Исследовательская работа " фотосинтез"

Исследовательская работа

                                Тема:

«ФОТОСИНТЕЗ»

Выполнила :

Трудик  Анастасия

                                                                                                           ученица 6 г класса

            МАОУ СОШ №2 г Усть-Лабинск

                                                               Руководитель:

                                                                                     Вечерняя Людмила                                 Ивановна

                                                                       Учитель биологии

г.  Усть-Лабинск

2014г

Оглавление:

I.Введение:………………………………………………………    3

1.1Вступление

1.2Актуальность темы

II.История  фотосинтеза………………………………………… 4

III.Процессы, происходящие в листе (практическая часть):……………………………………………………………. 5-8

·        «Определение необходимости света для зеленого растения»

·        «Образование крахмала в листьях на свету»

·        «Значение хлорофилла в питании растения»

·        «Определение выделения кислорода и поглощение углекислого газа зелеными растениями»

IV.Значение фотосинтеза в природе…………………………………………………………   9

V.Заключение……………………………………………            10-11

Приложение 1……………………………………………            12

Список литературы………………………………………           13

I.Введение

1.1 Вступление

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»

1.2.Актуальность темы.

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.

Цель работы:путем проведения исследованийдоказать, что зеленый лист, а именно, хлорофилл является источником жизни на Земле.

Задачи исследования:

·        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: июнь-июль 2014года

Научное и практическое значение работы: результаты работыбудут представлять интерес и значимость в учебном процессе курса биологии

II.История фотосинтеза

На два столетия в науке утвердилась теория водного питания растений. Листья, по этой теории, лишь помогали растению испарять излишнюю влагу.

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. Позднее выяснилось: для того, чтобы растение очищало воздух, необходим свет.

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.

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».

III.Процессы, происходящие в листе.

1.     «Образование крахмала в листьях на свету»

Оборудование: растение – герань, спирт, вода,

У тепличного растения герани, стоявшего на свету, отрезала один лист и опустила его на 5 минут в чашу с кипящей водой. Затем положила лист в стаканчик с небольшим количеством спирта.Зеленая окраска листа (хлорофилл) растворяется в спирте. Когда лист обесцветился, его ополоснула в воде и опустила в раствор йода налитого в пластиковый стаканчик. Я увидела, что лист посинел. Вывод: значит в листе есть крахмал, который в присутствии йода окрашивается в синий цвет.

Затем я продолжила опыт. На этом же растении на один из листочков с двух сторон в одном месте я, с помощью степлера, прикрепила одинаковые фигуры, вырезанные из картона и поставила растение на свет на10 часов, предварительно полив его. Затем провела тот же эксперимент, предложенный выше, я увидела,  что, то место, которое было закрыто картоном в растворе йода, не окрасилось, а та часть листа, которая была открыта солнечным лучам окрасилась в фиолетовый цвет. Я пришла к выводу, что на свету в растении, в зеленых листьях, образуется крахмал.

Примечание: йод является качественной реакцией на крахмал.

1.      «Значение хлорофилла в питании растения»

Оборудование:  растение -  хлорофитум пестролистный, штатив, спиртовка, вода, спирт, пинцет.

Ухлорофитума пестролистного, стоявшего на свету, оторвала один лист и опустила его на 5 минут в чашку с кипящей водой. Затем положила лист в стаканчик с небольшим количеством спирта, который поставила в кипящую воду.

Зеленая окраска листа (хлорофилл) растворяется в спирте. Когда лист обесцветился, его ополоснула в воде и опустила в раствор йода (цвет крепкого чая), налитого в блюдце. Я увидела, что лист посинел не по всей поверхности, а только там, где он зеленый, а белые полоски на листе остались бесцветными.

.

Вывод: крахмал образуется только в зеленой части листа.

Этими опытами я доказала, что для растения обязательно нужен свет. Растение тянется к свету. Без света растение пожелтеет и погибнет. Крахмал образуется только на свету и в зеленой части листа, там где есть хлорофилл. В процессе фотосинтеза образуется кислород. Таким образом «зеленый лист» осуществляет очень важный процесс для жизни на Земле – это фотосинтез.

Необходимая для фотосинтеза световая энергия в известных пределах поглощается тем больше, чем меньше затемнен лист. Потому у растений в процессе эволюции выработалась способность поворачивать пластину листа к свету так, чтобы на нее падало больше солнечных лучей. Листья на растении располагаются так, чтобы не притеснять друг друга. Это листовая мозаика.

Процесс фотосинтеза слагается из целого ряда последовательных реакций, часть которых протекает с поглощением световой энергии, а часть — в темноте. Устойчивыми окончательными продуктами фотосинтеза являются углеводы (сахара, а затем крахмал), органические кислоты, аминокислоты, белки.

Фотосинтез при различных условиях протекает с разной интенсивностью.

Интенсивность фотосинтеза также зависит от фазы развития растения. Максимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается в фазе цветения.

Процесс фотосинтеза все больше и больше привлекает к себе внимание ученых. Наука близка к разрешению важнейшего вопроса — искусственного создания при помощи световой энергии ценных органических веществ из широко распространенных неорганических веществ. Проблема фотосинтеза усиленно разрабатывается ботаниками, химиками, физиками и другими специалистами.

В последнее время уже удалось искусственно получить синтез формальдегида и сахаристых веществ из водных растворов карбонатной кислоты; при этом роль поглотителя световой энергии играли вместо хлорофилла карбонаты кобальта и никеля. Недавно синтезирована молекула хлорофилла.

Успехи науки в области синтеза органических веществ наносят сокрушительный удар по идеалистическому учению — витализму, который доказывал, что для образования органических веществ из неорганических необходима особая «жизненная сила» и что человек не сможет синтезировать сложные органические вещества.

Фотосинтез в растениях осуществляется в хлоропластах.

IVЗначение фотосинтеза в природе.

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.

Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется 150 млрд. тонн органического вещества и выделяется около 200 млн. тонн свободного кислорода.

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 Зеленое растение способно использовать углекислый газ и создавать сахар

V.Заключение

Задачи, которые я поставила перед выполнением данного исследования выполнены. Я нашла ответы на поставленные перед собой вопросы.

Почему говорят, что лист – живой? Лист – это часть растения и он, как и всё растение питается, дышит, растёт, приспосабливается к условиям среды (например: у кактуса – листья-колючки, через которые уменьшается испарение влаги и растут они в засушливых местах)

Почему существует выражение: «лист – живая лаборатория»?В листе, как в любой химической лаборатории, идут очень сложные процессы фотосинтеза органических веществ из неорганических в присутствии энергии солнца.

Поэтому, в настоящее время, буду призывать всех учащихся к тому, чтобы озеленить классы и коридоры как можно больше.

         Немного интересного

...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, превратясьврастворимый 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
...Будем ли мы говорить о питании корня за счет веществ, находящихся в почве, будем ли говорить о воздушном питании листьев за счет атмосферы или питании одного органа за счет другого, соседнего, везде для объяснения будем прибегать к тем же причинам
...основной механизм принятия пищи управляется законами, общими для живой и неоживленной природы
...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

                  Список литературы

1.Учебник биологии 6-7 класс Сухова,Строганов

2.Эниклопедия «Хочу все знать» Зыкова,Мольков,Озерова

3.Настольная книга эрудита Рокош,Сахарова,Чернякевич

4.Статьи из Интернета

·        Фотосинтез.

Космическая роль зелёных растений