Воздушное питание растений схема

Воздушное питание растений (фотосинтез)

Воздушное питание растений (фотосинтез) — процесс образования безазотистых органических веществ (углеводов) растениями из углекислого газа атмосферы и воды под действием солнечного света:

• Питание растений
  • Химический состав растений
  • Воздушное питание растений (фотосинтез) (EnglishEspañol)
  • Минеральное (корневое) питание растений
  • Азот в жизни растений
  • Фосфор в жизни растений
  • Калий в жизни растений
  • Диагностика питания растений

  Навигация

  • Питание растений
    • Химический состав растений
    • Воздушное питание растений (фотосинтез) (EnglishEspañol)
    • Минеральное (корневое) питание растений
    • Азот в жизни растений
    • Фосфор в жизни растений
    • Калий в жизни растений
    • Диагностика питания растений

    Растения, произрастающие на суше, ежегодно поглощают из атмосферы примерно 20 млрд т углерода в форме углекислого газа или в среднем 1300 кг на 1 га, вся совокупность растений, включая морские водоросли, — около 150 млрд т. Наземные растения перерабатывают 4217 кДж космической солнечной энергии в продукты ассимиляции ежегодно.

    Однако коэффициенты использования фотосинтетически активной радиации (ФАР), то есть солнечного света с длиной волны от 380 до 720 нм, на создание органического вещества составляет 47-49% интегральной солнечной радиации. В посевах коэффициенты использования ФАР не превышают 0,5-3%. Максимально возможным для фотосинтеза считается КПД ФАР 28%. Наиболее интенсивное накопление биомассы — до 700 кг/га в сутки — происходит при хороших условиях освещенности, температуры и водоснабжения, высоком уровне обеспеченности питательными веществами и составляет до 14% от общего поступления ФАР за день.

    Образующиеся в процессе фотосинтеза простые углеводы служат исходным материалом для синтеза сложных углеводов: сахарозы C₁₂H₂₂O₁₁, крахмала (C₆H₁₀O₅)_n, клетчатки (C₆H₁₀O₅)_n.

    Фотосинтетическая деятельность зависит от видовых особенностей растения, возраста отдельных листьев и всего растения, интенсивности и длины волны света, уровня азотного питания.

    Только 2-4% солнечной энергии, попадающей на поверхность вегетирующих растений, используется для синтеза органических веществ. Остальная часть расходуется на транспирацию и отражение. Растение испаряет воду для охлаждения. Сам процесс испарения связан с большой затратой энергии. На испарение листьями расходуется более 25% солнечной энергии, в южных районах — до 70-95%, что примерно в 10-45 раз больше, чем запасается в урожае.

    Одна из задач современной науки — изыскание способов повышения коэффициента использования солнечной энергии.

    «Если последствия хищнического хозяйства, непроизвольно удаляющего из почвы питательные вещества, и поправимы тем или иным способом, путем удобрения земли, то окончательно непоправимо только расточительное, неумелое пользование главным источником народного богатства — солнечным светом».

    К.А. Тимирязев

    Для образования сложных органических веществ из первичных продуктов фотосинтеза затрачивается энергия, образующаяся в растении в результате дыхательных процессов, то есть окисление углеводов кислородом. Этот процесс противоположен фотосинтезу:

    Выделяющаяся при дыхании энергия используется на:

    1. синтез других органических соединений;
    2. поглощение корнями солей и воды из почвы и передвижение их по частям растения;
    3. совершение корнями работы в почве при их росте.

    Энергия дыхания используется и для преодоления ростками сопротивления почвы при прорастании.

    Энергия, выделяемая в процессе дыхательного окисления веществ переходит в специфическую форму накопления энергии — макроэргические фосфатные связи аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).

    Макроэргические соединения можно разделить на две группы:

    1. глицерофосфат, 3-фосфоглицериновая кислота, глюкозо-6-фосфат, фруктозо-6-фосфат. Соединения этой группы накапливают от 0,8 до 3,0 ккал на 1 моль вещества;
    2. аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), аденозиндифосфорная кислота (АДФ), 1,3-дифосфоглицериновая кислота, фосфоэнолпировиноградная кислота. Соединения этой группы накапливают от 6 до 16 ккал на 1 моль.

    Во всех реакциях обмена веществ энергия используется в сопряженных процессах освобождения и использования энергии, а передача энергии от одной реакции к другой может быть только, когда две реакции идут последовательно и имеют общие промежуточные продукты. Так, образование сахарозы может протекать сопряжённо с гидролизом АТФ:

    АТФ + глюкоза → глюкозофосфат + АДФ (ΔF = -7000);

    глюкозофосфат + фруктоза → сахароза + H₃PO₄.

    АТФ + глюкоза + фруктоза → сахароза + АДФ + H₃PO₄ (ΔF = -7000).

    Аналогично протекают процессы образования крахмала из глюкозы, белков из аминокислот.

    В сухие жаркие годы с суховеями фотосинтез у растений возможен только в ранние утренние и вечерние часы. В остальное время происходит потеря пластических веществ и энергии на сопротивление и защитные реакции неблагоприятным условиям среды (дефициту влаги и повышенной температуре). При этом нарушается баланс между образованием и расходованием макроэргических фосфорных соединений, снижается энергетический потенциал, повышается окислительный потенциал в клетке, что приводит к окислительному разрушению углеводов, белков, в связи с чем в тканях растительного организма накапливается аммиак и наступает их отравление.

    Было отмечено положительное влияние фосфора и калия на обводненность коллоидов протоплазмы, что приводит к снижению расхода влаги на транспирацию. Ткани растений, обеспеченные фосфором, характеризуются большой водоудерживающей способностью. У таких растений более устойчивый водообмен, обусловленный увеличением содержания осмотически- и коллоидно-связанной воды, повышенной гидратацией компонентов протоплазмы. Особенно действие фосфора проявляется в условиях недостаточного водообеспеченности в ранние периоды развития растений.

    На современной стадии развития сельскохозяйственной науки, возможности регулирования процессов фотосинтеза ограничены. Ассимиляционная поверхность листьев в посевах может меняться от 5-6 до 40-50 тыс. м 2 на 1 га. Изреженные посевы поглощают только 20-25% падающей на них ФАР и используют на фотосинтез только 1-2% от поглощенной. При достаточной плотности посевов за вегетационный период растения могут поглощать 50-60% падающей ФАР и накапливать в органических веществах урожая до 2-3% от поглощенной энергии. Теоретически этот показатель может быть повышен до 20-25%. Если коэффициент использования поглощенной энергии на фотосинтез повысить до 6-8%, это приведет к сокращению расхода воды на создание 1 т сухого вещества с 400-500 до 75-100 т.

    Источник

    Презентация по Биологии на тему «Воздушное питание растений — фотосинтез» (6 класс)

    

    В настоящий момент дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%) предоставляются 58.682 образовательным учреждениям . Чтобы узнать, какая скидка действует для всех сотрудников Вашего образовательного учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфоурок».

    

    Курс повышения квалификации

    Организация проектно-исследовательской деятельности в ходе изучения курсов биологии в условиях реализации ФГОС

    К данной скидке мы можем добавить скидку Вашего образовательного учреждения (она зависит от того, сколько Ваших коллег прошло курсы «Инфоурок»)

    В настоящий момент дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%) предоставляются 58.682 образовательным учреждениям . Чтобы узнать, какая скидка действует для всех сотрудников Вашего образовательного учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфоурок».

    

    Курс профессиональной переподготовки

    Биология и химия: теория и методика преподавания в профессиональном образовании

    К данной скидке мы можем добавить скидку Вашего образовательного учреждения (она зависит от того, сколько Ваших коллег прошло курсы «Инфоурок»)

    В настоящий момент дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%) предоставляются 58.682 образовательным учреждениям . Чтобы узнать, какая скидка действует для всех сотрудников Вашего образовательного учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфоурок».

    

    Актуальность изучения учебной дисциплины «Концепции современного естествознания». Что есть наука?

    Описание презентации по отдельным слайдам:

    

    

    2 слайд Словарь терминов
    Фотосинтез
    Неорганические вещества
    Органические вещества
    Пластиды
    Клеточное дыхание

    

    3 слайд История изучения воздушного питания растений
    Естествоиспытатель Ян ван Гельмонт в 1639 г. провёл следующий опыт. Он посадил в кадку, содержащую 80 кг почвы, ивовую ветвь массой 2 кг и регулярно поливал её водой. Через 5 лет растение и почва были взвешены отдельно. Оказалось, что ива весила 77 кг, прибавив 75 кг, тогда как почва потеряла в весе всего 57 г.
    На основании этого опыта ван Гельмонт заключил, что ивовое деревце увеличило массу лишь за счёт воды, которой он поливал растение, а не за счёт почвы, которая, по-видимому, не участвует в питании растений.

    

    

    5 слайд Британский учёный Джозеф Пристли доказал, что растения выделяют кислород — газ, который необходим для горения и для дыхания организмов.

    

    6 слайд Схема воздушного питания растений — фотосинтеза
    Фотосинтез — процесс синтеза органических веществ из неорганических (воды и углекислого газа) с использованием энергии солнечного света. Процесс происходит в особых органоидах клетки — хлоропластах.

    

    7 слайд Фотосинтез — очень сложный многоступенчатый процесс, состоящий из двух основных этапов.
    1 этап (световая фаза)
    Обязательное условие — участие энергии солнечного света!
    2 этап (темновая фаза)
    Свет не нужен.

    

    

    9 слайд Значение фотосинтеза.
    Накопление органических веществ
    Накопление энергии
    Поддержание постоянства содержания углекислого газа в воздухе
    Накопление кислорода в атмосфере
    Образование почвы

    • Свидетельства для портфолио
    • Вечный доступ за 99 рублей
    • 3 800+ видеолекции для каждого

    Источник

    Читайте также:  Самые маленькие корни растений