Фотосинтез - проще простого

Содержание

1. Ведение 3

2. Ошибка Ван-Гельмонта 3

3. Самое интересное из веществ во всем органическом мире 6

4. Красный цвет — символ созидания 7

5. О чем поведали меченые атомы! 9

6. Зеленая электростанция 10

7. Фотосинтез и урожай 13

8. «Чародейкою зимою околдован, лес стоит...» 16

9. Леса — легкие планеты! 17

10. «Лес, точно терем расписной, лиловый, золотой, багряный...» 20

11. Радуга флоры 23

12. Зеленые животные — реальность или фантазия! 26

13. Заключение 30

14. Список использованных источников 30

1. Ведение

Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бес-плодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударя¬ясь об него, он потух, пе-рестал быть светом, но не исчез... В той или другой форме он вошел в со-став хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мус-кулы, в наши нер¬вы... Этот луч солнца согревает нас. Он приво¬дит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу.

Растение из воздуха образует органическое вещество, из солнечного луча — запас силы. Оно представляет нам именно ту машину, которую обещают в будущем Мушо и Эриксон, — машину, действующую даро-вою силою солнца. Этим объяс¬няется прибыльность труда земледельца: затратив сравнительно небольшое количество вещества, удобрений, он получает большие массы органичес¬кого вещества; затратив немного си-лы, он получает громадный запас силы в виде топлива и пищи. Сельский хозяин сжигает лес, стравливает луг, продает хлеб, и они снова возвра-щаются к нему в виде воздуха, который при действии солнечного луча вновь принимает форму леса, луга, хлеба. При содействии растения он превращает не имею¬щие цены воздух и свет в ценности. Он торгует воз-духом и светом.

2. Ошибка Ван-Гельмонта

В старые времена врач обя¬зан был знать ботанику, ведь многие ле-карственные средст¬ва готовились из растений. Неудивительно, что лека-ри не¬редко выращивали растения, проводили с ними различные опыты.

Так, голландец Ян Баптист Ван-Гельмонт (1579—1644) не только за-нимался врачебной практикой, но и эксперименти¬ровал с растениями. Он решил узнать, благодаря чему растет растение. С животными и че¬ловеком вроде бы все ясно: поедая корм или пищу, они получают ве-щества, благода¬ря которым увеличиваются в размерах. Но за счет чего крошечное семя, лишенное рта, превращается в огром¬ное дерево?

Чтобы ответить на этот вопрос, Ван-Гельмонт проде¬лал следую-щее. Взял кадку, в которую насыпал 91 килограмм высушенной в печи почвы, смочил ее дождевой водой и посадил ивовый побег массой 2,25 килограмма. Каждый день в течение пяти лет он поливал растение чис-той дож¬девой водой. По прошествии этого времени Ван-Гельмонт из-влек деревце, тщательно очистил корни от прилипших частиц почвы и взвесил содер¬жимое кадки и растение. Оказалось, что масса почвы уменьшилась всего на 57 грам¬мов, а вот масса ивы возросла почти на 75 килограммов. Результат эксперимента ис¬следователь объяснил исклю¬чительно поглощением воды. Так возникла водная теория питания рас-тений.

Джозеф Пристли (1733— 1804) — известный англий¬ский уче-ный-химик. Он открыл кислород, получил хлористый водород, аммиак, фтористый кремний, сернистый газ, ок¬сид углерода. Привезенный французом Шарлем Кондамином из Южной Америки кау¬чук Пристли в 1770 году предложил использовать для стирания написанного, назвав его гуммиэластиком. Как хи¬мика Пристли заинтересовал вопрос: почему воздух полей и лесов чище городского? Уче¬ный предположил, что расте¬ния очищают его от веществ, выделяемых людьми при ды¬хании, а так-же дымящимися трубами заводов и фабрик. С целью проверки своего предположения он посадил под стеклянный колпак мышь. Довольно быстро животное погибло. Тогда эксперимен¬татор поместил под такой же колпак другую мышь, но уже вместе с веткой мяты. «Это было сде-лано в начале авгус¬та 1771 года. Через восемь-девять дней я нашел, что мышь прекрасно могла жить в той части воздуха, в которой росла ветка мяты. Побег мя¬ты вырос почти на три дюйма...» .

Опыт заинтересовал ученых, многие повторили его в своих лабора-ториях, однако резуль¬таты получались неодинако¬вые: в одних случаях расте¬ния действительно очищали воздух и делали его пригод¬ным для дыхания мыши, в других — этого не наблю¬далось. Надо сказать, что сам Пристли при повторении опы¬тов получил противоречивые резуль-таты. Установить исти¬ну ученый уже не смог, так как консервативно на-строен¬ные англичане разгромили его прекрасно оборудованную ла¬бораторию и богатую библио¬теку за сочувствие их вла¬дельца идеям французской ре¬волюции. Пристли оставил научную работу и эмигриро¬вал в США.

В другой своей работе «Слово о слоях земных» он высказался о воздушном пи¬тании растений еще более определенно: «Откуда же но¬вый сок сосны собирается и умножает их возраст, о том не будет спра-шивать, кто знает, что многочисленные иглы нечувствительными сква¬жинами почерпают в себя с воздуха жирную влагу, ко¬торая тончай-шими жилками по всему растению расходится и разделяется, обращаясь в его пищу и тело». «Нечувст¬вительные скважины» — это не что иное, как устьица, хоро¬шо известные каждому из школьного учебника ботани-ки.

К сожалению, мысли, вы¬сказанные великим Ломоносо¬вым, остались неизвестными научным кругам. А вот идею Пристли об очищении возду¬ха поддержали не только уче¬ные, она стала популярна да¬же в народе. Ре-зультатом яви¬лось массовое разведение цве¬тов в помещениях, где нахо¬дились больные. При этом двери обычно держали плотно закрытыми, да-бы «вредный» наружный воздух не мог про¬никнуть в комнату.

Голландский врач Ингенгауз (1730—1799) усомнился в правильно-сти такого исполь¬зования растении и провел ряд экспериментов с целью проверки действенности этого приема. В результате своих опытов он сделал открытие, что только зеленые части растений могут улуч¬шать воз-дух, да и то лишь в том случае, когда они на¬ходятся на свету. Все осталь¬ное — цветки, корни, а также зеленые листья, лишенные света, — возду-ха не исправ¬ляет.

Проделаем такой опыт. Возьмем две банки с водой. В одну нальем воду из-под крана, а в другую — кипяче¬ную и охлажденную. При ки¬пячении, как известно, уда¬ляются газы, растворенные в воде. Затем в ка-ждую банку поместим веточки водного растения элодеи, накроем их во-ронками, на отростки кото¬рых наденем пробирки, напол¬ненные водой. Обе банки выставим на свет.

Через некоторое время мы заметим, что в банке с не кипяченой во-дой веточки элодеи начинают выделять какой-то газ. Когда он заполнит про¬бирку, можно установить, что это кислород: внесенная в пробирку тлеющая лучинка ярко вспыхивает. В банке с кипяченой водой, где нет угле¬кислого газа, веточки элодеи кислорода не выделяют.

Попробуем доказать, что все дело именно в углекис¬лом, а не в ка-ком-то ином газе, удаленном при кипяче¬нии. Для этого пропустим че¬рез кипяченую воду углекис¬лый газ, и вскоре веточки элодеи станут выде-лять кис¬лород.

Швейцарский естествоиспы¬татель Жан Сенебье (1742— 1809) пер-вым установил необ¬ходимость углекислого газа как источника углерода для зеленых растений. Он же пред¬ложил термин «физиология ра¬стений» и в 1880 году написал первый учебник по этой дис¬циплине.

Его соотечественник естест¬воиспытатель Никола Теодор Соссюр (1767—1845) работал в области физики, химии и геологии. Однако миро-вую из¬вестность приобрел благодаря трудам в области физиологии расте-ний. С помощью точных методов количественного хи¬мического анализа он убеди¬тельно доказал, что растения на свету усваивают углерод из уг-лекислого газа, выде¬ляя при этом кислород. Уче¬ный также установил, что рас¬тения, как и животные, ды¬шат, поглощая кислород и выделяя углекис-лый газ.

Так постепенно складыва¬лись представления о фото¬синтезе как о процессе, в ходе которого из углекислого газа и воды зеленые растения на свету образуют органические вещества и выделяют кис¬лород:

бСО2 + 6Н2О  С6Н12О6 + 6О2

Термин «фотосинтез» был предложен в 1877 году изве¬стным немец-ким физиологом растений Вильгельмом Пфеффером (1845—1920). В ходе этого процесса солнечная энергия преобразуется в энер¬гию химических связей орга¬нических соединений.

3. Самое интересное из веществ во всем органическом мире

Так назвал хлорофилл вели¬кий Чарльз Дарвин, когда наш соотечест-венник Климент Аркадьевич Тимирязев рас¬сказал ему о своих опытах с этим веществом. В то время, когда химическая природа процесса фото-синтеза пред¬ставлялась весьма туманной, подобное утверждение было весьма ценным, поскольку привлекало внимание ученых к новой очень перспективной проблеме. А сам термин «хло¬рофилл» был предложен в 1818 году французскими хими¬ками П. Пельтье и Ж. Каванту. Он образо-ван из гречес¬ких слов «хлорос» — зеленый и «филлон» — лист.

Выделить хлорофилл из листа несложно. Для этого измельчим ли-стья любого рас¬тения ножницами, поместим в ступку, прильем немного спир¬та, разотрем и отфильтруем в чистую сухую пробирку. Если у вас нет под рукой ступки, кусочки листьев поме¬стите в небольшую колбочку, влейте спирт и осторожно нагрейте на спиртовке. Очень быстро спирт окрасится в изумрудно-зеленый цвет из-за присутствия хлорофилла.

А