איך צמחים נושמים? לימוד מעמיק של הנושא

נקבע כי התגובות הביוכימיות בבני אדם ובעלי חיים זהות. האם צמחים נושמים? במהלך ניסויים רבים, מדענים נתנו תשובה חיובית לשאלה זו.

נדרש חמצן לצורך חמצון אורגניחומרים. במקרה זה, שחרור האנרגיה, הסגור במולקולות, מתרחש. אך אם לאדם יש פה, ריאות, אף שדרכו נכנס חמצן לגוף, כיצד נושמים צמחים? עוד על כך בהמשך המאמר.

מידע כללי

אווירת כדור הארץ בימי קדם הייתה נטולתחַמצָן. עם זאת, היה די הרבה פחמן דו חמצני. במהלך האבולוציה, הצמחים פיתחו את היכולת לקלוט אותה. כתוצאה מכך, האנרגיה של אור השמש הוסבה לחומרים מזינים, וחמצן שוחרר לאטמוספרה, שהעניק חיים לאורגניזמים אחרים. אחד הניסויים הראשונים, שבמהלכו התגלה כיצד הצמחים נושמים, היה ניסוי בסלק וכרוב. בתחילה גידלו הגידולים בחוץ. ואז מחציתם הונחו בחדר בו תכולת החמצן הייתה כ -2.5%. החלק השני נשאר באוויר, בו O₂ היה

21%.תאורה של אלה ושל אחרים בוצעה מסביב לשעון. ההנחה הייתה כי הצמחים המוצבים בחדר ימותו ללא חמצן. עם זאת, לאחר שישה ימים, משקלם היה גבוה משמעותית מזה של הנותרים באוויר. איך צמחים נושמים ללא חמצן? עוד על כך בהמשך.

איך צמחים נושמים באור ובחושך?

העובדה היא שנציגי הפלורה מסוגליםלהשתמש באנרגיה סולארית ביעילות רבה. עם רדת הלילה יש מעין "מעבר" ממקור אחד למשנהו. איך צמחים נושמים באור ובחושך? כאשר מתקבלת אנרגיית שמש, חומרים אורגניים מסונתזים. עם רדת הלילה, התרכובות מתחמצנות. במקרה האחרון מדברים על נשימה "חשוכה", ובראשונה על "אור". היכולת לעבור בדרך זו מאפשרת חיסכון במאגרי אנרגיה פנימיים. אך נציגי הפלורה נושמים גם הם את האור, אך תהליך זה אינו מיטיב עימם. על ידי ספיגת חמצן, צמחים משחררים פחמן דו חמצני. הוא האוכל העיקרי שלהם. כתוצאה מכך, הצמיחה מאטה מעט. עם זאת, ישנם גם נציגים כאלה של הצומח, אשר האור אינו מפריע להתפתחותם. נשימה קלה, למשל, נעדרת בקני סוכר ותירס.

סיבות להתפתחות נשימה קלה

ההתחלה, כפי שמציעים מדענים, הייתה סימביוזהאורגניזמים פרימיטיביים פוטוסינתטיים עם אורגניזמים שאינם פוטוסינתטיים. סימביוזה מובנת כהשתתפות הדדית בתהליכים המועילים לשני הצדדים. הפוטוסינתטיים הקטנים החיים במים ספגו פחמן דו חמצני מהסביבה, תוך שהם משחררים חמצן. אם נושמים, סופגים O₂ לא היו אורגניזמים בסביבה, ואז עבור פוטוסינתטייםייווצרו תנאים בלתי נסבלים. אך בתהליך האבולוציה שרדו אותם נציגי העולם האורגני, שהיו שימושיים איכשהו לאנשים שאינם פוטוסינתטיים.

אחת התרכובות שנוצרות כאשרפוטוסינתזה היא חומצה גליקולית. חומר זה מופרש גם על ידי כמה אצות מודרניות. כתוצאה מכך, שאינם פוטוסינתטיים קיבלו חומצה גליקולית מפוטוסינתטיות. זה, בתורו, קידם עלייה בצריכת החמצן לצורך חמצון התרכובת.

מסקנה

חומצה גליקולית היא החומר שבמהלך כמה תגובות ביוכימיות מתחמצן ויוצר פחמן דו חמצני.

בהתאם, אנו יכולים להסיק שמהככל שיש יותר חמצן באוויר, כך נוצרת יותר חומצה גליקולית. זה מספק עוצמה רבה יותר של נשימה קלה. כתוצאה מכך, יותר פחמן דו חמצני משוחרר לסביבה. מדענים מציעים כי היכולת לווסת את נשימת האור בהתאם לרמת הפחמן הדו-חמצני באוויר פותחה בצמחים על פי עיקרון דומה. אורגניזמים לא רק ספגו חמצן מהסביבה, וזה הרסני עבור פוטוסינתטיים, אלא גם פלטו פחמן דו חמצני, לו הם היו זקוקים.

ניסויים

ניתן לראות בפועל כיצד צמחים נושמים.כיתה ו 'בתכנית הלימודים בביולוגיה מכסה את הנושא בפירוט רב. כדי להתבונן בתהליך, אתה יכול לקחת עלה של פרח מקורה. בנוסף, תזדקקו לזכוכית מגדלת, מיכל שקוף מלא במים, וצינור קוקטייל. הניסיון, המוכיח כי צמחים נושמים, מאפשר לא רק להבין את מהלך התהליך, אלא גם לזהות את הצורך בחמצן בדגימה. ניתן לראות חורים קטנים בגזרת העלים. חלק מהדגימה טובל במים, ומציינים שחרור בועות. יש דרך נוספת לראות כיצד צמחים נושמים. לשם כך קחו בקבוק, שפכו אליו מים והשאירו ריק כשניים-שלושה סנטימטרים. מחדירים עלה עם גזע ארוך כך שקצהו טובל בנוזל. פתח הבקבוק מכוסה היטב בפלסטלינה (במקום פקק). מכינים בו חור לקשית המוחדרת כך שלא תיגע במים. תשאב אוויר מהבקבוק דרך קש. בועות יתחילו לצוץ מהגבעול השקוע במים.