Что такое фотосинтез ?

Краткое описание

  • Природа любит загадывать загадки. Вот обычный зелёный лист растения. Что в нем интересного? Четыреста лет ученые изучают процессы в нем происходящие, и до сих пор не всё окончательно ясно. Что такое корень, каково его значение, понятно ещё со времен Аристотеля. А какова роль листа? Листья называли по-разному: “дети солнца”, “покорившие солнце”, “утеха взора”. Так почему они тянутся к солнцу; их обрывают, и растение погибает.Я всегда думала, что растение питается водой и растворенными в ней солями, которые корень берет из почвы. Но на уроке биологии, изучая тему «Питание растений», я узнала, что это почвенное питание, но, оказывается, что есть еще и воздушное питание, то есть фотосинтез. Причиной появления жизни на Земле является, именно процесс фотосинтеза, который характерен для зеленых растений.

Цель проекта

  • Целью проекта явилось доказательство с помощью ряда экспериментов существования процесса фотосинтез в зелёном растении. Для этого были изучены вопросы о сущности и условиях протекания фотосинтеза, о его значении в природе и для человека.

Этапы проекта

1.Теоретическая часть1.Теоретическая часть

История исследования процесса фотосинтеза.

2.Практическая частьОпыт №1.

Например, раствор йода помогает обнаружить крахмал. А крахмал - это органическое вещество. Если капнуть раствор йода на срез клубня картофеля или кусочек белого хлеба, он изменит окраску. А при попадании на лист растения, окраска не изменяется . Из этого можно сделать вывод, что в листьях органическое вещество не образуется. Но ведь изменению окраски может мешать зеленый цвет листа. Попробуем удалить хлорофилл и ещё раз обработать лист йодом. Для этого мы возьмем растение пеларгонию и срежем у неё один лист. Опустим его на две минуты в кипяток, а затем в сосуд с горячим спиртом. Мы наблюдаем, что лист теряет зелёную окраску. Обесцвеченный лист промоем в горячей воде и, положив в чашку Петри, зальём слабым раствором йода. Лист окрасился в синий цвет, значит здесь обнаружен крахмал .

Опыт №2.

А сейчас мы попробуем выяснить, образуется ли крахмал в листьях растения, которое три дня находилось в темном месте. Для этого возьмём пеларгонию, стоящую три дня в закрытом шкафу. С её листом проделаем те же самые операции. Но после обработки раствором йода, мы не увидим синей окраски листа.

Итак, мы выяснили, что в листьях растений образуется органическое вещество, и этот процесс происходит только на свету.

 

Опыт №3

Для опыта мы возьмем растение, листья бегонии, которые имеют зелёную окраску только по краям. Обработаем лист горячей водой, горячим спиртом и раствором йода. В результате синюю окраску приобретут только края листа . Из этого можно сделать вывод, что крахмал образуется в зелёных частях растения, где присутствуют хлоропласты.

 

 

 

 

Опыт №4

Этапы опыта:

  1. Берутся два растения: опытное и контрольное
  2. Опытное обильно поливают и помещают в темное место на 2-е суток, контрольное оставляют на свету
  3. Опытное извлекают, на листья прикрепляют фигурки из темной бумаги и выдерживают растение на свету 3 – 4 дня
  4. Лист с опытного растения и контрольного помещают в кипящую воду, а затем в горячий спирт
  5. Обесцвеченные листья облить слабым раствором йода

Наблюдали посинение тех частей листа, которые были вырезаны на трафаретах. Следовательно, процесс фотосинтеза проходит только на свету.

 

Опыт №5.

Какие же вещества необходимы для получения крахмала? Для её решения был проведён следующий опыт. Два комнатных растения, пеларгонии, мы поместили на три дня в тёмное место. Затем одно растение поставили на стекло под стеклянный колпак. Рядом с ним пометили стакан с раствором едкой щёлочи - веществом, поглощающим углекислый газ из воздуха. Для того, чтобы новые порции воздуха не поступали к растению, края колпака смазали вазелином.

Второе растение также поставили на стекло под колпак. Рядом с ним поместили стакан с содой и раствором соляной кислоты. При взаимодействии соды и соляной кислоты идет химическая реакция с выделением углекислого газа. Оба растения поставили на свет.

Через день взяли по одному листу с каждого растения и обработали их горячей водой, а затем спиртом. На обесцвеченные листья мы подействовали раствором йода. Лист второго растения посинел, значит, в нем образовался крахмал. Окраска листа первого растения не изменилась.

Опыт показал, что для образования органических веществ необходим углекислый газ. Кроме него в образовании крахмала принимает участие вода.

 

Опыт №6.

Учёные доказали, что поглощение растением одних веществ из внешней среды сопровождается выделением других. В природе происходит обмен веществ между живыми организмами и окружающей их внешней средой. Какое же вещество выделяет растение при фотосинтезе в окружающую среду?

  • ответить на этот вопрос, мы провели следующий опыт (демонстрируется опыт). Водное растение мы положили в стакан и закрыли стеклянной воронкой. Пробирку до краёв заполнили водой и поместили на трубку воронки. Растение подкормили углекислым газом. Стакан поставили на свет. Через некоторое время из стеблей стали выделяться пузырьки газа. Этот газ начал вытеснять из пробирки воду, в результате чего её уровень понизился. Когда вода полностью была вытеснена газом, мы осторожно сняли пробирку с воронки. Уже в воздухе внесли в неё приготовленную тлеющую лучинку. Лучинка загорелась ярким пламенем. Значит газ, который выделило растение , это кислород.

 

 

 

 

Практическая часть.

Команда проекта

Ученица 7А класса ГБОУ СОШ№684 -исследования, учитель биологии ИвановаО.М. -консультант,руководитель проекта

Обзор литературы

  • Захаров В.Б. Общая биология: учеб. для 10 кл. – М.: Дрофа, 2006
  • Сонин И.В. Биология: учеб. для 6 кл. М.: Дрофа, 2008.
  • Школьник Ю.К. Растения. Полная энциклопедия. – М.: Эксмо, 2011.
  • Холл Д., Рао К. Фотосинтез: Пер. с англ. — М.: Мир, 1983.
  •  

Требуемые ресурсы

  • растения - пеларгония, бегония ,штатив, спиртовка, вода, спирт, пинцет.

Материалы и методы исследования

  • Практическая часть

    «Определение необходимости света для зеленого растения»

    Оборудование: цветочные горшки, земля, картонный ящик, семена томатов, вода.

    Заполнила два цветочных горшка огородной землей, посадила в них по два семени томата. Когда у растения появилось 4 настоящих листа, я прикрыла одно из них картонным ящиком, а другое оставила открытым на свету. Растения регулярно поливала. Через две недели сняла ящик и обнаружила, что растение под коробкой сильно вытянулось и листья его пожелтели.

    Я сделала вывод: растение тянется к свету, а это значит, что для роста растений нужен свет, так как растение усваивает солнечную энергию.

    «Образование крахмала в листьях на свету»

    Оборудование: растение – герань, штатив, спиртовка, вода, спирт, пинцет, скрепки.

    Техника безопасности: соблюдать осторожность при работе со спиртовкой, спиртом, горячей водой, чтобы не вызвать ожоги!

    У комнатного растения герани, стоявшего на свету, оторвала один лист и опустила его на 5 минут в чашку с кипящей водой. Затем положила лист в стаканчик с небольшим количеством спирта, который поставила в кипящую воду.

    Зеленая окраска листа (хлорофилл) растворяется в спирте. Когда лист обесцветился, его ополоснула в воде и опустила в раствор йода (цвет крепкого чая), налитого в блюдце. Я увидела, что лист посинел. Вывод: значит в листе есть крахмал, который в присутствии йода окрашивается в синий цвет.

    Затем я продолжила опыт. На этом же растении на один из листочков с двух сторон в одном месте я, с помощью скрепок, прикрепила одинаковые фигуры, вырезанные из картона и поставила растение на свет на 3 дня, предварительно полив его. Затем провела тот же эксперимент, предложенный выше, я увидела, что, то место, которое было закрыто картоном в растворе йода, не окрасилось, а та часть листа, которая была открыта солнечным лучам окрасилась в фиолетовый цвет. Я пришла к выводу, что на свету в растении, в зеленых листьях, образуется крахмал.

    Примечание: йод является качественной реакцией на крахмал.

    «Значение хлорофилла в питании растения»

    Оборудование: растение - хлорофитум пестролистный, штатив, спиртовка, вода, спирт, пинцет.

    У хлорофитума пестролистного, стоявшего на свету, оторвала один лист и опустила его на 5 минут в чашку с кипящей водой. Затем положила лист в стаканчик с небольшим количеством спирта, который поставила в кипящую воду.

    Зеленая окраска листа (хлорофилл) растворяется в спирте. Когда лист обесцветился, его ополоснула в воде и опустила в раствор йода (цвет крепкого чая), налитого в блюдце. Я увидела, что лист посинел не по всей поверхности, а только там, где он зеленый, а белые полоски на листе остались бесцветными.

    Вывод: крахмал образуется только в зеленой части листа.

    «Определение выделения кислорода и поглощение углекислого газа зелеными растениями»

    Оборудование: стеклянная банка, воронка, пробирка, вода, водное растение элодея из аквариума, лучинка, раствор пищевой соды.

    В стеклянную банку налила воду. Скальпелем отрезала две веточки элодеи, поместила в воронку, (отрезанным концом к узкому краю воронки) и широким концом воронку поместила на дно банки. Узкий конец воронки должен быть покрыт водой на 2 – 3 см. В пробирку налила воду и, закрыв пробирку пальцем, опустила вверх дном в банку, под водой убрала палец (открыла пробирку) и надела её на узкий конец воронки. Опыт поставила на свет. Через несколько часов увидела, что из воронки в пробирку начал выделяться газ. Когда газа в пробирке набралось на 2/3, я аккуратно сняла пробирку с воронки так, чтобы отверстие пробирки находилось под водой. Под водой же закрыла пробирку пальцем, вынула её из воды, перевернула. Затем зажгла лучинку, погасила её и, когда она образовала тлеющий уголек на конце, открыла пробирку и ввела в неё лучинку с тлеющим угольком. Лучинка вспыхнула ярко.

    Вывод: В пробирке скопился кислород, потому что, только он поддерживает горение.

Результаты

Этими опытами я доказала, что для растения обязательно нужен свет. Растение тянется к свету. Без света растение пожелтеет и погибнет. Крахмал образуется только на свету и в зеленой части листа, там где есть хлорофилл. В процессе фотосинтеза образуется кислород. Таким образом«зеленый лист» осуществляет очень важный процесс для жизни на Земле – это фотосинтез.

Выводы

  • Таким образом, фотосинтез очень сложный процесс, в результате которого под действием солнечных лучей из неорганических веществ образуются органические и выделяется кислород. Следовательно, организмы, содержащие хлорофилл, не только создают органические вещества, но и образуют кислород, без которого невозможна жизнь на Земле. Теперь возможно утверждать, что без процесса фотосинтеза живая природа не может существовать, а значит, цель проекта достигнута.

     

Заключение

  • Задачи, которые я поставила перед выполнением данного исследования выполнены. Я нашла ответы на поставленные перед собой вопросы.

    Почему говорят, что лист – живой? Лист – это часть растения и он, как и всё растение питается, дышит, растёт, приспосабливается к условиям среды (например: у кактуса – листья-колючки, через которые уменьшается испарение влаги и растут они в засушливых местах)

    Почему существует выражение: «лист – живая лаборатория»?В листе, как в любой химической лаборатории, идут очень сложные процессы синтеза органических веществ из неорганических в присутствии энергии солнца.

    Что первично, а что вторично в процессе протекания фотосинтеза? В листе первично: синтез органических веществ из неорганических, а кислород образуется как побочный продукт.

Список литературы

  • Н.А.Блукет, Л.С.Родман, С.А.Пузанова «Ботаника с основами физиологии растений» Москва «КОЛОС»1975г

    2. В.А.Корчагина «Ботаника» Москва «Просвещение» 1985г

    3. Большой справочник «Биология для школьников и поступающих в вузы» Издательский дом «Дрофа»

    4. Е.М.Васильева, Т.В.Горбунова, Л.И.Кашина «Эксперимент по физиологии растений в средней школе» Москва «Просвещение»1978г

    5. Г.С.Нога «Опыты и наблюдения над растениями» Москва «Просвещение»1976г

    6. В. Церлинг «Знай и умей» библиотечка пионера. Издательство «Детская литература» Москва 1967г

    7. Статьи из Интернета

    1.Фотосинтез.

    2.Космическая роль зелёных растений.