Дыхание и обмен веществ у растений

Дыхание растений. Растения, как все живые организмы, постоянно дышат. Для этого им необходим кислород. Он нужен и одноклеточным, и многоклеточным растениям. Кислород необходим для процессов жизнедеятельности клеток, тканей и органов растения.

Дыхание — непременное условие жизни растений.

Большинство растений получает кислород из воздуха через устьица и чечевички. Водные растения потребляют кислород, растворенный в воде, всей поверхностью тела. Некоторые растения, произрастающие на заболоченных местах, имеют особые дыхательные корни, с помощью которых они поглощают кислород из воздуха.

Дыхание — сложный процесс, протекающий в клетках живого организма. В ходе этого процесса под действием кислорода происходит распад органических веществ на углекислый газ и воду. При этом выделяется энергия, которая используется растением для процессов жизнедеятельности. Основным органическим веществом, участвующим в дыхательном процессе, являются углеводы (сахара, особенно глюкоза). Интенсивность дыхания у растений зависит от количества углеводов, накопленных побегами на свету.

Весь процесс дыхания протекает в клетках растительного организма. Он состоит из двух этапов, в ходе которых органические вещества расщепляются на углекислый газ и воду. На первом этапе при участии специальных белков (ферментов) происходит распад молекул глюкозы на более простые органические соединения и выделяется немного энергии. Этот этап дыхательного процесса происходит в цитоплазме клеток.

На втором этапе простые органические вещества, образовавшиеся на первом этапе, под действием кислорода распадаются на углекислый газ и воду. При этом высвобождается много энергии. Второй этап дыхательного процесса протекает только с участием кислорода в специальных тельцах клетки.

Дыхание — процесс, противоположный фотосинтезу. Сравним процессы дыхания и фотосинтеза в клетках зеленого листа растения.

Газообмен в ходе фотосинтеза и дыхания
Газообмен в ходе фотосинтеза и дыхания

Сравнительная характеристика процессов дыхания и фотосинтеза
Фотосинтез Дыхание
1 Поглощение углекислого газа Поглощение кислорода
2 Выделение кислорода Выделение углекислого газа
3 Образование сложных органических веществ (преимущественно сахаров) из простых неорганических Разложение сложных органических веществ (преимущественно сахаров) на простые неорганические
4 Поглощение из окружающей среды и расходование воды Образование и выделение в окружающую среду воды
5 Поглощение с помощью хлорофилла солнечной энергии и накопление ее в органических веществах Высвобождение энергии
6 Происходит только на свету Происходит непрерывно на свету и в темноте
7 Протекает в хлоропластах Протекает в цитоплазме и специализированных тельцах клетки
8 Происходит только в зеленых частях растения, преимущественно в листе Происходит в клетках всех органов растения (зеленых и незеленых)

Процесс дыхания связан с непрерывным потреблением кислорода днем и ночью. Особенно интенсивно идет процесс дыхания в молодых тканях и органах растения. Интенсивность дыхания обусловлена потребностями роста и развития растений. Много кислорода требуется для деления и роста клеток, образования цветков и плодов. По окончании роста, с пожелтением листьев и особенно в зимнее время интенсивность дыхания заметно снижается, но не прекращается.

Обмен веществ. Чтобы жить, растение обязательно должно получать из окружающей среды путем питания и дыхания необходимые ему вещества и энергию. Поглощенные вещества в процессе преобразований в клетках и тканях становятся веществами, из которых растение строит свое тело. Все преобразования веществ, происходящие в организме, всегда сопровождаются потреблением энергии. Зеленое растение (как автотрофный организм), поглощая световую энергию Солнца, накапливает ее в органических соединениях. В процессе дыхания при расщеплении органических веществ эта энергия высвобождается и используется растением для процессов жизнедеятельности, которые происходят в клетках.

Оба эти процесса — фотосинтез и дыхание — идут путем последовательных многочисленных химических реакций, в которых одни вещества преобразуются в другие.

Так, в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды, полученных растением из окружающей среды, образуются сахара, которые затем превращается в крахмал, клетчатку или белки, жиры и витамины — вещества, необходимые растению для питания и запасания энергии. В процессе дыхания, наоборот, происходит расщепление созданных в процессе фотосинтеза органических веществ на неорганические соединения — углекислый газ и воду. При этом растение получает высвобождающуюся энергию. Эти превращения веществ в организме называют обменом веществ. Обмен веществ — один из важных признаков жизни: с прекращением обмена веществ прекращается жизнь растения.

Обмен веществ
это совокупность протекающих в организме различных химических превращений, обеспечивающих рост и развитие организма, его воспроизведение и постоянный контакт с окружающей средой.

Дыхание — процесс, обеспечивающий растительный организм энергией, которая высвобождается при распаде органических веществ, созданных в процессе фотосинтеза. Оба эти процесса — необходимое условие обмена веществ, а значит, и жизни организма.

  1. Какое значение в жизни растений имеет дыхание?
  2. Подумайте, что произойдет с растением, если интенсивность дыхания будет выше интенсивности фотосинтеза.
  3. Откуда в растении берутся вещества, участвующие в процессе обмена веществ?
  4. Как в процессе обмена веществ осуществляется связь организма со средой?