Доказательства образования органического вещества (крахмала) в листьях на свету.

Введение

Образование органического вещества на свету происходит у растений в клетках, имеющих зеленые пластиды — хлоропласты. Этот процесс назван фотосинтезом (от греч. слов «фотос» — свет и «синтез» — соединение). Происходит фотосинтез, главным образом, в зеленых листьях.В начале XVII в. фламандский врач Ван Гельмонт вырастил в кадке с землей дерево, которое он поливал только дождевой водой. Он заметил, что спустя пять лет, дерево выросло до больших размеров, хотя количество земли в кадке практически не уменьшилось. Ван Гельмонт, естественно, сделал вывод, что материал, из которого образовалось дерево произошел из воды, использованной для полива. В 1777 английский ботаник Стивен Хейлс опубликовал книгу, в которой сообщалось, что в качестве питательного вещества, необходимого для роста, растения используют главным образом воздух. В тот же период знаменитый английский химик Джозеф Пристли (он был одним из первооткрывателей кислорода) провел серию опытов по горению и дыханию и пришел к выводу о том, что зелёные растения способны совершать все те дыхательные процессы, которые были обнаружены в тканях животных. Пристли сжигал свечу в замкнутом объеме воздуха, и обнаруживал, что получавшийся при этом воздух уже не может поддерживать горение. Мышь, помещенная в такой сосуд, умирала. Однако веточка мяты продолжала жить в воздухе неделями. В заключение Пристли обнаружил, что в воздухе, восстановленном веточкой мяты, вновь стала гореть свеча, могла дышать мышь. Теперь мы знаем, что свеча, сгорая, потребляла кислород из замкнутого объема воздуха, но затем воздух снова насыщался кислородом благодаря фотосинтезу, происходившему в оставленной веточке мяты. Спустя несколько лет голландский врач Ингенхауз обнаружил, что растения окисляют кислород лишь на солнечном свету и что только их зеленые части обеспечивают выделение кислорода. В 1817 г. два французских химика, Пельтье и Каванту, выделили из листьев зеленое вещество и назвали его хлорофиллом. Следующей важной вехой в истории изучения фотосинтеза было сделанное в 1845 г. немецким физиком Робертом Майером утверждение о том, что зеленые растения преобразуют энергию, солнечного света в химическую энергию.

 

К.А.Тимирязев и его вклад в изучении фотосинтеза.

В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды (только на свету) в хлоропластах растения образуется органическое вещество глюкоза, которая вскоре превращается в крахмал.Русский ученый Климент Аркадьевич Тимирязев внес большой вклад в изучение фотосинтеза. Он впервые установил, что хлорофилл принимает участие в сложных процессах, приводящих к созданию органического вещества из неорганических.Наиболее интенсивно фотосинтез про исходит утром, обычно около 9–10 часов. К полудню по мере накопления крахмала и уменьшения притока воды в листья интенсивность фотосинтеза снижается, а к 17–18 часам вновь несколько возрастает. На протекание фотосинтеза значительное влияние оказывают влажность и температура: при похолодании и сухости листья у растений желтеют, а при потеплении и влажности — зеленеют. Объясняется это тем, что у многих растений при снижении температуры до +2°С, а у некоторых — даже до +10°С хлорофилл не образуется.

Доказательства образования органического вещества (крахмала) в листьях на свету.

Убедиться в том, что в листьях на свету образуется крахмал, можно на опыте.

Опыт, доказывающий необходимость света для фотосинтеза

Поместим комнатное растение (пеларгонию, бегонию) в темное место, например в шкаф. Через двое — трое суток срежем один лист и опустим его на 2–3 минуты в кипяток, а потом в горячий спирт. Лист потеряет зеленую окраску: хлорофилл, содержавшийся в хлоропластах, растворится в спирте. Промоем лист в воде, поместим его в стеклянную чашечку и зальем слабым раствором йода. При этом лист практически не изменит окраску, а лишь частично пожелтеет от йода. Следовательно, крахмал в листьях растения, помещенного в темное место, не образовался. Вывод: органическое вещество в растении образуется только на свету.Продолжим опыт. На одном из листьев этого же растения закрепим с двух сторон полоску плотной бумаги. Выставим растение на солнечный свет. Через сутки срежем подопытный лист. Опустим его на 2–3 минуты в кипяток, потом — в горячий спирт. Промоем лист в воде, а затем в стеклянной чашечке зальем его слабым раствором йода. В этом случае большая часть листа окрасится в синий цвет. Участок листа, на который не попадал свет, только слегка пожелтеет от йода. Вывод: образование крахмала происходит в листьях только на свету.