Исследовательская работа "Фотосинтез – величайшая тайна зелёного растения"


0
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Торбеевская средняя общеобразовательная школа № 1»
Фотосинтез – величайшая тайна зелёного растения
Исследовательская работа
Выполнила: Кидяева Полина, учащаяся 5 «б» класса
Руководитель: Мишина Елена Александровна, учитель биологии
рп. Торбеево 2016 г.
1
Оглавление
1. Введение.
2. Обзор литературных источников.
2.1 История открытия фотосинтеза
2.2. Значение фотосинтеза.
3.Методы исследования.
4. Результаты исследования и их обсуждение.
4.1 Исследование образования крахмала в листьях на свету
4.2 Значение хлорофилла в питании растения.
4.3 Исследование образования кислорода в процессе фотосинтеза.
5. Библиографический список.
2
Введение
Давно известно, что без зеленого растения не может быть жизни на Земле. Только оно
способно из простых соединений солей, углекислого газа и воды создать необходимые для
жизни человека и животных белки, жиры и углеводы.
О роли зеленого растения на Земле К.А.Тимирязев говорил так: «Едва ли какой процесс,
совершающийся на поверхности земли заслуживает в такой степени всеобщего внимания, как тот
далеко ещё не разгаданный процесс, который происходит в зеленом листе, когда на него падает
луч солнца…- это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на
нашей планете, а, следовательно, и благосостояние всего человечества»
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.
Гипотеза: Можно ли считать фотосинтез гениальным изобретением природы?
Цель работы: путем проведения исследований доказать, что зеленый лист, а именно,
хлорофилл является источником жизни на Земле.
Задачи исследования:
1. Изучить теорию об истории открытия фотосинтеза.
2. Подобрать растительные объекты для исследований.
3. Провести опыты, доказывающие процесс фотосинтеза у растений.
4. В ходе исследования ответить на вопросы:
Почему говорят, что лист – живой?
Почему существует выражение: «лист – живая лаборатория»?
Что произойдет, если растения на Земле исчезнут?
Объект исследования: комнатные растения.
Методы исследования: поиск, изучение и анализ теоретического материала; проведение
опытов и их описание, сравнительный анализ.
Сроки проведения работы: сентябрь 2015г - февраль 2016 г
Практическое значение работы: результаты работы будут представлять интерес и
значимость в учебном процессе курса биологии, в формировании бережного отношения к зелёным
растениям.
3
2.1 История открытия фотосинтеза
В течение тысячелетий люди считали, что питается растение исключительно благодаря
корням, поглощая с их помощью все необходимые вещества из почвы. Проверить эту точку зрения
взялся в начале девятнадцатого века голландский натуралист Ян Ван Гельмонт. Он взвесил землю
в горшке и посадил туда побег ивы. В течение пяти лет он поливал деревце, а затем высушил
землю и взвесил её и растение. Ива весила семьдесят пять килограмм, а вес земли изменился всего
на несколько сот граммов. Вывод учёного был таков - растения получают питательные вещества
прежде всего не из почвы, а из воды.
К самому неожиданному, но правильному предположению о воздушном питании растений
ученые пришли лишь к началу девятнадцатого века. Важную роль в понимании этого процесса
сыграло открытие, совершенное английским химиком Джозефом Пристли в 1771 году. Он
поставил опыт, в результате которого он сделал вывод: растения очищают воздух и делают его
пригодным для дыхания.
Опыты Пристли впервые позволили объяснить, почему воздух на Земле остается “чистым” и
может поддерживать жизнь, несмотря на горение бесчисленных огней и дыхание множества
живых организмов. Он говорил: “Благодаря этим открытиям мы уверены, что растения
произрастают не напрасно, а очищают и облагораживают нашу атмосферу”. Позднее выяснилось:
для того, чтобы растение очищало воздух, необходим свет.
Позднее голландский врач Ян Ингенхауз (1730-1799) подтвердил работу Пристли и показал,
что воздух “исправляется” только на солнечном свету и только зелеными частями растения. В
1796 году Ингенхауз предположил, что углекислота разлагается при фотосинтезе на С и О2, а О2
выделяется в виде газа. В последствие было обнаружено, что соотношение атомов углерода,
водорода и кислорода в сахарах и крахмале таково, что один атом углерода приходится на одну
молекулу воды, на что и указывает слово “углеводы”.
Десять лет спустя учёные поняли, что растение не просто превращает углекислый газ в
кислород. Углекислый газ необходим растениям для жизни, он служит для них настоящей пищей
(вместе с водой и минеральными солями). Воздушное питание растений называется фотосинтезом.
Кислород в процессе фотосинтеза выделяется в качестве необычного продукта.
Миллиарды лет назад на Земле не было свободного кислорода. Весь кислород, которым
дышат почти все живые существа нашей планеты, выделен растениями в процессе фотосинтеза.
Фотосинтез сумел изменить весь облик нашей планеты!
Начиная с семидесятых годов прошлого столетия, крупные успехи в области фотосинтеза
были получены в России. Работами русских учёных Пуриевича, Ивановского, Риктера, Иванова,
Костычева были изучены многие стороны этого процесса.
4
2.2. Значение фотосинтеза.
Значение фотосинтеза не осознавалось до сравнительно недавнего времени. Аристотель и
другие учёные Греции, наблюдая, что жизненные процессы животных зависят от потребления
пищи, полагали, что растения добывают свою “пищу” из почвы. Фотосинтез единственный
процесс в биосфере, ведущий к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника.
Запасенная в продуктах фотосинтеза энергия — основной источник энергии для человечества.
...Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на
зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о
него, он потух, перестал быть светом, но не исчез. Он только затратился на внутреннюю работу,
он рассек, разорвал связь между частицами углерода и кислорода, соединенными в углекислоте.
Освобожденный углерод, соединяясь с водой, образовал крахмал. Этот крахмал, превратясь в
растворимый сахар, после долгих странствований по растению отложился, наконец, в зерне в виде
крахмала же или в виде клейковины.
В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он
преобразился в наши мускулы, в наши нервы. И вот теперь атомы углерода стремятся в наших
организмах вновь соединиться с кислородом, который кровь разносит во все концы нашего тела.
При этом луч солнца, таившийся в них в виде химического напряжения, вновь принимает форму
явной силы. Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту
минуту он играет в нашем мозгу.
...Подобный запас энергии мы делаем каждый день, заводя свои часы; явная энергия
заводящей руки превращается в потенциальную энергию часовой пружины, которая затем
исподволь в течение суток принимает форму явной, в движении стрелки.
...Зеленый лист, или, вернее, микроскопическое зеленое зерно хлорофилла является фокусом,
точкой в мировом пространстве, в которую с одного конца притекает энергия солнца, а с другого
берут начало все проявления жизни на земле. Растение - посредник между небом и землею. Оно
истинный Прометей, похитивший огонь с неба. Похищенный им луч солнца горит и в мерцающей
лучине, и в ослепительной искре электричества. Луч солнца приводит в движение и чудовищный
маховик гигантской паровой машины, и кисть художника, и перо поэта.
Поскольку зеленые растения представляют собой непосредственную базу питания всех
других организмов, фотосинтез удовлетворяет потребность в пище всего живого на нашей
планете. Он — важнейшая основа сельского и лесного хозяйства. Зеленое растение способно
использовать углекислый газ и создавать сахар.
Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется около 150 миллионов тонн
органического вещества, усваивается растениями из воздуха 300 миллиардов тонн вредной для нас
углекислоты, выделяется около 200 миллиардов тонн свободного кислорода.
5
3.Методы исследования.
В ходе исследования были выбраны следующие группы методов:
1.Теоретические методы: анализ и синтез литературных данных на начальном этапе
исследования - изучение специальной литературы по теории вопроса; проектирование результатов
и процессов их достижения на различных этапах поисковой работы;
2. Эмпирические методы: наблюдение; сравнение;
3. Экспериментальный метод: проведение исследования процессов, происходящих в листе.