаемость и упругость воздуха используют для воздушных тормозов в транспорте, надувных изделиях, шинах автомобилей, велосипедов.

Воздух хороший проводник звука. Духовые инструменты звучат благодаря воздушной струе. Когда барабанщик ударяет палочками по туго натянутой коже барабана, воздух, который находится внутри барабана, вибрирует и производит звук.

При нагревании воздуха, частицы расширяются, а при охлаждении сжимаются. При нагревании воздух становится легче. Именно это свойство используется в воздушных фонариках и шарах. Теперь вы, наверное, догадались, почему форточки расположены в верхней части окна, а отопительные батареи снизу под окном? Холодного воздух тяжелее тёплого. Он опускается вниз, где нагревается от батареи и поднимается наверх, открывая форточки, мы охлаждаем его. Тёплый воздух расширяется, становится легче и устремляется вверх. Таким образом, на планете образуется вертикальный ток и зарождаются ветра.

Люди, животные при дыхании поглощают кислород, а выдыхают углекислый газ. А вот растения, наоборот, поглощают углекислый газ, а выделяют кислород.

Охрана воздуха.

Большое количество машин, заводов, фабрик загрязняют воздух. Они выбрасывают из своих труб ядовитые газы, сажу, пыль. Для охраны воздуха на предприятиях устанавливают очистительные фильтры. Учёные разработали новые автомобили - электромобили, которые не выбрасывают выхлопные газы. Автомобили должны своевременно проходить техническое обслуживание для предотвращения поломки и выбросов ядовитых газов в атмосферу. Мы тоже можем способствовать сохранению чистого воздуха, если будем сажать различные растения, деревья. Известно, что тополя выделяют в атмосферу в четыре раза больше кислорода, чем другие деревья и прекрасно очищают городской воздух от пыли и копоти. Человеку и другим существам для жизни нужен чистый воздух. Без чистого воздуха нет жизни на Земле. Берегите нашу планету!

Примеры и разбор решения заданий

1. Выделите правильный ответ.

  1. Воздух …

а. имеет вес,

б. не имеет веса.

  1. У воздуха ……

а. есть запах,

б. нет запаха.

  1. Воздух …..

а. прозрачен,

б. непрозрачен.

2. Выберите способы борьбы с загрязнением воздуха.

Правильные ответы:

Эксперты задумываются и об экологии

Задумывались ли Вы, сколько один автомобиль поглощает кислорода и выделяет углекислого газа СО2 в год?
А сколько нужно деревьев, чтобы переработать это количество CO2 обратно в кислород? Давайте подсчитаем в качестве «математического» интереса…

Что мы знаем об углекислом газе CO2?

Растения выделяют кислород и поглощают углекислый газ.

Люди и животные вдыхают кислород, а выдыхают углекислый газ. Это поддерживает постоянное количество кислорода и углекислого газа в воздухе.

Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения — только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.

В воздухе всегда содержится небольшое количество углекислого газа, около 1 литра в 2560 литрах воздуха. Т.е. концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет в среднем 0,038 %.

При концентрации СО2 в воздухе более 1 % его вдыхание вызывает симптомы, указывающие на отравление организма — «Гиперкапния»: головная боль, тошнота, частое поверхностное дыхание, усиленное потоотделение и даже потеря сознания.

Как видно на диаграмме сверху концентрация углекислого газа на Земле растёт (обращаю ваше внимание, что это измерения не в городе, а на Горе Мауна Лоа в Гаваи) – доля углекислого газа в атмосфере с 1960г по 2010г год выросла с 0,0315% до 0,0385%.  Т.е. стабильно растёт на +0,007% за 50 лет. В городе концентрация углекислого газа еще выше.

Концентрация углекислого газа в автмосфере:

  • в доиндустриальную эпоху — 1750 г :
    280 ppm (частиц на миллион)  суммарная масса — 2200 триллионов кг
  • в настоящее время — 2008 г :
    385 ppm, суммарная масса — 3000 триллионов кг

Деятельность, сопровождаемая выбросами CO2 (некоторые бытовые примеры):

  • Езда на автомобиле (20 км) — 5 кг CO2
  • Просмотр телевизора в течение часа – 0.1 кг CO2
  • Приготовление пищи в микроволновой печи (5 мин) – 0,043 кг CO2

Фотосинтез является единственным источником атмосферного кислорода.

В целом, химический баланс фотосинтеза может быть представлен в виде простого уравнения:

6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2

Первым обнаружил, что растения выделяют кислород, английский химик и философ Джозеф Пристли около 1770 г. Вскоре было установлено, что для этого необходим свет и что кислород выделяют только зеленые части растений. Затем исследователи нашли, что для питания растений требуется диоксид углерода (углекислый газ СO2) и вода, из которых создается большая часть массы растений. В 1817 французские химики Пьер Жозеф Пелатье (1788–1842) и Жозеф Бьенеме Каванту (1795–1877) выделили зеленый пигмент хлорофилл.

К середине 19 в. было установлено, что фотосинтез является процессом, как бы обратным дыхательному. В основе фотосинтеза лежит превращение электромагнитной энергии света в химическую энергию.

Фотосинтез, являющийся одним из самых распространенных процессов на Земле, обуславливает природные круговороты углерода, кислорода и других элементов и обеспечивает материальную и энергетическую основу жизни на нашей планете.

Экологическая арифметика

В течение одного года обычное дерево выделяет объем кислорода, необходимый для семьи из 3 человек.  А автомобиль поглащает это же количество кислорода при сжигании 1 бака бензина 50 л.

  • 1 дерево в среднем в течение 1 года поглащает 120 кг СO2, и примерно столько же выделяет кислорода
  • 1 автомобиль поглащает этот же объем кислорода (120 кг) примерно при сжигании около 50 литров бензина, и вырабатывает различные выхлопные газы (их состав указан в таблице)

Состав выхлопных газов:

Бензиновые двигатели Дизели Евро 3 Евро 4
N2, об.% 74—77 76—78
O2, об.% 0,3—8,0 2,0—18,0
H2O (пары), об.% 3,0—5,5 0,5—4,0
CO2, об.% 0,0—16,0 1,0—10,0
CO* (угарный газ), об. % 0,1—5,0 0,01—0,5 до 2.3 до 1.0
NOx, Оксиды азота*, об.% 0,0—0,8 0,0002—0,5 до 0.15 до 0.08
СH, Углеводороды*, об.% 0,2—3,0 0,09—0,5 до 0.2 до 0.1
Альдегиды*, об.% 0,0—0,2 0,001—0,009
Сажа**, г/м3 0,0—0,04 0,01—1,10
Бензпирен-3,4**, г/м3 10—20×10−6 10×10−6

* Токсичные компоненты ** Канцерогены

  • за год в 1 автомобиль заправляют 1500 литров бензина (при пробеге 15000 км и расходе 10л/100км).  Это значит, что необходимо 1500 л/50л в баке = 30 деревьев, которые выработают поглощенный объем кислорода.
  • 1 автоцентр в Москве продает порядка 2000 автомобилей в год (размер одного паркинга). Т.е. 30 деревьев умножить на 2000 автомобилей в год получается = 60 000 деревьев на 1 автоцентр.
  • Начнём с малого: 2000 деревьев (1 дерево за 1 автомобиль) — это много или мало? На одном футбольном поле можно посадить не более 400 деревьев (20шт х 20шт через 5 метров — рекомендуемое расстояние). Получается что 2000 деревьев займут территорию — 5 футбольных полей!
  • Сколько по вашему стоит посадить 1 дерево? — можно отписываться в комментариях.

Наиболее активными поставщиками кислорода являются тополя. 1 га таких деревьев выделяет в атмосферу кислорода в 40 раз больше, чем 1 га еловых насаждений.

Пути снижения выбросов и токсичности

  • Колоссальное влияние на количество выбросов (не считая сжигания топлива и времени) играет организация движения автомобилей в городе (значительная часть выбросов происходит в пробках и на светофорах). При удачной организации возможно применение менее мощных двигателей, при невысоких (экономичных) промежуточных скоростях.
  • Существенно снизить содержание углеводородов в отходящих газах, более чем в 2 раза, возможно применением в качестве топлива попутных нефтяных (пропан, бутан), или природного газов, при том, что главный недостаток природного газа — низкий запас хода, для города не столь значим.
  • Кроме состава топлива, на токсичность влияет состояние и настройка двигателя (особенно дизельного — выбросы сажи могут увеличиваться до 20 раз и карбюраторного — до 1,5—2 раз изменяются выбросы окислов азота).
  • Значительно снижены выбросы (снижен расход топлива) в современных конструкциях двигателей с инжекторным питанием стабильной стехиометрической смесью неэтилированного бензина с установкой катализатора, газовых двигателях, агрегатах с нагнетателями и охладителями воздуха, применением гибридного привода. Однако подобные конструкции сильно удорожают автомобили.
  • Испытания SAE показали, что эффективный способ снижения выбросов окислов азота (до 90 %) и в целом токсичных газов — впрыск в камеру сгорания воды.
  • Предусмотрены нормативы на выпускаемые автомобили. В России и европейских странах приняты стандарты ЕВРО, задающие как токсичность, так и количественные показатели (см. таблицу выше)
  • В некоторых регионах вводятся ограничения на движение большегрузного автотранспорта (например в г.Москва).
  • Подписание Киотского протокола
  • Различные экологические акции, например: Посади дерево — подари Земле кислород!

Что нужно знать про Киотский протокол?

Киотский протокол — международный документ, принятый в Киото (Япония) в декабре 1997 года в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК). Он обязывает развитые страны и страны с переходной экономикой сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов в 2008-2012 годах по сравнению с 1990 годом.

По состоянию на 26 марта 2009 Протокол был ратифицирован 181 страной мира (на эти страны совокупно приходится более чем 61 % общемировых выбросов). Заметным исключением из этого списка являются США. Первый период осуществления протокола начался 1 января 2008 году и продлится пять лет до 31 декабря 2012 года, после чего, как ожидается, на смену ему придёт новое соглашение.

Киотский протокол стал первым глобальным соглашением об охране окружающей среды, основанным на рыночном механизме регулирования — механизме международной торговли квотами на выбросы парниковых газов.

Деревья — искусственные, кислород — настоящий

Ученые из Колумбийского университета Нью-Йорка совместно с французской дизайнерской студией Influx Studio разработали искусственные деревья. По большому счету, это машина, стилизованная под драцену, с широкими ветвями и зонтообразной кроной. Ветки используются для того, чтобы поддерживать солнечные панели, которые питают деревья энергией.

Искусственные деревья внешне будут похожи на огромные фонари, которые переливаются в темноте различными цветами. Механические драцены будут не только приносить практическую пользу, но и станут украшением современного мегаполиса.

Кроме превращения углекислого газа в кислород, искусственные деревья могут служить дополнительным источником энергии. Помимо солнечных панелей, она будет вырабатываться путем превращения механической энергии от качелей, установленных у основания.

Внешне такие искусственные деревья напоминают драцену, а состоят они из перереботанной древесины и пластика. В коре такого «дерева» находятся солнечные батареи и фильтры для поглощения углекислого газа. В «стволах» искусственных деревьев есть вода и древесная смола — при их участии будет проходить процесс фотосинтеза. Для поддержки работоспособности таких деревьев будут использоваться специальные качели: генераторами электроэнергии станут веселящиеся горожане.

Вопрос:  Неужели такие деревья делать эффективнее, чем сажать настоящие?

Источники:

P. S. В качестве заключения рекомендую еще одну статью в журнале Эксперт на эту же тему. Интересно, сколько стоит посадить 12 га леса?

Купил машину — посади 12 га леса

В повседневной жизни мы часто встречаемся с проблемами нехватки воды или продовольствия. Они причиняют нам определенные неудобства. Есть, однако, вещи, дефицит которых накапливается незаметно, но в ближайшем будущем рискует стать серьезной проблемой для обеспечения жизнедеятельности человечества.

И на десерт Видео: от Желудя к Дубу 8 месяцев за 3 минуты >>>

Фотосинтез • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

Растения превращают солнечный свет в запасенную химическую энергию в два этапа: сначала они улавливают энергию солнечного света, а затем используют ее для связывания углерода с образованием органических молекул.

Зеленые растения — биологи называют их автотрофами — основа жизни на планете. С растений начинаются практически все пищевые цепи. Они превращают энергию, падающую на них в форме солнечного света, в энергию, запасенную в углеводах (см. Биологические молекулы), из которых важнее всего шестиуглеродный сахар глюкоза. Этот процесс преобразования энергии называется фотосинтезом. Другие живые организмы получают доступ к этой энергии, поедая растения. Так создается пищевая цепь, поддерживающая планетарную экосистему.

Кроме того, воздух, которым мы дышим, благодаря фотосинтезу насыщается кислородом. Суммарное уравнение фотосинтеза выглядит так:

    вода + углекислый газ + свет → углеводы + кислород

Растения поглощают углекислый газ, образовавшийся при дыхании, и выделяют кислород — продукт жизнедеятельности растений (см. Гликолиз и дыхание). К тому же, фотосинтез играет важнейшую роль в круговороте углерода в природе.

Кажется удивительным, что при всей важности фотосинтеза ученые так долго не приступали к его изучению. После эксперимента Ван Гельмонта, поставленного в XVII веке, наступило затишье, и лишь в 1905 году английский физиолог растений Фредерик Блэкман (Frederick Blackman, 1866–1947) провел исследования и установил основные процессы фотосинтеза. Он показал, что фотосинтез начинается при слабом освещении, что скорость фотосинтеза возрастает с увеличением светового потока, но, начиная с определенного уровня, дальнейшее усиление освещения уже не приводит к повышению активности фотосинтеза. Блэкман показал, что повышение температуры при слабом освещении не влияет на скорость фотосинтеза, но при одновременном повышении температуры и освещения скорость фотосинтеза возрастает значительно больше, чем при одном лишь усилении освещения.

На основании этих экспериментов Блэкман заключил, что происходят два процесса: один из них в значительной степени зависит от уровня освещения, но не от температуры, тогда как второй сильно определяется температурой независимо от уровня света. Это озарение легло в основу современных представлений о фотосинтезе. Два процесса иногда называют «световой» и «темновой» реакцией, что не вполне корректно, поскольку оказалось, что, хотя реакции «темновой» фазы идут и в отсутствии света, для них необходимы продукты «световой» фазы.

Фотосинтез начинается с того, что излучаемые солнцем фотоны попадают в особые пигментные молекулы, находящиеся в листе, — молекулы хлорофилла. Хлорофилл содержится в клетках листа, в мембранах клеточных органелл хлоропластов (именно они придают листу зеленую окраску). Процесс улавливания энергии состоит из двух этапов и осуществляется в раздельных кластерах молекул — эти кластеры принято называть Фотосистемой I и Фотосистемой II. Номера кластеров отражают порядок, в котором эти процессы были открыты, и это одна из забавных научных странностей, поскольку в листе сначала происходят реакции в Фотосистеме II, и лишь затем — в Фотосистеме I.

Когда фотон сталкивается с 250-400 молекулами Фотосистемы II, энергия скачкообразно возрастает и передается на молекулу хлорофилла. В этот момент происходят две химические реакции: молекула хлорофилла теряет два электрона (которые принимает другая молекула, называемая акцептором электронов) и расщепляется молекула воды. Электроны двух атомов водорода, входивших в молекулу воды, возмещают два потерянных хлорофиллом электрона.

После этого высокоэнергетический («быстрый») электрон перекидывают друг другу, как горячую картофелину, собранные в цепочку молекулярные переносчики. При этом часть энергии идет на образование молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), одного из основных переносчиков энергии в клетке (см. Биологические молекулы). Тем временем немного другая молекула хлорофилла Фотосистемы I поглощает энергию фотона и отдает электрон другой молекуле-акцептору. Этот электрон замещается в хлорофилле электроном, прибывшим по цепи переносчиков из Фотосистемы II. Энергия электрона из Фотосистемы I и ионы водорода, образовавшиеся ранее при расщеплении молекулы воды, идут на образование НАДФ-Н, другой молекулы-переносчика.

В результате процесса улавливания света энергия двух фотонов запасается в молекулах, используемых клеткой для осуществления реакций, и дополнительно образуется одна молекула кислорода. (Отмечу, что в результате еще одного, значительно менее эффективного процесса с участием одной лишь Фотосистемы I, также образуются молекулы АТФ.) После того как солнечная энергия поглощена и запасена, наступает очередь образования углеводов. Основной механизм синтеза углеводов в растениях был открыт Мелвином Калвином, проделавшим в 1940-е годы серию экспериментов, ставших уже классическими. Калвин и его сотрудники выращивали водоросль в присутствии углекислого газа, содержащего радиоактивный углерод-14. Им удалось установить химические реакции темновой фазы, прерывая фотосинтез на разных стадиях.

Цикл превращения солнечной энергии в углеводы — так называемый цикл Калвина — сходен с циклом Кребса (см. Гликолиз и дыхание): он тоже состоит из серии химических реакций, которые начинаются с соединения входящей молекулы с молекулой-«помощником» с последующей инициацией других химических реакций. Эти реакции приводят к образованию конечного продукта и одновременно воспроизводят молекулу-«помощника», и цикл начинается вновь. В цикле Калвина роль такой молекулы-«помощника» выполняет пятиуглеродный сахар рибулозодифосфат (РДФ). Цикл Калвина начинается с того, что молекулы углекислого газа соединяются с РДФ. За счет энергии солнечного света, запасенной в форме АТФ и НАДФ-H, сначала происходят химические реакции связывания углерода с образованием углеводов, а затем — реакции воссоздания рибулозодифосфата. На шести витках цикла шесть атомов углерода включаются в молекулы предшественников глюкозы и других углеводов. Этот цикл химических реакций будет продолжаться до тех пор, пока поступает энергия. Благодаря этому циклу энергия солнечного света становится доступной живым организмам.

В большинстве растений осуществляется описанный выше цикл Калвина, в котором углекислый газ, непосредственно участвуя в реакциях, связывается с рибулозодифосфатом. Эти растения называются C3-растениями, поскольку комплекс «углекислый газ—рибулозодифосфат» расщепляется на две молекулы меньшего размера, каждая из которых состоит из трех атомов углерода. У некоторых растений (например, у кукурузы и сахарного тростника, а также у многих тропических трав, включая ползучий сорняк) цикл осуществляется по-другому. Дело в том, что углекислый газ в норме проникает через отверстия в поверхности листа, называемые устьицами. При высоких температурах устьица закрываются, защищая растение от чрезмерной потери влаги. В C3-растения при закрытых устьицах прекращается и поступление углекислого газа, что приводит к замедлению фотосинтеза и изменению фотосинтетических реакций. В случае же кукурузы углекислый газ присоединяется к трехуглеродной молекуле на поверхности листа, затем переносится во внутренние участки листа, где углекислый газ высвобождается и начинается цикл Калвина. Благодаря этому довольно сложному процессу фотосинтез у кукурузы осуществляется даже в очень жаркую, сухую погоду. Растения, в которых происходит такой процесс, мы называем C4-растениями, поскольку углекислый газ в начале цикла транспортируется в составе четырехуглеродной молекулы. C3-растения — это в основном растения умеренного климата , а C4-растения в основном произрастают в тропиках.

Гипотеза Ван Ниля

Процесс фотосинтеза описывается следующей химической реакцией:

    СО2 + Н2О + свет → углевод + О2

В начале XX века считалось, что кислород, выделяющийся в процессе фотосинтеза, образуется в результате расщепления углекислого газа. Эту точку зрения опроверг в 1930-е годы Корнелис Бернардус Ван Ниль (Van Niel, 1897–1986), в то время аспирант Стэнфордского университета в штате Калифорния. Он занимался изучением пурпурной серобактерии (на фото), которая нуждается для осуществления фотосинтеза в сероводороде (H2S) и выделяет в качестве побочного продукта жизнедеятельности атомарную серу. Для таких бактерий уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом:

    СО2 + Н2S + свет → углевод + 2S.

Исходя из сходства этих двух процессов, Ван Ниль предположил, что при обычном фотосинтезе источником кислорода является не углекислый газ, а вода, поскольку у серобактерий, в метаболизме которых вместо кислорода участвует сера, фотосинтез возвращает эту серу, являющуюся побочным продуктом реакций фотосинтеза. Современное подробное объяснение фотосинтеза подтверждает эту догадку: первой стадией процесса фотосинтеза (осуществляемой в Фотосистеме II) является расщепление молекулы воды.

что происходит в растении в процессе фотосинтеза, что выделяется в световую и темновую фазу фотосинтеза

Что такое фотосинтез

Фотосинтез — процесс, при котором в клетках, содержащих хлорофилл, под действием энергии света образуются органические вещества из неорганических. При фотосинтезе растение поглощает углекислый газ и воду, синтезирует органические вещества и выделяет кислород, как побочный продукт фотосинтеза.

Процессы фотосинтеза идут в тканях, содержащих хлоропласты, — преимущественно, в листе, на который приходится большая часть процессов фотосинтеза. Такая ткань называется хлоренхима, или мезофилл. 

Строение хлоропластов

Чтобы понять, что происходит в растении при фотосинтезе, изучим подробнее хлоропласты. Хлоропласты — это особые пластиды растительных клеток, в которых происходит фотосинтез. Основные элементы структурной организации хлоропластов высших растений представлены на рис.1.

Рис.1. Строение хлоропласта высших растений.

Хлоропласт — это двумембранный органоид. Внешняя мембрана проницаема для большинства органических и неорганических соединений. Она содержит специальные транспортные белки, благодаря которым нужные для работы хлоропласта пептиды и другие вещества попадают в него из цитоплазмы. Внутренняя мембрана обладает избирательной проницаемостью и способна контролировать, какие именно вещества попадут во внутреннее пространство хлоропласта.

Для хлоропластов характерна сложная система внутренних мембран, позволяющая пространственно организовать фотосинтетический аппарат, упорядочить и разделить реакции фотосинтеза, несовместимые между собой, и их продукты. Мембраны образуют тилакоиды, которые, в свою очередь, собираются в «стопки» — граны. Пространство внутри тилакоидов называется внутритилакоидным пространством, или люменом. 

Внутреннее пространство хлоропласта между гранами заполняет строма — гидрофильный слабоструктурированный матрикс. В строме содержатся необходимые для реакций синтеза сахаров ферменты, а также рибосомы, кольцевая молекула ДНК, крахмальные зёрна.

Пигменты хлоропластов

Что происходит во время фотосинтеза? На молекулярном уровне фотосинтез обеспечивают особые вещества — пигменты, благодаря которым энергия солнечного света становится доступной для биологических систем. У фотосинтезирующих организмов можно выделить три основные группы пигментов:

  • хлорофилл а — у большинства фотосинтезирующих организмов,
  • хлорофилл b — у высших растений и зелёных водорослей,
  • хлорофилл c — у бурых водорослей,
  • хлорофилл d — у некоторых красных водорослей.
  • каротины — у всех фотосинтезирующих организмов, кроме прокариот;
  • ксантофиллы — у всех фотосинтезирующих организмов, кроме прокариот
  • Фикобилины — красные и синие пигменты красных водорослей.

В хлоропластах пигменты ассоциированы с белками с помощью ионных, водородных и других типов связей. Не стоит забывать, что у растений есть множество других пигментов, находящихся не в хлоропластах и не принимающих участие в фотосинтезе — например, антоцианы.

Хлорофилл

Хлорофиллы выполняют функции поглощения, преобразования и транспорта энергии света. Лучше всего хлорофиллы поглощают свет в синей (430—460 нм) и красной (650—700 нм) областях спектра. Зелёную область спектра хлорофиллы эффективно отражают, что придаёт растению зелёный цвет.

Интересно, что строение молекулы хлорофилла схоже со строением гемоглобина, но центром молекулы хлорофилла является ион магния, а не железа.

Основными хлорофиллами высших растений являются хлорофилл a и хлорофилл b, они входят в состав реакционных центров фотосистем и светособирающих комплексов мембран тилакоидов хлоропластов. Светособирающие комплексы улавливают кванты света и передают энергию к фотосистемам I и II. Фотосистемы — это пигмент-белковые комплексы, играющие ключевую роль в световой фазе фотосинтеза.

Каротиноиды

Каротиноиды — это жёлтые, оранжевые или красные пигменты. В зелёных листьях каротиноиды обычно незаметны из-за наличия в листьях хлорофилла. При разрушении хлорофилла осенью именно каротиноиды придают листьям характерную жёлто-оранжевую окраску. 

Функции каротиноидов:

  • Антенная — входят в состав светособирающих комплексов, улавливают энергию света и передают её на хлорофиллы. Каротиноиды играют роль дополнительных светособирающих пигментов в той части солнечного спектра (450—570 нм), где хлорофиллы малоэффективны. Особенно это важно для водных экосистем, в которых волны оптимальной для хлорофиллов длины быстро исчезают с глубиной.
  • Защитная функция (антиоксидантная) — обезвреживание агрессивных кислородных соединений (активных форм кислорода) и избытка хлорофилла в возбуждённом состоянии при слишком ярком освещении.

Каротиноиды химически представляют собой 40-углеродную цепь с двумя углеродными кольцами по краям цепи. В строении ксантофиллов, в отличие от каротинов, присутствуют спиртовые, эфирные или альдегидные группы.

Учите биологию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду
BIO72020 вы получите бесплатный доступ к курсу биологии 7 класса, в котором изучается тема фотосинтеза.

Что происходит в процессе фотосинтеза

Как уже было сказано ранее, в ходе фотосинтеза в хлоропластах под действием солнечного света образуются органические вещества. 

Процесс фотосинтеза можно разделить на две фазы:

1. Световая.

2. Темновая.

В ходе световой фазы фотосинтеза образуется энергия в виде АТФ и универсальный донор атома водорода — восстановитель НАДФН (НАДФ·Н2). Эти вещества необходимы для протекания темновой фазы. Также образуется побочный продукт — кислород. Световая фаза может проходить только на мембранах тилакоидов и на свету.

Благодаря сложному биохимическому процессу — циклу Кальвина — в темновую фазу фотосинтеза образуются органические вещества (сахара). Темновая фаза проходит в строме хлоропластов и на свету, и в темноте. Темновые ферментативные процессы протекают медленнее, чем световые, поэтому при очень ярком освещении скорость протекания фотосинтеза будет полностью определяться скоростью темновой фазы. Схемы процессов фотосинтеза представлены на рис.2. Подробное описание процессов смотри далее.

Рис.2. Схема процессов фотосинтеза и суммарное уравнение фотосинтеза.

Световая фаза фотосинтеза

Чтобы лучше понять, что происходит во время фотосинтеза, разберём фазы фотосинтеза. Световая фаза фотосинтеза включает в себя фотохимические и фотофизические процессы, и может быть поделена на три этапа:

  1. Фаза поглощения — энергия света улавливается при помощи светособирающих комплексов, переходит в энергию электронного возбуждения пигментов, передаётся в реакционный центр фотосистем I и II. 
  2. Фаза реакционных центров — энергия электронного возбуждения пигментов светособирающих комплексов используется для активации реакционных центров фотосистем. В реакционном центре электрон от возбуждённого хлорофилла передаётся другим компонентам электрон-транспортной цепи, пигмент после отдачи электрона переходит в окисленное состояние и становится способным, в свою очередь, отнимать электроны у других веществ. Именно в этом процессе происходит преобразование физической формы энергии в химическую.
  3. Фаза электрон-транспортной цепи — электроны переносятся по цепи переносчиков, образуются АТФ, НАДФН, O2. Необходимо, чтобы каждый переносчик электрон-транспортной цепи поочерёдно восстанавливался и окислялся, обеспечивая таким образом перенос энергии электронов. Любой этап переноса электрона сопровождается высвобождением или поглощением энергии. Часть энергии теряется. На некоторых участках электрон-транспортной цепи перенос электрона сопряжён с переносом протона.

Для того чтобы понять, что происходит во время фазы фотосинтеза, рассмотрим эти процессы подробнее. Кванты света улавливаются светособирающими комплексами фотосистемы I — молекула хлорофилла в составе светособирающего комплекса переходит в возбуждённое состояние, и энергия передаётся в реакционный центр фотосистемы I. Происходит возбуждение молекул хлорофилла фотосистемы I,   отщепляется электрон. Пройдя по цепочке внутренних компонентов фотосистемы I и внешних переносчиков, электрон в конце концов попадает к НАДФ+ — образуется восстановитель НАДФН. Получается, что хлорофилл фотосистемы I отдал электрон и приобрёл положительный заряд, и для дальнейшего функционирования необходимо восстановить нейтральность молекулы, получить электрон, чтобы закрыть «дырку». Этот электрон приходит от фотосистемы II.

На светособирающие комплексы фотосистемы II попадают кванты света — происходит возбуждение молекулы хлорофилла фотосистемы II, молекула хлорофилла отдаёт электрон и переходит в окисленное состояние. Нехватку электрона хлорофилл восполняет благодаря фотолизу воды, при этом образуется протоны H+, а также важный побочный продукт фотосинтеза — кислород. По цепи переносчиков электрон от хлорофилла фотосистемы II попадает к хлорофиллу реакционного центра фотосистемы I и восстанавливает его. Теперь этот хлорофилл может снова поглощать энергию кванта света и отдавать электрон в электрон-транспортную цепь.

Протоны, попадающие во внутритилакоидное пространство, используются для синтеза АТФ. С помощью фермента АТФ-синтазы за счёт градиента протонов образуется АТФ из АДФ и фосфата. Под градиентом понимают неравномерное распределение: во внутритилакоидном пространстве H+ больше, в строме — меньше. Поэтому частицы стремятся проникнуть в строму, переходят в неё через АТФ-синтазу, а в процессе пути сквозь белковый комплекс отдают ему часть энергии, которая и используется для синтеза АТФ. 

Темновая фаза фотосинтеза

Что образуется при фотосинтезе в темновую фазу? В строме хлоропластов с помощью энергии АТФ и восстановителя НАДФН, полученных в световую фазу, образуются простые сахара, из которых в ходе других процессов образуется крахмал. Ферментативные процессы не нуждаются в наличии света. Важнейший процесс, происходящий в темновую фазу фотосинтеза, — фиксация углекислого газа воздуха. Синтез и превращения сахаров в хлоропластах имеют циклический характер и носят название цикл Кальвина.

В нём можно выделить три этапа:

  1. Фаза карбоксилирования (введение CO2 в цикл).
  2. Фаза восстановления (используются АТФ и НАДФН, полученные в световую фазу).
  3. Фаза регенерации (превращения сахаров).

В строме хлоропластов находится производное простого пятиуглеродного сахара рибозы. С помощью особого фермента (Рубиско) к производному рибозы присоединяется CO2 (реакция карбоксилирования) — образуется неустойчивое шестиуглеродное соединение, которое быстро распадается на две трехуглеродные молекулы. Дальше, с затратой АТФ и НАДФН, полученных в ходе световых процессов, трехуглеродное соединение модифицируется — образуется восстановленное соединение с атомом фосфора и альдегидной группой в составе. Теперь перед клеткой стоит проблема: необходимо получить шестиуглеродное соединение — глюкозу для синтеза крахмала, а также пятиуглеродное — производное рибозы для того, чтобы эти процессы могли начаться заново. Для решения этих проблем в фазу регенерации из полученных ранее трехуглеродных соединений под действием ферментов образуются четырёх-, пяти-, шести- и семиуглеродные сахара. Из шестиуглеродной молекулы образуется глюкоза, из которой синтезируется крахмал. Из пятиуглеродной молекулы образуется производное рибозы и цикл замыкается. Остальные сахара также используются клеткой в других биохимических процессах.

Отдельно стоит сказать про крайне важный фермент первой фазы цикла Кальвина — рибулозо-1,5-дифосфаткарбоксилазу (Рубиско). Это сложный фермент, состоящий из 16 субъединиц, с молекулярной массой в 8 раз больше, чем у гемоглобина. Является одним из важнейших ферментов в природе, поскольку играет центральную роль в основном механизме поступления неорганического углерода (из CO2) в биологический круговорот. Содержание Рубиско в листьях растений очень велико, он считается самым распространённым ферментом на Земле. 

Рис.3. Суммарные уравнения и частные реакции фотосинтеза.

Значение фотосинтеза

В процессе фотосинтеза энергия света заключается в энергию химических связей органических веществ. Поэтому фотосинтез служит первичным источником почти всей энергии, используемой живыми организмами в процессе жизнедеятельности. Практически все живые организмы, за исключением хемосинтетиков, так или иначе пользуются теми продуктами, что выделяются при фотосинтезе.

За счёт фотосинтеза сформировалась и поддерживается пригодная для дыхания атмосфера с высоким содержанием кислорода. 

Фиксация углекислого газа в ходе фотосинтеза служит главным местом входа неорганического углерода в биогеохимический цикл. Также ассимиляция CO2 препятствует перегреву Земли, предотвращая парниковый эффект.

Заключение

Каждый год на нашей планете благодаря фотосинтезу производится около 200 миллиардов тонн кислорода, из которого образуется озоновый слой, защищающий от ультрафиолетовой радиации. Фотосинтез помогает поддерживать состав атмосферы и препятствует увеличению количества углекислого газа. Без растений и кислорода, который они выделяют в процессе фотосинтеза, жизнь на нашей планете была бы просто невозможна.

Влияние комнатных растений на здоровье и успеваемость

В современных домах все реже можно встретить не только книги, но и комнатные растения. Возможно, это отражение технического прогресса. Не будем гадать. Представим только три основных причины, по которым комнатные растения все же не просто...

Улучшают климат

О фотосинтезе всем известно еще со школы: в светлое время суток растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, так необходимый человеку для жизни. Но с приходом ночи фотосинтез прекращается и большинство растений, как и люди, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Исключение составляют орхидеи, суккуленты и эпифитные бромелии, которые круглосуточно выделяют кислород. Именно по этой причине рекомендуется использовать эти растения для декорирования спален.

 

Но мало кто знает, что комнатные растения помимо этого повышают влажность в помещении – они выделяют примерно 97% поглощенной воды. Ученые Сельскохозяйственного университета в Норвегии доказали, что люди, которые выращивают комнатные растения дома, меньше страдают сухостью кожи, простудой, ангиной и сухим кашлем.

 

Очищают воздух

Растения круглосуточно удаляют до 87% летучих органических соединений (ЛОС) из воздуха (исследования НАСА). Обилием таких вредных соединений как бензол страдают помещения, где много книг и печатных документов: библиотеки, учебные заведения, архивы, офисы и пр. Но и жилые помещения могут в изобилии содержать вредные ЛОС в воздухе, их источники - ковры и ковровые покрытия, сигаретный дым, искусственные волокна, чернила, краска и растворитель, ну и конечно же книги, хотя их в современных домах встретишь не часто. 

Исследование НАСА показало, что домашние растения, вытянув вредные вещества из воздуха, транспортируют их в почву, где микроорганизмы корневой зоны превращают ЛОС в пищу для растений. 

Укрепляют здоровье

Растения благоприятно дополняют как жилые помещения, так и офисы, больницы, другие учреждения. Правильно подобранные и расставленные в помещении растения радуют глаз изобилием зелени и разноцветием, что способствуют расслаблению глазных мышц и снятию напряжения. Более того ученые пришли к выводу, что изобилие растений в офисных помещениях уменьшает утомляемость, простуду, головные боли, кашель, боль в горле и симптомы гриппа. Благодаря озеленению рабочих мест в Норвегии уровень заболеваемости снизился более чем на 60% в офисах с растениями.

Ученые Канзасского государственного университета провели занятный эксперимент, который показал, что добавление растений в больничные палаты ускоряет выздоровление хирургических пациентов. Пациенты в «цветочных» палатах меньше требуют обезболивающих, имеют более низкую частоту сердечных сокращений и кровяное давление, испытывают меньше усталости и беспокойства и быстрее выписываются из больницы, чем пациенты в палатах без цветов. 

И даже на концентрацию внимание учеников и студентов влияют комнатные растения. 


Но, как известно, всего должно быть в меру. Как определить мало или много растений в помещении? Все зависит от целей:

  • Чтобы улучшить здоровье и уменьшить усталость и стресс, поместите одно большое растение (горшок диаметром 20 см или больше) каждые 12 м². В офисе или в классе расположите растения так, чтобы каждый мог видеть зелень. 
  • Чтобы очистить воздух, используйте 15-18 растений в горшках диаметром 15 - 20 см для дома площадью 167 м². 


Конечно, озеленение должно быть грамотным. Перед тем как дополнить свой домашний сад новым приобретением, ознакомьтесь с рекомендациями флористов. Не все растения подходят для спальни. 


Статья подготовлена по материалам международной организации SBМ.

 

Органические удобрения для комнатных растений

Как готовить удобрение в домашних условиях

Различия в газообмене между дыханием растений и фотосинтезом

Часть III: Как дышат живые организмы: Индекс

Как растения дышат Сводка (полезно для повторения)

Дыхание воздухом: легкие
в грудную клетку
Дыхательная система насекомых
Животные, которые дышат через кожу
Дыхание под водой
Воздуходышащие водные животные
Жизнь без кислорода

Указатель тематических глав

Primroses, Бристоль, Великобритания

Wild Strawberries, Шеффилд, Великобритания

Пользовательский поиск

Растения действительно дышат - они выделяют углекислый газ и поглощают кислород из окружающего их воздуха.Их ткани дышат так же, как ткани животных. Однако у растений нет легких и кровотока, поэтому нельзя сказать, что они дышат так же, как животные.

Мы также должны быть осторожны при изучении зеленых растений, потому что на свету зеленые части этих растений осуществляют фотосинтез, а также дыхание.

Фотосинтез противоположен дыханию. Поглощается углекислый газ и образуется кислород. Чтобы изучить дыхание зеленых растений, мы должны заблокировать свет, потому что, хотя зеленые растения все время дышат, они фотосинтезируют только на свету.

Помните, что зеленое растение дышит все время, днем ​​и ночью.
Зеленое растение фотосинтезирует только при наличии солнечного света.

Все части растения дышат: листья, стебель, корни и даже цветы. Части над почвой получают кислород непосредственно из воздуха через поры. Поры на листьях называются устьицами (в единственном числе: стома). Поры в ветвях деревьев называются чечевицами.

На рисунке показан лист фикуса. Небольшая часть нижней стороны листа увеличена, чтобы показать устьица. Среднее количество устьиц на 2 листа составляет около 300. Наименьшее количество обнаружено на Tradescantia листьях, которые имеют 14 на 1 мм 2 . Наибольшее количество устьиц находится на листьях дуба испанского. Здесь их около 1200 на мм 2 .

Корни растений также нуждаются в кислороде, который они получают из воздушных пространств в почве.Если вы дадите слишком много воды растению в горшке, вы можете убить корни, утопив их! У растений, таких как рис, которые обычно растут на влажной почве, часто есть воздушные пространства в корнях. Это делается для того, чтобы они могли переносить воздух из атмосферы вниз к кончикам корней, чтобы иметь возможность дышать под водой.

Поддержка того, как растениям для роста нужен воздух и вода

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или другие ваши авторские права, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее то информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в виде ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса - изображению, ссылке, тексту и т. д. - относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Ваше заявление: (а) вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

Как растения могут улучшить качество воздуха?

Растения могут принести пользу вашему здоровью - и это невозможно, только если они укоренились на улице. Размещение растений в помещении может улучшить качество и здоровье воздуха, который нас окружает.Они несут как практические, так и эстетические преимущества при планировании комнатных растений.

Как комнатные растения очищают воздух
Растения очищают воздух в процессе фотосинтеза. Когда люди вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ, растения делают наоборот. Они поглощают свет, углекислый газ и воду для производства сахара. В результате этого химического процесса в качестве побочного продукта образуется кислород.

Независимо от того, насколько продвинутой может быть система фильтрации воздуха в доме или офисе, ни одна из них не способна создавать кислород.Кислород - жизненно важный элемент чистого и здорового воздуха. Комнатные растения могут быть ответом на то, что мы больше подвержены этому воздействию.

В Planterra мы учитываем это при планировании ландшафта комнатных растений. Комнатные растения часто состоят из видов, произрастающих на дне тропического леса - тех мест, где меньше ветра и меньше света.

Растения, которые естественным образом фотосинтезируют при слабом освещении, идеально подходят для создания комнатных растений. Кроме того, важно отметить, что растения производят фитохимические вещества.Эти природные химические вещества используются для защиты растения от насекомых, болезней и микробов, которые могут ему угрожать. Это также полезно для тех из нас, кто живет или работает в окружении комнатных растений.

Кто-то сказал фиторемедиация?

Фиторемедиация - это процесс, связанный с любым растением, способным уменьшать количество загрязняющих веществ в воздухе, почве или воде. Этого достаточно, чтобы окружить себя несколькими здоровыми растениями в помещении.

Элизабет Палермо из Live Science объясняет: «Ученые, изучающие способность комнатных растений очищать воздух, обнаружили, что растения могут поглощать многие другие газы помимо углекислого газа, включая обширный список летучих органических соединений (ЛОС).Бензол (содержится в некоторых пластмассах, тканях, пестицидах и сигаретном дыме) и формальдегид (содержится в некоторых косметических средствах, средствах для мытья посуды, смягчителях тканей и средствах для чистки ковров) - вот примеры распространенных ЛОС в помещении, которые растения помогают устранить ».

Как растения очищают воздух?

Транспирация и устьица

Комнатные растения ускоряют процесс транспирации, при котором выделяются фитохимические вещества и водяной пар для создания движения воздуха. При транспирации растения циркулируют воздух и могут переносить переносимые по воздуху токсины в свои листья и корни.Когда загрязняющие вещества из воздуха поглощаются через эти микроскопические отверстия в листьях, этот процесс называется устьицами.

Исследования НАСА показывают, что комнаты, заполненные растениями, содержат на 50-60 процентов меньше переносимых по воздуху плесени и бактерий, чем комнаты без растений. И более чистая среда - это только начало.

Согласно NBC news , «комнатные растения улучшают концентрацию внимания и продуктивность, снижают уровень стресса и улучшают ваше настроение».

Обдумывая, какие растения добавить, какие виды будут процветать и как за ними ухаживать, могут помочь эксперты Planterra.Спросите нас, как улучшить качество воздуха вокруг вас.


Поговорите со специалистом Planterra сегодня.


Потребности растений | Давайте поговорим о науке

Почти всем растениям для выживания необходимы следующие пять вещей:

  • Легкий
  • Воздух
  • Вода
  • Питательные вещества
  • Пространство для роста
Большинству растений для выживания необходимы свет, вода, воздух, питательные вещества и пространство (© 2020 Let's Talk Science).

Свет

Растения обычно получают необходимый им свет от Sun . Но они также могут расти при искусственном освещении. Растения используют световую энергию для производства сахара, называемого глюкоза . Они используют глюкозу в качестве источника энергии.

Растения вырабатывают глюкозу в части клеток своих листьев, называемой хлоропластом . Каждый хлоропласт содержит зеленый пигмент под названием хлорофилл . Это то, что позволяет растению поглощать световую энергию.

Клетки растений с видимыми хлоропластами.Хлоропласты представляют собой округлые ярко-зеленые овалы (Источник: доктор филологических наук Томас Гейер, Fachgebiet Botanik der Forschungsanstalt Geisenheim [CC BY-SA 3.0] через Wikimedia Commons).

Если растение не получает достаточно света, оно будет расти очень медленно. Но слишком много света может привести к высыханию растения и почвы, в которой оно живет.

У разных растений разные требования к освещению. Некоторым нужен яркий или прямой свет. Другие могут процветать при более тусклом или непрямом свете.

Предупреждение о заблуждении

Почти всем растениям для выживания нужен свет, но есть несколько особых исключений.Некоторые паразитические растения, такие как трупная лилия, не содержат хлорофилла и получают свою энергию только путем кражи ее у других растений.

Воздух

Воздух содержит много газов. В их состав входят азот, кислород, углекислый газ и водяной пар.

График, показывающий процентное содержание различных газов, входящих в состав воздуха (Источник: Let's Talk Science с использованием изображения Life of Riley [CC BY-SA 3.0] через Wikimedia Commons). График - текстовая версия.

Воздух состоит из примерно 78 процентов азота, 21 процента кислорода, одного процента аргона и 0.038 углекислый газ. В воздухе также содержится очень небольшое количество неона, гелия, криптона, водорода и ксенона.

Используя энергию света, растения химически объединяют углекислый газ и воду для создания глюкозы и кислорода. Этот процесс называется фотосинтез , .
Растения также поглощают кислород из воздуха. Как и животным, растениям нужен кислород, чтобы дышали . Дыхание - это процесс расщепления молекул, таких как глюкоза, для получения энергии.

Предупреждение о заблуждении

Иногда люди думают, что растения используют солнечное тепло для фотосинтеза.Фотосинтез использует световую энергию Солнца , а не его тепловую энергию . Растения могут фотосинтезировать как в теплых, так и в холодных местах. Фактически, разные растения эволюционировали и выросли в разных климатических условиях по всему миру!

Вода

Растениям необходимо воды для фотосинтеза. Поглощенная корнями , вода проходит через стебли растения к хлоропластам листьев . Вода также помогает перемещать питательные вещества из почвы в растения.Слишком мало воды может привести к увяданию растения или увяданию. Слишком много воды может привести к загниванию корней растения.

Растение слева (A) выглядит увядшим, тогда как растение справа (B) выглядит здоровым (Источник: CNX OpenStax [CC BY 4.0] через Wikimedia Commons).

Предупреждение о заблуждении

Растения могут поглощать небольшое количество воды через листья. Но большую часть необходимой воды они получают через корни.

Питательные вещества

Питательные вещества - это вещества, питающие растения.В частности, растениям нужны азот , фосфор и калий . При растворении в воде эти питательные вещества усваиваются корнями растений.
Если растение не может получать необходимые ему питательные вещества из почвы, может помочь удобрение . Удобрения обеспечивают растения необходимыми питательными веществами и помогают им расти быстрее.

Пространство для роста

Все живое нуждается в пространстве. Корням растения нужно пространство, чтобы они могли разрастаться и впитывать воду и питательные вещества.Его листьям нужно пространство, чтобы они могли получать доступ к свету. Когда растения растут слишком близко друг к другу, они должны конкурировать за эти ресурсы .

Эти ростки редиса очень высокие и тонкие, потому что они конкурируют за ресурсы (Источник: akiyoko через iStockphoto).

Без достаточного количества воды, питательных веществ и света растения могут вырасти высокими и тонкими или низкими и низкорослыми. Перенаселенные растения, как правило, менее здоровы, что увеличивает вероятность заболевания.

Почему растениям для роста нужны вода, солнечный свет, тепло и почва?

Растения являются производителями экосистемы Земли.Они автотрофны, то есть производят себе пищу посредством фотосинтеза. Они также являются важной частью гидрологического цикла Земли. Растения помогают поддерживать экологический баланс посредством фотосинтеза. Для фотосинтеза растениям нужно сырье, такое как углекислый газ и вода.

••• Graphic_BKK1979 / iStock / GettyImages

Растения превращают углекислый газ в сахар и кислород в присутствии солнечного света. Растения хранят сахар в виде крахмала, который используется для роста и поддержания.Еще один важный фактор, необходимый для роста растений, - это почва. Воздух, вода, солнечный свет, почва и тепло - вот пять вещей, которые необходимы растениям для роста.

Пять вещей, которые растениям нужно выращивать: воздух

Для фотосинтеза растениям нужен углекислый газ из воздуха. Около 0,03 процента воздуха состоит из углекислого газа, который выделяется в воздух при дыхании животных, сжигании ископаемого топлива и разложении отходов.

Углекислый газ попадает в растение через устьица, которые представляют собой небольшие отверстия на листьях.Растения превращают поглощенный углекислый газ в крахмал, кислород и воду во время фотосинтеза; таким образом, растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, улучшая качество воздуха.

Вода

Вода - чрезвычайно важный фактор, необходимый для выживания растений, и у растений она выполняет ту же функцию, что и кровь у животных. Он действует как транспортная среда в растениях, доставляя пищу к разным частям растения. Растения также используют воду для поддержания своей температуры.

Растения используют корневые волоски для поглощения воды из почвы.В конечном итоге они теряют влагу в результате процесса, называемого транспирацией, то есть потерей воды с поверхности стеблей и листьев растений.

Скорость транспирации зависит от погодных условий, увеличивается в теплую погоду и уменьшается в холодную погоду. Водяной пар, образующийся в конце фотосинтеза, попадает в воздух через устьица. Когда устьица остаются открытыми, скорость транспирации увеличивается.

Вода сохраняет растения упругими и помогает им сохранять структуру и жесткость.Недостаток воды вызывает увядание или увядание растений. Однако избыток воды также может вызвать увядание.

Солнечный свет

Растения не могут осуществлять фотосинтез при отсутствии солнечного света. Если фотосинтез не происходит, растения не могут вырабатывать крахмал и в конечном итоге погибают.

Автотрофные растения содержат зеленый пигмент хлорофилл, необходимый для фотосинтеза. Хлорофилл улавливает тепло от солнечного света и инициирует фотосинтез.

Почва

Растения растут на плодородной и богатой питательными веществами почве.Растения не могут расти в неплодородной почве, потому что там нет питательных веществ, которыми они могли бы питаться, поэтому нет ничего, что могло бы способствовать росту и поддержанию растений. В зависимости от среды обитания разным растениям для роста требуется разная почва. Например, кактус хорошо растет на песчаной почве. Каждый тип почвы отличается по содержанию питательных веществ и водоудерживающей способности.

Разложение опавших листьев, помета животных и птиц, а также мертвых животных и птиц обогащает почву органическими веществами.Это периодически пополняет содержание питательных веществ в почве. При выращивании растений для сельского хозяйства и использования в помещениях люди часто добавляют в почву удобрения или компост, чтобы увеличить содержание в ней питательных веществ.

Тепло

Растения могут хорошо расти в оптимальном температурном диапазоне. Погода, более холодная, чем может выдержать растения, замедляет жизненные процессы этих растений и заставляет их в конечном итоге отмирать. Растения адаптируют свою физиологию и морфологию к среде обитания, развивая приспособления.Например, хвойные деревья приспособились расти в холодном климате. Точно так же пустынные растения, такие как кактус, приспособились к процветанию при высоких температурах.

Соответствующая температура помогает растениям поддерживать процессы роста на оптимальном уровне. Правильный диапазон температур влияет на транспирацию и помогает растениям поддерживать влажность.

Чем питаются растения?

Автор: Дэн Гилл

LSU AgCenter Horticulturist

(08.10.18) Садоводы знают о важном отношении растений к свету.Мы всегда говорим о светлых предпочтениях растений. В каждом садовом справочнике подчеркивается, насколько важно обеспечить надлежащий свет для различных растений в помещении или на улице. Если растение, нуждающееся в солнечном месте, высаживать в тени, оно будет чахнуть и плохо приживаться.

Тем не менее, я не уверен, что садоводы действительно понимают, почему свет так важен для растений и почему любящее солнце растение будет плохо себя чувствовать, если оно не получает достаточно света. И в этом я виню термин «растительная пища».

До современной эпохи люди понятия не имели, что едят растения.В древние времена первые фермеры в конце концов осознали, что если они разбрасывают навоз по полю перед посадкой урожая, это улучшает рост растений. Им было легко предположить, что растения росли лучше, потому что они ели то, что было в навозе. Пища, обеспечиваемая навозом, улучшала рост растений. Но на самом деле растениям приносили пользу минералы, содержащиеся в навозе, такие как азот. Таким образом, идея о том, что мы на самом деле подкармливаем растения, добавляя навоз (или удобрения) в почву, укоренилась и сохранилась до наших дней.Я прав? Разве все мы не говорим, что «кормим» наши растения «растительной пищей»?

Проблема в том, что теперь мы знаем лучше. В 20 веке мы обнаружили, что растения осуществляют замечательный химический процесс, называемый фотосинтезом, что означает «создание из света». А фотосинтез, как выясняется, является основой жизни, какой мы ее знаем.

При фотосинтезе растения поглощают энергию света с помощью зеленого пигмента, называемого хлорофиллом. Обычно это солнечный свет, но искусственный свет тоже работает.Энергия используется для объединения углекислого газа, который растения поглощают из воздуха, а воду растения поглощают из почвы, образуя молекулы сахара. В молекулах сахара хранится энергия, которую растение поглощает от солнца, которую мы, в свою очередь, используем, когда едим растения или животных, которые едят растения.

Побочным продуктом фотосинтеза является кислород, который растения выделяют в атмосферу. Когда впервые появились фотосинтезирующие бактерии и растения, в атмосфере было очень мало кислорода. Сегодня наша атмосфера богата кислородом, а мир полон животных, которым для жизни нужен кислород.Фотосинтетический процесс и растения, которые первоначально его проводили, буквально изменили мир, позволив дышащим кислородом животным существовать.

Растения используют энергию, хранящуюся в сахаре, образующемся при фотосинтезе, и углерод, водород и кислород, из которых состоит сахар, а также другие элементы, которые они поглощают из почвы, для создания тканей своего тела и создания всего, что им необходимо для нормальной жизнедеятельности. метаболизм. Правильно, физическое тело растения - листья, стебли, корни, цветы и плоды - буквально создано из углекислого газа, содержащегося в воздухе и воде.

Итак, растения не поедают почву. Почва не дает им энергии, необходимой для жизни и роста. Так почему же первые фермеры обнаружили, что растения лучше растут, когда навоз разбрасывают по полям? Помимо воды, корни растений поглощают из почвы различные минеральные элементы. Минералы, которые растение поглощает из почвы, вносят лишь незначительную часть в его организм, но они имеют решающее значение для здоровья растения.

Вот тут и пригодятся удобрения. Это не еда. Действительно, для нас физически невозможно кормить или давать пищу растениям.Теперь мы знаем, что растения сами создают себе пищу; нам не нужно их «кормить». Удобрения содержат некоторые минералы, такие как железо, азот, магний, калий и кальций, которые растениям необходимо усваивать из почвы, чтобы быть здоровыми. Если в почве недостаточно, добавление этих минералов улучшает рост растений - так же, как мы можем принимать витамины или минеральные добавки. И вы не рассматриваете добавки кальция, железа или калия, которые вы принимаете, как пищу.

В самом деле, лучшая аналогия того, что удобрения и что они делают для растений, - это сравнить их с минеральными добавками, а не с пищей.Было бы гораздо ближе к тому, что мы на самом деле делаем, когда удобряем растения, говоря: «Мне нужно дать моим растениям некоторые минералы», вместо того, чтобы говорить: «Мне нужно подкормить мои растения». Требуется лишь небольшое количество удобрений, и люди часто вносят больше, чем необходимо.

Таким образом, отношения растений со светом связаны не только с тем, какие уровни предпочитают растения. Свет - их источник энергии. Это то, что они потребляют, чтобы жить. Растения - это организмы, работающие на солнечной энергии. Свет так же важен для комнатного растения на вашем подоконнике или живого дуба во дворе, как еда на вашей тарелке для вас каждый день.

Если вы обеспечите растение меньшим количеством света, чем необходимо, чтобы оно было здоровым, оно станет слабым и анемичным, как если бы вы были лишены большей части необходимой пищи. Ничего другого, что мы можем сделать - дополнительная вода, удобрения или попрошайничество - не сделает растение здоровым, если оно не получает достаточно света. Без достаточного освещения у растения нет другого способа создать необходимую ему пищу, и оно будет медленно голодать. В помещении, где особенно мало света, нередки случаи, когда растения буквально умирают от голода, в то время как их хозяева беспокоятся обо всем, от полива до удобрений.

Я, наверное, не раскрою вам ничего потрясающего. Нас всех когда-то учили фотосинтезу в школе. Но я думаю, что садовники часто упускают из виду, на чем основана связь растений со светом, поэтому я подумал, что дам вам небольшое напоминание. Помните о важности обеспечения правильного освещения в следующий раз, когда вы будете бродить по двору с растением в руке в поисках места для его посадки.

Сила одного дерева - самый воздух, которым мы дышим

Автор: Джоанна Маунс Стэнсил, США.С. Лесная служба в Лесное хозяйство

3 июня 2019 г.

Покрывая миллионы акров лесных угодий на Западе, сосна Пондероза может достигать высоты более 200 футов. (Фотография лесной службы США)

Второй из серии блогов, посвященных Международному дню лесов ООН в 2015 году

В субботу, 21 марта, U.S. Forest Service будет отмечать Международный день лесов Организации Объединенных Наций. С таким важным всемирным признанием всех лесов, которые делают для нас, людей, Лесная служба хотела бы, чтобы люди спросили себя: действительно ли я знаю, какой вклад деревья вносят в мою повседневную жизнь?

Или, другими словами, в чем сила одного дерева?

Точно так же, как мы, люди, состоят из многих частей, функционирующих вместе, что позволяет нам творить чудеса, анатомия дерева столь же удивительна, наделяя их качествами супергероев.

О чем я говорю? Дерево способно обеспечить жизненно необходимое для всего живого на нашей планете - кислород, а также способность удалять вредные газы, такие как углекислый газ, делая воздух, которым мы дышим, более здоровым.

Вот как это работает:

Чтобы не усложнять, дерево состоит из листьев, стеблей, ствола и корней. Когда вы смотрите на дерево, обратите внимание, что около пяти процентов дерева составляют его листья, 15 процентов - стебли, 60 процентов уходят в его ствол и 20 процентов - это его корни.

Вот часть супергероя. Посредством процесса, называемого фотосинтезом, листья втягивают углекислый газ и воду и используют энергию солнца, чтобы преобразовать их в химические соединения, такие как сахар, которые питают дерево. Но как побочный продукт этой химической реакции кислород вырабатывается и выделяется деревом. Предполагается, что одно большое дерево может обеспечить дневной запас кислорода для четырех человек.

Деревья также накапливают углекислый газ в своих волокнах, помогая очищать воздух и уменьшать негативное воздействие, которое этот СО2 мог оказать на окружающую среду.По данным фонда Arbor Day Foundation, за один год зрелое дерево поглотит более 48 фунтов углекислого газа из атмосферы и выделит в обмен кислород.

Итак, в следующий раз, когда вы сделаете глубокий вдох, отдайте должное дереву или обнимите дерево в знак благодарности за то, что оно дает нам - за тот самый воздух, которым мы дышим.

Написать ответ

Комментарии

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *