Космическая роль растений: в чем она заключается?
Космическая роль растений уже давно доказана многими учеными. Особую роль в исследовании этого процесса сыграл российский исследователь Климент Тимирязев. Именно он доказал, что данный процесс имеет жизненно важное значение. На каких же особенностях строения основано это уникальное свойство растительных организмов?
Космическая роль зеленых растений
Все живые организмы характеризуются определенными признаками. Однако все они нуждаются в кислороде для осуществления процесса дыхания. Космическая роль растений и заключается в обеспечении всех организмов этим жизненно важным веществом. Только растения способны производить его в ходе уникального процесса, который называется фотосинтез.
Представители растений: характерные черты строения
Почему же другие организмы не производят кислород в процессе своей жизнедеятельности? Потому что только растения имеют уникальные черты строения. Прежде всего это наличие в клетке зеленых пластид хлоропластов. На внутренней поверхности этих органелл происходит процесс фотосинтеза, которым определяется космическая роль растений. Характерными признаками представителей этого царства живой природы является также наличие углевода целлюлозы в клеточной стенке. Это вещество придает поверхностному аппарату прочность и жесткость. В качестве запасного питательного вещества в цитоплазме клеток откладываются гранулы крахмала. Этот полисахарид образуется из многочисленных молекул глюкозы, синтезирующейся в процессе фотосинтеза. Для растений также характерен неограниченный рост. Это значит, что процесс количественных изменений у них происходит в течение всей жизни.
Суть процесса фотосинтеза
Итак, космическая роль растений проявляется в ходе фотосинтеза. Само название этого процесса свидетельствует об участии солнечного излучения в нем. И действительно, фотосинтез заключается в образовании органических веществ из минеральных при условии наличия квантов света. Происходит он только в зеленых пластидах хлоропластах. На их внутренней поверхности углекислый газ взаимодействует с водой. Продуктами этой уникальной химической реакции является моносахарид глюкоза и кислород. Первое вещество растения используют в качестве источника энергии для осуществления процессов жизнедеятельности. А кислород участвует в процессах дыхания абсолютно всех живых организмов.
Условия протекания фотосинтеза
Синтез органических веществ и кислорода, в котором заключается космическая роль растений на земле, возможен только при наличии солнечного света. Учеными доказано, что от его количества зависит и интенсивность фотосинтеза. Она возрастает до освещенности в 15 тысяч люкс, а после идет на спад. Осенью происходит естественное уменьшение количества солнечного света. В результате листья меняют цвет и опадают. Суть этого процесса заключается в превращении зеленых пластид в желтые и багряные, которые называются хромопласты. При этом лист уже не может выполнять свои функции и прекращает жизнедеятельность. Листопад имеет защитное значение для растений в холодный период, поскольку этот процесс практически прекращает транспирацию. Ведь терять влагу в период ее недостатка очень неразумно.
Солнечное излучение необходимо только на первой фазе фотосинтеза. Она так и называется — световая. В течение этого периода происходит накопление энергии для запуска сложной химической реакции и активации хлорофилла. После этого свет уже не нужен. Наступает темновая фаза, в ходе которой происходит накопление углеводов. Также обязательными условиями протекания фотосинтеза является наличие воды и углекислого газа.
Фотосинтез: космическая роль растений
Растения осуществляют удивительный круговорот. Они выделяют кислород, все живые организмы используют это вещество для окисления органических веществ, в результате чего выделяют углекислый газ. Именно он является необходимым условием и реагентом в процессе фотосинтеза. Способны к этому только растения. По типу питания они являются автотрофами, способными самостоятельно производить органические вещества. Космическая роль зеленых растений заключается в обеспечении необходимых условий для жизни живых организмов. Причем, если традиционно считается, что именно леса являются «легкими планеты», то на самом деле огромная часть производимого на планете кислорода приходится на долю водных растений.
Итак, космическая роль растений заключается в осуществлении процесса фотосинтеза. В его ходе в пластидах хлоропластах при наличии воды и углекислого газа происходит волшебное появление глюкозы и кислорода, необходимого для дыхания всех живых организмов, обитающих в биосфере.
Источник
Космическая роль зеленых растений
Космическая роль зеленых растений — это не просто высокопарная фраза, призванная как можно выше оценить значение растений и важность бережного отношения к ним. Растения действительно играют жизнеопределяющую роль на Земле. Процессы жизнедеятельности любого организма требуют энергии. Основным и первоначальным источником энергии на Земле является энергия Солнца, доходящая до нас в виде солнечных лучей. Однако животные, грибы и бактерии не могут ее использовать в таком виде. Мы питаемся органическими веществами и уже из них получаем энергию. Растения же могут воспринимать солнечную энергию и преобразовывать ее в энергию химических связей органических молекул. Таким образом, растения дают пищу почти всему остальному живому миру на Земле.
В основном именно это понимают, когда говорят о космической роли растений. Первым употребил это понятие русский ученый К. А. Тимирязев (1843-1920). Он писал: «Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались, в растении ли, в животном или человеке, прошли через лист, произошли от веществ, выработанных листом. Вне листа или, вернее, вне хлорофиллового зерна в природе не существует лаборатории, где бы выделялось органическое вещество. Во всех других органах и организмах оно превращается, преобразуется, только здесь оно образуется вновь из вещества неорганического.»
Растения синтезируют органические вещества из неорганических под действием солнечного света. Этот процесс называется фотосинтезом. В результате фотосинтеза образуются простые углеводы, далее растения из них могут синтезировать другие более сложные углеводы, белки и жиры.
Следствием процесса фотосинтеза является накопление органических веществ на Земле. Например, газ, нефть и уголь имеют органическое происхождение.
Кроме преобразования энергии Солнца в энергию химических связей органических веществ, растения играют и другие важные значения. Благодаря растениям в атмосфере обеспечивается постоянство содержания углекислого газа (0,03% от объема воздуха). Все живые организмы постоянно дышат, и если бы растения не поглощали углекислый газ, то его количество в воздухе увеличивалось, что могло бы привести к плачевным последствиям. Растения используют углекислый газ как один из компонентов при образовании органических веществ. Поэтому важно охранять растительный покров Земли. Углекислый газ выделяется не только при дыхании, его очень много выделяется при горении топлива, гниении органики.
Растения выделяют в атмосферу кислород. Его используют для дыхания подавляющее большинство живых организмов на Земле. Если количество растений уменьшится, то уменьшится и доля кислорода в воздухе. В воздухе кислорода 21%. В процессе дыхания органические вещества окисляются, и вырабатывается энергия необходимая живым организмам для их жизнедеятельности.
Когда на Земле жизнь только зарождалась и растений еще не было, кислород в атмосфере почти отсутствовал.
Кислород важен не только для дыхания. В атмосфере на высоте около 25 км под действием солнечного излучения из него образуется озон. Озон задерживает губительные для живого ультрафиолетовые лучи. Таким образом, растения еще раз дают возможность жить всем остальным организмам.
Еще одно значение растений — это участие в образовании почвы. Остатки живых организмов, в том числе и растений, образуют перегной. Перемешиваясь с разрушенными горными породами, создается особый плодородный слой — почва. Не маленькую роль в образовании почвы играют корни растений.
Источник
4.5.3. Космическая роль растений
Растения играют в жизни других организмов и в биосфере в целом очень важную роль:
хлорофилл растений выступает как посредник между Солнцем и Землей, выполняя на нашей планете космическую роль. Он поглощает и использует энергию солнечного света для синтеза органических веществ из неорганических
растения являются продуцентами органических веществ, которые потребляются другими организмами
растения – основной источник кислорода на Земле. Большинство существующих организмов дышат кислородом, выделенным растениями.
озоновый экран защищает Землю от избытка ультрафиолетового излучения, губительно действующего на организмы
растения и продукты их жизнедеятельности оказывают влияние на геохимическое строение Земли. Растительные отложения образуют такие полезные ископаемые, как уголь и торф.
Крупный вклад в изучение роли растений внесен великим русским биологом К. А. Тимирязевым. Он изучал количественную сторону фотосинтеза и показал, что синтез органического вещества в зеленых растениях происходит в полном соответствии с законом сохранения энергии. Именно поэтому фотосинтез наиболее интенсивно идет под действием красных лучей, т. е. в наиболее богатой энергией части солнечного спектра.
Растения, переводя солнечную энергию в потенциальную, химическую, создают колоссальное количество органических веществ. За счет этих веществ существуют все гетеротрофные организмы.
Таким образом, энергия, с которой связаны процессы жизнедеятельности всех организмов, это солнечная энергия. Энергия, «законсервированная» зелеными растениями много миллионов лет назад, хранится в ископаемых углях и используется человеком. Солнечная энергия перешла в почвенный гумус и, следовательно, принимает участие в почвообразовательных процессах.
К. А. Тимирязев первым подчеркнул космическую роль зеленых растений: «Растение – посредник между небом и землёю. 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».
Работы К. А. Тимирязева по фотосинтезу сыграли существенную роль в борьбе с витализмом, в утверждении материалистического мировоззрения.
Тематические задания
А1. Растения для создания органических веществ используют процесс
Источник
Космическая роль зеленых растений
Создание органических веществ. Жизнь на Земле зависит от Солнца. Приемником и накопителем энергии солнечных лучей на Земле являются зеленые листья растений как специализированные органы фотосинтеза.
Фотосинтез — уникальный процесс создания органических веществ из неорганических. Это единственный на нашей планете процесс, связанный с превращением энергии солнечного света в энергию химических связей, заключенную в органических веществах. Таким способом поступившая из космоса энергия солнечных лучей, запасенная зелеными растениями в углеводах, жирах и белках, обеспечивает жизнедеятельность всего живого мира – от бактерий до человека.
Выдающийся русский ученый конца ХІХ – начала ХХ в. Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920) роль зеленых растений на Земле назвал космической.
Фотосинтез — важнейший процесс в жизни нашей планеты. Он выполняет космическую функцию, производя огромное количество энергии, запасаемой в зеленых растениях, и поставляя кислород в атмосферу.
Накопление органической массы. Сахар – важный продукт фотосинтеза. Его производится больше, чем каких-либо других химических соединений на Земле – миллиарды тонн ежегодно.
Все живые организмы могут жить, лишь потребляя в виде пищи ту энергию, которую зеленые растения с помощью хлорофилла получили от Солнца и заключили в углеводах и других органических соединениях.
Накопление энергии – очень важное для живой природы явление, обусловленное фотосинтезом зеленых растений. Органические вещества – отличный энергоноситель.
Созданные с участием хлорофилла и солнечного света углеводы, а также образованные в растениях белки и жиры содержат в себе много энергии. Особенно много ее в различных сахарах и крахмале.
Обеспечение постоянства содержания углекислого газа в атмосфере. В атмосфере Земли углекислый газ составляет 0,03% от объема воздуха. Эта величина удерживается на протяжении многих тысячелетий, несмотря на то что великое множество живых организмов в процессе дыхания выделяют углекислый газ. Еще больше его выделяется при гниении и разрушении мертвых тел, при извержении вулканов, пожарах, при сжигании топлива. Все это огромное количество углекислого газа поглощают зеленые растения в процессе фотосинтеза, сохраняя более или менее постоянное содержание углекислого газа в атмосфере Земли и тем самым обеспечивая возможность жизни на нашей планете.
Накопление кислорода в атмосфере. В настоящее время кислород воздуха в атмосфере занимает 21% его объема. Как побочный продукт фотосинтеза кислород ежегодно поступает в атмосферу в огромном количестве (70-120 млрд т). Благодари этому все организмы на Земле – бактерии, грибы, животные, человек в том числе и сами растения, – могут дышать и осуществлять процессы своей жизнедеятельности. В древние времена, когда на нашей планете еще не было растений, не было и кислорода в атмосфере.
Из кислорода, выделяемого растениями при фотосинтезе, на высоте примерно 25 км над поверхностью Земли под действием солнечной радиации образуется озон. Он задерживает ту часть ультрафиолетовых лучей, которая губительно действуют на живые организмы. Озоновый слой, окружающий Землю, создает возможность для жизни организмов (рис. 76).
Озоновый слой вокруг Земли не пропускает те ультрафиолетовые лучи, которые могут разрушать живые клетки
Создание почвы на Земле. Органические вещества, образованные зелеными растениями, потребляются живыми существами суши. Отходы процессов жизнедеятельности организмов, продукты гниения и разложения мертвых тел (растений, животных, грибов, бактерий) и их отдельных частей (опавшие листья, отмершие корни, корневые волоски, обильные корневые выделения), попадая в верхний слой земной поверхности, разлагаются там и принимают участие в создании уникального природного образования – почвы. Без органических соединений почва не образуется.
Почва образуется и развивается на поверхности Земли в результате взаимодействия элементов живой и неживой природы. От количества органических веществ – гумуса – зависит плодородие почвы.
6. Тип Кишечнополостные. Полип и медуза как две жизненные формы кишечнополостных. Разные типы жизненных циклов. Бесполое размножение и формирование колоний. Краткая характеристика основных классов. Распространение и экология кишечнополостных.
Тип кишечнополостные
В настоящее время существует около 9 тыс. видов кишечнополостных. Это водные животные, большинство из которых обитает в морях и океанах. Они могут быть одиночными и колониальными.
Для них характерны 2 жизненные формы: прикрепленная форма – полип (чаще всего колонии, но иногда одиночные животные), свободноплавающая форма (медуза). Тело полипа в общем случае цилиндрическое, на одном конце его находится ротовое отверстие, окруженное различным числом щупалец, а на другом — подошва. Полипы обычно ведут сидячий образ жизни или малоподвижны.
Тело медузы имеет вид правильного зонтика или колокола, на нижней, вогнутой стороне которого расположено ротовое отверстие. По краю зонтика и иногда вокруг рта имеются щупальца или лопасти. Медузы ведут, как правило, подвижный образ жизни и не образуют колоний.
Разные виды кишечнополостных либо существуют в виде только одной из этих жизненных форм (медуза или полип), либо на протяжении своего жизненного цикла проходят обе стадии.
Строение. Имеют лучевую (радиальную) симметрию. Тело напоминает открытый на одном конце двуслойный мешок, состоящий из наружного слоя – эктодермы и внутреннего – энтодермы. Между этими слоями находится студенистая ткань, бедная клетками – мезоглея. Процессы жизнедеятельности:
Пищеварение. Характерно как полостное, так и внутриклеточное. Кишечная полость связана с наружной средой через ротовое отверстие. Он служит для захвата пищи и удаления непереваренных остатков. На щупальцах расположены стрекательные клетки, которые служат для ловли добычи и для обороны. Это хищные животные, питаются в основном планктоном — различными мелкими животными, «парящими» в толще воды.
Нервная система – диффузного характера.
Размножение: бесполым и половым путем.
К типу относятся три класса: Гидроидные; Коралловые полипы; Сцифоидные медузы.
Класс Гидроидные
Гидра – небольшое полупрозрачное животное с продолговатым телом. Прикрепляется к субстрату (стеблям и листьям водных растений, корягам, камням) с помощью подошвы. На противоположном конце тела находится рот, окруженный 5 – 12 щупальцами. Характерна лучевая симметрия. Тело гидры имеет вид продолговатого мешочка, стенки которого состоят из двух слоев клеток – эктодермы и энтодермы. Между ними лежит студенистая неклеточная про-слойка – мезоглея. Полость тела отсутствует. Пищеварительная система представлена кишечной полостью, начинающейся ротовым отверстием и замкнутой слепо. Полость выстлана энтодермой, клетки которой способны к фагоцитозу. Пищеварение внутриполостное и внутриклеточное.
Дышит гидра кислородом, растворенным в воде, который поглощается всей поверхностью тела. Конечные продукты диссимиляции выводятся клетками энтодермы и эктодермы.
Нервная система диффузная – представлена звездчатыми нервными клетками, соединенными отростками. Гидра активно реагирует на пищу и раздражение. Реакция на раздражение осуществляется по типу рефлекса. На щупальцах находятся стрекательные клетки, которые содержат капсулу с ядовитой жидкостью (яд нервно-паралитического действия) и трубчатую нить. Парализованное животное с помощью щупалец погружается в кишечную полость. Орга-ны чувств не развиты. Осязание всей поверхностью тела.
Размножение бесполое (почкованием) и половое (с оплодотворением). Гидра – гермафродит, в эктодерме развиваются яйцеклетки и сперматозоиды. Оплодотворение перекрестное. После оплодотворения зигота покрывается оболочкой и зимует, а весной развивается молодая особь. Морские гидроидные полипы обычно образуют колонии в виде деревца или кустика. На их ветках сидят отдельные особи колонии (гидранты). По строению они соответствуют гидре, образуются путем почкования, но не отрываются от ствола. Пищеварительная полость гидрантов продолжается в канал, проходящий через весь ствол и ветви колонии. Пища, захваченная гидрантами, может распределяться по всей колонии. На стволах колонии путем почкования образуются также бластостили, на которых формируются половые особи (гидромедузы). Они имеют форму зонтика диаметром до 3 см. Стенки тела медуз состоят из тех же слоев и клеток, что и у гидры. Пищеварительная система усложнена за счет образования радиальных каналов, по которым пища доставляется ко всем участкам тела. В связи со свободным образом жизни гидромедуз сложнее становится строение их нервной системы и органов чувств: появляется нервное кольцо, глазки и органы равновесия (статоцисты). В эктодерме гидромедуз формируются половые продукты, которые после созревания через разрыв наружной стенки тела выходят в воду, где и происходит оплодотворение. Из зиготы появляется личинка (планула). Проплавав некоторое время, она попадает на дно и развивается в полип.
Источник