كيف تتنفس النباتات؟ دراسة عملية للقضية

لقد ثبت أن التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث عند الإنسان والحيوان هي نفسها. هل النباتات تتنفس؟ في سياق العديد من التجارب ، أعطى العلماء إجابة إيجابية على هذا السؤال.

الأكسجين ضروري لأكسدة المواد العضويةمواد. في هذه الحالة ، يتم إطلاق الطاقة المحصورة في الجزيئات. ولكن إذا كان لدى الإنسان فم ورئتان وأنف يدخل الأكسجين إلى الجسم من خلاله ، فكيف تتنفس النباتات؟ المزيد عن هذا لاحقًا في المقالة.

معلومات عامة

كان الغلاف الجوي للأرض في العصور القديمة خاليًا منالأكسجين. ومع ذلك ، كان هناك الكثير من ثاني أكسيد الكربون. في سياق التطور ، طورت النباتات القدرة على امتصاصه. ونتيجة لذلك ، تم تحويل طاقة ضوء الشمس إلى مغذيات ، وتم إطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي ، مما أعطى الحياة لكائنات أخرى. كانت إحدى التجارب الأولى ، التي تم خلالها اكتشاف كيفية تنفس النباتات ، تجربة على البنجر والملفوف. في البداية ، تم زراعة المحاصيل في الهواء الطلق. ثم تم وضع نصفهم في غرفة حيث كان محتوى الأكسجين حوالي 2.5٪. أما الجزء الآخر فقد بقي في الهواء وفيه O₂ كان كذلك

21٪. تم إضاءة كل من هؤلاء وغيرهم على مدار الساعة. كان من المفترض أن تموت النباتات الموضوعة في الغرفة بدون أكسجين. ومع ذلك ، بعد ستة أيام ، كان وزنهم أعلى بكثير من وزن أولئك الذين تركوا في الهواء. كيف تتنفس النباتات بدون أكسجين؟ المزيد عن هذا لاحقًا.

كيف تتنفس النباتات في الضوء والظلمة؟

الحقيقة هي أن ممثلي النباتات قادروناستخدام الطاقة الشمسية بكفاءة عالية. عند حلول الظلام ، هناك نوع من "التبديل" من مصدر إلى آخر. كيف تتنفس النباتات في الضوء والظلمة؟ عندما يتم تلقي الطاقة الشمسية ، يتم تصنيع المواد العضوية. عند حلول الظلام ، تتأكسد المركبات. في الحالة الأخيرة ، يتحدث المرء عن التنفس "المظلم" ، وفي الحالة الأولى - عن "النور". تتيح القدرة على التبديل بهذه الطريقة توفير احتياطيات الطاقة الداخلية. لكن ممثلي النباتات يتنفسون أيضًا في الضوء ، لكن هذه العملية لا تفيدهم. عن طريق امتصاص الأكسجين ، تطلق النباتات ثاني أكسيد الكربون. هو طعامهم الرئيسي. نتيجة لذلك ، يتباطأ النمو إلى حد ما. ومع ذلك ، هناك بعض ممثلي النباتات ، والتي لا يتداخل الضوء مع تطورها. التنفس الخفيف ، على سبيل المثال ، غائب في قصب السكر والذرة.

أسباب تطور التنفس الخفيف

البداية ، كما يقترح العلماء ، كانت التعايشكائنات بدائية ضوئية مع كائنات غير ضوئية. يُفهم التكافل على أنه مشاركة متبادلة في العمليات ، وهو أمر مفيد لكلا الطرفين. تمتص المواد الضوئية الصغيرة التي تعيش في الماء ثاني أكسيد الكربون من البيئة ، مما يؤدي إلى إطلاق الأكسجين في هذه العملية. في حالة التنفس ، يمتص O₂ لم تكن هناك كائنات حية في البيئة ، ثم بالنسبة لعملية التمثيل الضوئيسيتم خلق ظروف لا تطاق. ولكن في عملية التطور ، نجا هؤلاء الممثلون للعالم العضوي ، والتي كانت مفيدة إلى حد ما لغير التركيب الضوئي.

أحد المركبات التي يتم تكوينها عندماالتمثيل الضوئي هو حمض الجليكوليك. تفرز بعض الطحالب الحديثة هذه المادة. نتيجة لذلك ، حصلت المواد غير الضوئية على حمض الجليكوليك من التركيبات الضوئية. وهذا بدوره شجع على زيادة استهلاك الأكسجين لأكسدة المركب.

استنتاج

حمض الجليكوليك هو المادة التي تتأكسد وتشكل ثاني أكسيد الكربون في سياق العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية.

تبعا لذلك ، يمكننا أن نستنتج أن ماذاكلما زاد الأكسجين في الهواء ، زاد تكوين حمض الجليكوليك. هذا يوفر كثافة أكبر للتنفس الضوئي. نتيجة لذلك ، يتم إطلاق المزيد من ثاني أكسيد الكربون في البيئة. يقترح العلماء أن القدرة على تنظيم التنفس الخفيف وفقًا لمستوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء قد تم تطويرها في النباتات وفقًا لمبدأ مماثل. لم تمتص الكائنات الحية الأكسجين من البيئة فقط ، وهو ضار بالبنية الضوئية ، ولكن أيضًا انبعثت منها ثاني أكسيد الكربون ، وهو ما تحتاجه.

التجارب

يمكنك أن ترى في الممارسة العملية كيف تتنفس النباتات. يغطي الصف السادس من المناهج المدرسية في علم الأحياء هذه المسألة بتفصيل كبير. لمراقبة العملية ، يمكنك أن تأخذ ورقة من زهرة داخلية. بالإضافة إلى ذلك ، ستحتاج إلى عدسة مكبرة ووعاء شفاف مملوء بالماء وأنبوب كوكتيل. التجربة ، التي تثبت أن النباتات تتنفس ، لا تسمح فقط بفهم العملية ، ولكن أيضًا لتحديد الحاجة إلى الأكسجين في العينة. يمكن رؤية ثقوب صغيرة على الورقة المقطوعة. يتم غمر جزء من العينة في الماء ، ويتم ملاحظة الفقاعات. هناك طريقة أخرى لمعرفة كيف تتنفس النباتات. للقيام بذلك ، خذ زجاجة ، صب الماء فيها ، وترك حوالي 2 إلى 3 سم فارغة. يتم إدخال ورقة على جذع طويل بحيث يتم غمر طرفها في السائل. يتم تغطية فتحة الزجاجة بإحكام بالبلاستيك (بدلاً من الفلين). يتم عمل ثقب فيه لقش ، يتم إدخاله بحيث لا يلمس الماء. تمتص الهواء من الزجاجة عبر ماصة. ستبدأ الفقاعات في الظهور من الجذع المغمور في الماء.