§7. Фотосинтез. Рослини — фототрофи і продуценти - Тагліна

• Зміст ГДЗ Біологія 7 клас Тагліна

Чому ланцюги живлення можуть починатися з рослин, але не можуть починатися з тварин?

Ланцюги живлення починаються з рослин, оскільки вони є автотрофами, тобто здатні самостійно виробляти органічні речовини з неорганічних сполук за допомогою фотосинтезу. Рослини використовують сонячну енергію для перетворення вуглекислого газу та води в глюкозу, що робить їх основними продуцентами в екосистемах.

На відміну від рослин, тварини є гетеротрофами, тобто вони не можуть самостійно синтезувати органічні речовини й залежать від рослин або інших організмів для отримання енергії. Тому ланцюги живлення не можуть починатися з тварин, оскільки вони не можуть забезпечити енергію для наступних рівнів у харчовій мережі.

Таким чином, рослини займають ключову роль у підтримці екосистеми, будучи основним джерелом енергії для всіх інших організмів.

Перед тим як ми продовжимо досліджувати рослини, дайте відповіді на такі запитання.

Із яких речовин складаються рослини та інші живі організми?

Рослини та інші живі організми складаються з неорганічних речовин (води й мінеральних солей) та органічних речовин (вуглеводів, ліпідів (жирів), білків, нуклеїнових кислот (ДНК та РНК) та багатьох інших).

Якого кольору буде їжа, якщо її пересмажити на пательні? Чому?

Якщо їжу пересмажити на пательні, вона стане коричневого або чорного кольору. Це відбувається через реакцію Майяра - хімічну реакцію між амінокислотами та цукрами при високих температурах, яка призводить до утворення коричневих пігментів.

Як рослини отримують необхідні для них речовини?

Рослини отримують необхідні для них речовини кількома способами:

1. З ґрунту вони поглинають воду та розчинені в ній мінеральні солі.
2. З повітря рослини поглинають вуглекислий газ (CO₂).
3. За допомогою процесу фотосинтезу рослини використовують енергію сонячного світла для утворення органічних речовин (наприклад, глюкози) з вуглекислого газу і води.

Поділіться своїми думками

Чи можуть сонячні панелі поглинати все сонячне випромінювання та повністю його перетворювати на електричну енергію? У чому їхня подібність до рослин?

Сонячні панелі не можуть поглинати все сонячне випромінювання та повністю його перетворювати на електричну енергію. Вони мають обмежену ефективність, яка зазвичай становить близько 15-20%, що означає, що лише ця частина енергії, що надходить від сонця, може бути перетворена на електрику. Інша частина сонячного випромінювання відбивається або перетворюється на тепло, яке не використовується для генерації електричної енергії.

Подібність між сонячними панелями та рослинами полягає в тому, що обидва використовують сонячну енергію для виробництва енергії. Рослини здійснюють фотосинтез, перетворюючи сонячну енергію на хімічну енергію, створюючи органічні сполуки з неорганічних речовин (вуглекислого газу та води). Таким чином, як сонячні панелі, так і рослини є важливими елементами в енергетичних процесах, але їхня ефективність і способи використання енергії різняться.

Практична робота «Ріст рослин за різних умов освітленості»

Проаналізувавши результати експерименту, представлені на діаграмі, можна зробити наступні висновки:

Контрольною групою в цьому досліді була група рослин, вирощених під білим світлом. Вчені використовують контрольні групи для порівняння з експериментальними умовами та оцінки впливу досліджуваного фактора.

Порівняно з контролем (біле світло), ріст проростків найбільше стимулює переважно червоне світло.

Розрахунок збільшення біомаси порівняно з контролем:

1. Контроль (біле світло): 14.2 г
2. Червоне світло: 22.1 г

Збільшення: (22.1 - 14.2) / 14.2 * 100% = 55.6%

Біомаса проростків огірків під червоним світлом зросла приблизно на 55.6% порівняно з контролем.

Висновок: Переважання червоного світла найбільше сприяє росту рослин. Червоне світло дало найвищий показник біомаси (22.1 г), що значно перевищує контрольну групу та інші типи освітлення. Синє світло також показало позитивний вплив на ріст (18.1 г), хоча і менший, ніж червоне. Зелене та жовте світло мали негативний вплив порівняно з контролем, а відсутність освітлення призвела до загибелі проростків.

Знайдіть інформацію й виконайте завдання

Фітолампи - це спеціальні лампи, розроблені для вирощування рослин в умовах недостатнього природного освітлення.

Мета використання фітоламп

• Подовження світлового дня для рослин в умовах короткого світлового дня.
• Забезпечення додаткового освітлення при недостатньому природному світлі.
• Стимулювання росту розсади та кімнатних рослин.
• Вирощування рослин у приміщеннях без доступу природного світла.

Як використовують фітолампи

• Встановлюють над рослинами на відстані 20-40 см, залежно від потужності.
• Вмикають на 12-16 годин на добу, імітуючи природний світловий день.
• Підбирають спектр світла
• Використовують для вирощування розсади, зелені, кімнатних рослин та навіть для промислового вирощування.

Фітолампи дозволяють створити оптимальні умови освітлення для рослин незалежно від пори року та погодних умов, що сприяє їх здоровому росту та розвитку.

Проєкт «Дослідження впливу мінеральних добрив на ріст рослин»

Мета дослідження: Визначити вплив мінеральних добрив на ріст рослин.

Об’єкт дослідження: Для дослідження я обрав квасолю звичайну, оскільки вона швидко проростає і росте, що дозволить отримати результати за короткий період.

План дослідження:

1. Посадити 20 насінин квасолі у 20 окремих стаканчиків з ґрунтом.
2. Після проростання розділити рослини на дві групи по 10 штук: контрольну та дослідну.
3. Поливати дослідну групу розчином мінерального добрива, а контрольну - звичайною водою.
4. Вимірювати висоту пагонів та фотографувати рослини кожні 3 дні протягом 12 днів.
5. На 12-й день виміряти масу коренів і листків.
6. Проаналізувати отримані дані та зробити висновки.

Результати дослідження:

Середня висота пагонів (см):

Середня маса на 12-й день (г):

Висновки:

1. Рослини, які поливались розчином мінерального добрива, показали кращий ріст порівняно з контрольною групою. На 12-й день експерименту середня висота пагонів дослідної групи була на 35.4% більшою за контрольну.
2. Мінеральні добрива позитивно вплинули на розвиток як надземної, так і підземної частин рослин. Маса коренів дослідної групи була на 34.8% більшою, а маса листків - на 40.5% більшою порівняно з контрольною групою.
3. Найбільша різниця в рості між групами спостерігалась у період з 6-го по 9-й день експерименту, що може вказувати на найбільшу ефективність добрив у цей період розвитку рослин.
4. Використання мінеральних добрив значно прискорює ріст та розвиток рослин квасолі, що може бути корисним для збільшення врожайності цієї культури.

Практична робота «Чи можуть рослини дихати? Дослід із насінням»

Результати досліду: У банці із сухим насінням свічка продовжує горіти, а в банці з пророслим насінням свічка гасне.

Аналіз: Насіння, що проростає, відрізняється від сухого тим, що в ньому активізуються процеси життєдіяльності, зокрема дихання. Проросле насіння активно поглинає кисень і виділяє вуглекислий газ.

Причина гасіння свічки: У банці з пророслим насінням свічка гасне, бо насіння, яке дихає, поглинуло значну частину кисню з повітря в банці й виділило вуглекислий газ. Для горіння свічки потрібен кисень, якого стало недостатньо.

Висновок: Цей дослід доводить, що рослини (в цьому випадку проросле насіння) дихають. Під час дихання вони поглинають кисень і виділяють вуглекислий газ, подібно до інших живих організмів. Сухе насіння перебуває у стані спокою і не проявляє активного дихання, тому в банці з ним свічка продовжує горіти.

Обґрунтування: Дихання є невід’ємною частиною життєдіяльності рослин. Воно забезпечує їх енергією, необхідною для росту та розвитку. Цей процес особливо активний у проростаючому насінні, яке потребує багато енергії для початку росту. Дослід наочно демонструє різницю між активним метаболізмом пророслого насіння та неактивним станом сухого насіння.

Практична робота «Який газ виділяється при фотосинтезі? Дослід з елодеєю канадською»

Аналіз досліду: При виставленні елодеї на яскраве світло з рослини починають виділятися бульбашки газу. Цей газ накопичується у пробірці, витісняючи воду. Коли до зібраного газу вносять тліючий сірник, він яскраво спалахує.

Висновок: Газ, який виділяється при фотосинтезі елодеї канадської, є киснем.

Обґрунтування:

1. Виділення бульбашок газу почалося після виставлення рослини на яскраве світло, що вказує на процес фотосинтезу.
2. Тліючий сірник яскраво спалахнув при внесенні в пробірку з зібраним газом. Це характерна реакція на присутність кисню, оскільки кисень підтримує горіння.
3. Відомо, що під час фотосинтезу рослини поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень. Цей дослід наочно демонструє виділення кисню як продукту фотосинтезу.
4. Елодея канадська - водна рослина, яка активно здійснює фотосинтез, що робить її зручним об’єктом для такого експерименту.

Таким чином, цей простий, але ефективний дослід підтверджує, що при фотосинтезі рослини виділяють кисень, який є життєво важливим для багатьох організмів на Землі.

Практична робота «Експеримент із виявлення крохмалю в листках рослини»

Висновок: У результаті експерименту можна зробити висновок, що крохмаль утворюється в листках рослин лише за наявності світла в процесі фотосинтезу.

Обґрунтування:

1. Частина листка, яка була закрита від світла, не забарвилася в синій колір при додаванні йоду. Це свідчить про відсутність крохмалю в цій частині.
2. Освітлена частина листка забарвилася в синій колір при додаванні йоду, що вказує на наявність крохмалю.
3. Крохмаль є продуктом фотосинтезу, який відбувається лише на світлі. У темряві рослина не може здійснювати фотосинтез і, відповідно, утворювати крохмаль.
4. Попереднє витримування рослини в темряві забезпечило відсутність крохмалю в листках на початку експерименту.
5. Знебарвлення листка спиртом дозволило чітко побачити реакцію з йодом, оскільки хлорофіл, який надає листку зеленого кольору, був розчинений.
6. Цей експеримент наочно демонструє, що утворення крохмалю в листках рослин безпосередньо пов’язане з процесом фотосинтезу і потребує наявності світла.

Таким чином, даний дослід підтверджує ключову роль світла у процесі фотосинтезу та утворенні органічних речовин (зокрема, крохмалю) в рослинах.

Запитання і завдання

1. Які органели та які особливості живлення рослин свідчать про те, що вони є фототро-фами?

• Наявність хлоропластів, які містять хлорофіл - пігмент, здатний поглинати світлову енергію.
• Здатність до фотосинтезу - процесу утворення органічних речовин з неорганічних за допомогою енергії світла.
• Поглинання вуглекислого газу з повітря та води з ґрунту як сировини для фотосинтезу.
• Виділення кисню як побічного продукту фотосинтезу.

2. Наведіть приклади тих джерел енергії, які живі організми можуть використовувати для здійснення процесів життєдіяльності.

• Сонячне світло (фототрофи - рослини, водорості, деякі бактерії)
• Енергія хімічних зв’язків органічних речовин (хемотрофи - тварини, гриби, багато бактерій)
• Хімічна енергія органічних речовин (вуглеводів, жирів, білків) - використовується гетеротрофними організмами, такими як тварини, гриби, більшість бактерій

3. Чи може рослина рости в закритій камері без доступу повітря? Чому?

• При фотосинтезі рослина виділяє кисень, який потім використовує для дихання.
• При диханні рослина виділяє вуглекислий газ, який потім використовує для фотосинтезу.
• Завдяки взаємозв’язку фотосинтезу і дихання рослина може тривалий час рости на світлі в закритій системі, використовуючи продукти власної життєдіяльності.

4. Порівняйте процес дихання рослин із процесом фотосинтезу. Зробіть висновки. Підготуйте коротку доповідь за вашими висновками.

Процеси дихання і фотосинтезу в рослин мають такі спільні та відмінні риси:

Спільні риси:

• Обидва процеси відбуваються в клітинах рослин.
• В обох процесах беруть участь гази: кисень і вуглекислий газ.

Відмінності:

Висновки:

1. Дихання і фотосинтез - це протилежні за своєю суттю процеси. При диханні органічні речовини розщеплюються з виділенням енергії, а при фотосинтезі - синтезуються з використанням енергії світла.
2. Завдяки взаємозв’язку цих процесів рослини забезпечують себе киснем для дихання і вуглекислим газом для фотосинтезу. Це дозволяє їм тривалий час рости в закритій камері на світлі без доступу зовнішнього повітря.
3. Дихання відбувається постійно в усіх клітинах рослини, а фотосинтез - лише в клітинах, що містять хлорофіл, і тільки на світлі.

5. Що нового ви дізналися? Які досліди ви провели? Як змінилися ваші уявлення про життєдіяльність рослин?

Я дізнався багато нового про особливості живлення і дихання рослин:

• Рослини є автотрофами і фототрофами, вони самі утворюють органічні речовини з неорганічних за допомогою енергії світла.
• Завдяки фотосинтезу рослини забезпечують себе поживними речовинами і виділяють кисень, збагачуючи ним атмосферу.
• Рослини, як і всі живі організми, дихають, поглинаючи кисень і виділяючи вуглекислий газ.
• Дихання і фотосинтез - протилежні, але взаємопов’язані процеси.

Ми провели кілька дослідів, які наочно продемонстрували ці процеси:

1. Дослід з насінням показав, що проросле насіння дихає, поглинаючи кисень.
2. Дослід з елодеєю довів виділення кисню при фотосинтезі на світлі.
3. Дослід з крохмалем показав, що він утворюється в листках лише на освітлених ділянках.

Ці знання і досліди суттєво поглибили моє розуміння процесів життєдіяльності рослин. Тепер я розумію, як відбувається живлення рослин, яку роль відіграють фотосинтез і дихання, і як ці процеси пов’язані між собою та з навколишнім середовищем.