Процесс фотосинтеза и его роль

В данной статье вы узнаете и с помощью экспериментов проверите сами, что такое фотосинтез, как он протекает и для чего он нужен растению. Что будет происходить, если этот процесс замедлить или вовсе остановить. Также вы узнаете о строении растений, их важных функциях, предпочтениях и о многом другом.

Хлорофитум хохлатый

Проект «Свойства листьев растений»

С помощью листьев растение дышит и питается, растет и развивается. Благодаря фотосинтезу листья превращают энергию света в пищу. Через поры или устьица листья «вдыхают» углекислый газ и «выдыхают» кислород. Листья выделяют избыток воды, так же, как мы потеем. В этом эксперименте ваш ребенок определит значение фотосинтеза, проверяя, что происходит с листом, когда он покрыт разными материалами, изучит различные функции листа.

Что нам понадобится:

  • растение в горшке,
  • бумага,
  • пищевая пленка,
  • скрепка для бумаг,
  • резинка,
  • камера,
  • печатные фотографии.

Ход эксперимента:

Приблизительное время, необходимое для проекта составляет одну неделю.

Для подготовки к эксперименту изучите следующие понятия:

  1. Фотосинтез – это процесс, посредством которого листья превращают свет в пищу, и используют ее для роста и развития.
  2. Транспирация – процесс, при котором растение выделяет водяной пар через поры, называемые устьицами.
  3. Дыхание – процесс дыхания растений.
  4. Хлоропласт – это структура в растении, где происходит фотосинтез.

Проведение эксперимента:

  1. Возьмите здоровое зеленое растение в горшке с большими листьями.
  2. Сделайте его фотографии перед началом эксперимента.
  3. Накройте верхушки двух листьев бумагой и закрепите скрепкой.
  4. Обмотайте два других листа полиэтиленовой пленкой. Закрепите канцелярской резинкой.Растение накрытой бумагой и полиэтиленовой пленкой
  5. Полейте растение и поместите его в солнечное место.
  6. Проверяйте и фотографируйте растение ежедневно в течение 5 дней. Записывайте любые изменения листьев или другие наблюдения, которые вы увидите.
  7. На пятый день снимите бумагу и пищевую пленку с листьев. Что произошло с листьями? Почему это случилось? Сфотографируйте и запишите.
  8. Покажите растение, свои фотографии и заметки в школе.

Вывод:

  1. Что такое фотосинтез? Фотосинтез происходит на свету или в темноте?
  2. Что такое транспирация?
  3. Что такое дыхание растения?
  4. Что делает растение зеленым?
  5. Какая часть листа отвечает за фотосинтез, какая за транспирацию, а какая — за дыхание?
  6. Почему фотосинтез это важная часть жизнедеятельности растения?

Проект «Строение и функции хлоропластов»

Листья содержат пигменты, которые используются при фотосинтезе и других клеточных процессах. Содержатся они в хлоропластах. Хлоропласты есть в клетках большинства растений.

Хлорофилл – это пигмент, отвечающим за фотосинтез. Он поглощает энергию солнечного света и помогает преобразовывать ее в химическую энергию во время светозависимых реакций фотосинтеза.

Другие пигменты, также присутствующие в листьях, называются каротиноидами. Цвет каротиноидов варьируется от красного до оранжевого и желтого. Они помогают с фотосинтезом и помогают защитить структуру листа. В течение вегетационного периода присутствие хлорофилла может скрывать каротиноиды. Когда хлорофилл разрушается и не заменяется осенью, каротиноидные пигменты становятся видимыми в виде ярких осенних листьев. В этом эксперименте студент будет изучать зеленые листья различных видов деревьев, сравнивая количество хлорофилла и каротиноидов в зависимости от вида дерева.

Что нам понадобится:

  • школьный путеводитель по деревьям,
  • цифровая камера (по желанию),
  • фильтры для кофе или фильтровальная бумага для хроматографии,
  • изопропиловый спирт,
  • прозрачный скотч,
  • монеты,
  • карандаши,
  • маленькие прозрачные стаканы или мензурки.

Ход эксперимента:

  1. Соберите зеленые листья 3-5 разных пород деревьев. Определите вид с помощью путеводителя. Создайте свою гипотезу. Как вы думаете, у каких пород деревьев больше всего пигментов и почему? Как вы думаете, что входит в состав хлорофилла? Каковы функции хлорофилла? Запишите цвет листьев каждого вида в таблицу данных (светло-зеленый, желто-зеленый, темно-зеленый, сине-зеленый и т. д.). Вы также можете сфотографировать листья.
  2. Если вы используете фильтры для кофе, разрежьте их на полоски шириной 2,5 см). Длина полоски должна быть равна высоте стаканов или мензурок, которые вы используете для хроматографии. Напишите название листа на верхней части каждой полоски фильтровальной бумаги. Используйте линейку, чтобы измерить и нарисовать тонкую линию карандашом на расстоянии 2,5 см над нижней частью каждой полоски фильтровальной бумаги. Для первого вида дерева замотайте монету в лист, восковой стороной вверх(это верхняя часть листа). Потрите лист вдоль карандашной линии на фильтровальной бумаге, пока не получите темно-зеленую линию. Повторите с остальными видами листьев и полосками фильтровальной бумаги.
  3. Установите достаточно маленьких стаканов или мензурок для всех тестируемых листьев. Налейте изопропиловый спирт в каждый стакан, пока он не достигнет небольшой глубины около 1 см. Каждую полоску фильтровальной бумаги приклейте к карандашу перпендикулярно. Карандаш будет помещен сверху стакана так, чтобы фильтровальная бумага свисала в стакан. Поместите фильтровальную бумагу в стакан, осторожно, чтобы нижняя часть полоски бумаги касалась изопропилового спирта. Не погружайте бумагу за зеленую линию пигмента. Пигмент должен оставаться выше спирта, чтобы он не растворялся в самом растворе. Вместо этого спирт должен продвигаться вверх по бумаге с помощью капиллярного движения, растворяя пигмент на бумаге и заставляя его двигаться вверх. Повторите с каждой бумажной полоской для каждого вида деревьев.
  4. Наблюдайте за полосками бумаги, пока спирт путешествует по ним вверх. Это может занять 10-30 минут. Не прикасайтесь к бумаге и стаканам в течение этого времени. Как только спирт достигнет верхней части бумаги, выньте бумагу из стекла и дайте ей высохнуть. Когда бумага высохнет, наблюдайте и идентифицируйте полосы пигмента. Пигменты должны быть в следующем порядке, сверху вниз: каротины (оранжевые), ксантофиллы (желтые), хлорофиллы а (желто-зеленые), хлорофиллы б (сине-зеленые) и антоцианины (красный). Запишите обнаруженные пигменты и их цвета, в таблице. Вы также можете сделать снимки хроматографических полосок или сохранить их для своих записей для оформления отчета.

Вывод:

Сравните ваши результаты с вашей гипотезой и сделайте выводы о пигментах различных видов листьев. В каких листьях было больше хлорофилла, в каких каротинов, в каких ксантофиллов, или антоцианинов? Будет ли дольше оставаться зеленым лист, если в нем больше хлорофиллов? Какие функции хлоропластов в клетке?

Проект «Процесс фотосинтеза»

Задача данного эксперимента по фотосинтезу состоит в том, чтобы студенты лучше поняли процесс фотосинтеза и важную роль, которую листья играют в этом процессе. Ученики также изучат понятия независимой, зависимой, постоянной переменной и контрольной группы. Наконец, уход за живыми растениями является основным уроком и темой этого проекта.

Что нам понадобится:

  • 2 небольших комнатных растения в горшках (должны быть одинакового размера и вида; для этого эксперимента рекомендуется дерево фикус Бенджамин),
  • вазелин (баночка),
  • вода,
  • место с солнечным светом,
  • маркер.

Ход эксперимента:

  1. Приблизительное время, необходимое для завершения проекта (включая анализ и составление отчета) составляет 2-3 недели.
  2. Сначала выберите одно растение, которое будет контрольным, и маркером напишите «Контроль» на горшке. Отложите это растение в сторону.
  3. Затем покройте все листья другого растения слоем вазелина. Верхняя и нижняя сторона листьев должны быть покрыты полностью.
  4. Поливайте оба растения одинаковым количеством воды и размещайте рядом друг с другом на ярком солнечном месте.
  5. Контролируйте оба растения в течение нескольких недель, записывая состояние каждого растения каждые несколько дней (цвет листьев, рост новых листьев и т. д.).
  6. Не забывайте правильно поливать растения, одинаково ухаживайте за каждым растением.

Вывод:

  1. Каков основной процесс фотосинтеза? Как происходит фотосинтез у растений?
  2. Какова роль фотосинтеза для растения?
  3. Опишите, как вы понимаете следующие понятия: независимая, зависимая, постоянная переменная и контрольная группа.

Проект «Скорость фотосинтеза»

Свет для растений играет существенную роль. В этом эксперименте ребенок сравнит показатели фотосинтеза для различных источников света.

Листья всплывают на поверхность воды из-за газообразного кислорода внутри листа. Кислород производится растениями как побочный продукт фотосинтеза, когда вода расщепляется в процессе светозависимых реакций во время световой фазы фотосинтеза. В этом эксперименте ваш ребенок будет вырезать небольшие круги из листьев и пропитывать их ткань раствором пищевой соды. Этот процесс вытянет газы из кружков листьев и заставит их тонуть в растворе. Пищевая сода также насытит листья углекислым газом, который ему необходим для фотосинтеза. Ребенок будет измерять скорость фотосинтеза как функцию количества кружков листьев, которые начинают плавать на протяжении всего эксперимента при воздействии света.

Что нам понадобится:

  • пищевая сода,
  • жидкое мыло,
  • пластиковый шприц (10 куб. см или больше без иглы),
  • шпинат или другие листья,
  • один дырокол или жесткая соломинка,
  • маленькие прозрачные пластиковые стаканчики,
  • таймер,
  • источники света: лампы накаливания, люминесцентные, натуральные, галогенные и др.

Ход эксперимента:

  1. Создайте свою гипотезу о том, какой тип света будет лучшим для фотосинтеза и почему. Подготовьтесь к эксперименту, создав раствор для инфильтрации. Смешайте 1 л. воды с ½ чайной ложки пищевой соды и 3-4 капли жидкого мыла. Далее, вырежьте кружки из здоровых зеленых листьев шпината. Вам понадобится по 10 штук для 3 испытаний для каждого из трех источника света, в общей сложности около 90-120 дисков. Используйте дырокол или соломинку, чтобы вырезать кружки. Избегайте крупных прожилок листьев и не используйте листья, которые кажутся несвежими и нездоровыми.
  2. Извлеките поршень из шприца. Поместите первые 10 пластинчатых кружков в шприц. Вставьте поршень и осторожно наберите в шприц около 8 мл раствора для инфильтрации. Держите шприц вертикально, осторожно нажимая на поршень, чтобы воздух вышел наружу. Нажмите пальцем на кончик шприца и снова нажмите на поршень, создавая вакуум, который вытолкнет раствор для инфильтрации в листовые диски. Повторяйте не более 2-3 раз, пока листовые диски полностью не опустятся на дно. Перелейте содержимое шприца в пластиковую чашку. Добавьте еще раствора до глубины около 3 см в чашке. Повторите еще два раза, чтобы создать три чашки для проверки первого типа света.
  3. Поставьте чашки под первый источник света на расстоянии 25 см. Включите свет, и одновременно включите таймер. В конце каждой минуты запишите количество дисков, всплывающих в каждой чашке, и слегка поверните чашки, чтобы убедиться, что диски не прилипли к стенкам чашек. Продолжайте эксперимент, пока все диски не всплывут.
  4. Повторите всю процедуру для каждого источника света, который вы тестируете. Запишите все ваши данные. Сфотографируйте их и сравните ваши результаты с вашей гипотезой, чтобы сделать выводы об эксперименте.

Вывод:

  • Что такое фотосинтез и как фотосинтез происходит?
  • Какой тип света нужен растениям для фотосинтеза?
  • Какие длины волн света нужны растениям для фотосинтеза?
  • Какие длины волн света испускаются лампами накаливания?
  • Какие длины волн света испускаются люминесцентными лампами?
  • Какие длины волн света испускаются галогенными лампочками?

Проект «Влияние интенсивности света на скорость фотосинтеза и выработку кислорода в растениях»

Этот проект направлен на исследование выработки кислорода растениями в процессе фотосинтеза. Исследовательский аспект этого научного проекта заключается в оценке того, как интенсивность света влияет на скорость, с которой происходит фотосинтез, и скорость выработки кислорода.

Исследователь проекта поместит веточку растения элодея (водное растение) под прозрачную воронку, затем заполнит пробирку водой и поместит ее сверху воронки. Вся эта установка будет помещена в большую емкость с водой. Источник света будет размещен на разных расстояниях от испытательной установки. Газ, выделяющийся в виде пузырьков, будет собран в пробирке и проверен на наличие кислорода.

На основе наблюдений и испытаний будет сгенерирована таблица данных, а результаты выведены в виде графика.

Фотосинтез — это процесс, при котором растения используют энергию солнечного света для синтеза материала из воздуха и воды для роста. Фотосинтез — это образование молекул сахара с использованием углекислого газа и воды в качестве сырья. Энергия для процесса берется от света и зеленого пигмента, называемого хлорофиллом, который позволяет растению передавать энергию от света к сахару. Химическое уравнение для этого процесса показано ниже.

6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Это уравнение означает, что углекислый газ из воздуха и воды объединяется в присутствии солнечного света с образованием сахара, а кислород выделяется в качестве побочного продукта этой реакции.

Что нам понадобится:

  • элодея (водное растение);
  • источник света (лампа накаливания 40 Вт);
  • пробирка (или пустая бутылка с длинным ползунком);
  • дистиллированная вода;
  • скотч;
  • пищевая сода;
  • прозрачная пластиковая воронка;
  • тонкий кусок дерева;
  • линейка;
  • длинные спички.

Ход эксперимента:

  1. Подводные растения элодея можно купить в магазине для домашних животных, а пробирку можно позаимствовать у учителя физики или химии в школе или найти в наборе игрушек для химии.
  2. Установка для испытаний размещается в комнате без света, а затем она будет подвергаться воздействию света с различной степенью интенсивности (в зависимости от расстояния). Находясь в открытом состоянии, растения будут производить газ, который собирается в перевернутой пробирке.
    Установка для сбора кислорода
  3. После того, как будет получено и собрано достаточное количество газа, пробирка будет извлечена и перевернута, а в трубку вставлен светящийся кусок дерева. Древесина должна гореть быстрее в газообразном кислороде в пробирке, чем в воздухе. Поведение светящегося куска дерева покажет, что газ, вырабатываемый растениями, является кислородом. Тот факт, что газ не вырабатывался, пока установка находилась в темноте, показал, что свет был причиной появления кислорода. Увеличение количества образующихся пузырьков (образование газа) по мере того, как источник света перемещается ближе к растениям, указывает на то, что на скорость выработки кислорода в результате фотосинтеза влияет интенсивность источника света.
  4. Возьмите веточку элодеи. Удалите несколько листьев со срезанного конца стебля. Отрежьте часть стебля под углом и слегка раздавите отрезанный конец стебля.
  5. Поместите растение под воронку и наполните водой. Добавьте щепотку пищевой соды в пробирку. Затем заполните пробирку водой и поместите сверху воронки, убедитесь, что в пробирке нет воздуха.
  6. Поместите эту установку в затемненную комнату или шкаф на несколько часов, после того как установленный период времени пройдет, проверьте, не скопился ли газ в пробирке.
  7. Далее разместите источник света в 5 см от растения. Через одну минуту посчитайте и запишите количество пузырьков кислорода, поднимающихся с обрезанного конца стебля. Считайте пузыри, увиденные за пять минут.
    Выделение кислорода при фотосинтезе
  8. Переместите лампу так, чтобы она была на расстоянии 10 см от растения. Спустя одну минуту считайте и записывайте пузырьки в течение пяти минут. Повторите ту же процедуру, но на этот раз отодвиньте источник света на 15 см и сосчитайте видимые пузырьки. Запишите результаты.
  9. Зажгите тонкий кусок дерева спичкой и задуйте пламя. Снимите пробирку, переверните ее и вставьте светящуюся деревянную шину в пробирку, как показано слева. Обратите внимание на любые доказательства повторного освещения.
Расстояние от источника света5 см10 см15 см
Количество пузырьков
  1. Используя миллиметровую бумагу или компьютер, оснащенный Excel визуально отобразите данные в таблице построив график, показывающий скорость выработки кислорода по вертикальной (Y) оси и расстояния от источника света по горизонтальной оси (X).

Вывод:

  • Что такое фотосинтез?
  • В процессе производства сахара в этом проекте углекислый газ соединяется с водой с образованием глюкозного сахара, и какой газ выделяется?
  • Сработало бы это расследование, если бы не было источника света?
  • Увеличивает ли расстояние (интенсивность) света от планеты скорость производства кислорода?

Проект «Какой цвет лучше для растений»

Во время фотосинтеза хлорофилл (зеленый пигмент, придающий растениям их цвет), в присутствии солнечного света будет производить глюкозу (простой сахар), которая затем превращается и сохраняется в виде крахмала. Этот проект заинтересует ребенка исследовать процесс фотосинтеза, когда он будет определять длину волны света, наиболее важную для фотосинтеза.

Видимый спектр света состоит из множества цветов. Красный, желтый, оранжевый, зеленый, синий и фиолетовый представляют разные длины волн света, а разные длины волн указывают на разные уровни энергии. Значимость этого проекта очевидна потому, что он позволяет увеличить потенциал генетического роста зеленого растения до максимума.

Что нам понадобится:

  • 5 картонных коробок,
  • пять светофильтров (красный, синий, зеленый, желтый и фиолетовый),
  • пакет семян редьки,
  • 6 цветочных горшков,
  • почва,
  • вода,
  • лейка,
  • скотч,
  • этикетки,
  • ножницы,
  • канцелярский нож,
  • бумажные полотенца,
  • источник света,
  • фотоаппарат (по желанию).

Ход эксперимента:

Подготовка к эксперименту. Ответьте на следующие вопросы:

  • Что делает зеленые растения зелеными?
  • Что такое фотосинтез?
  • Что такое дыхание растений?
  • Что такое пигмент?
  • Что такое хлорофилл?
  • Где находится хлорофилл?
  • Что такое глюкоза?
  • Что такое крахмал?
  • Как мы можем различить крахмал и глюкозу в лаборатории?
  • Что составляет видимый спектр света?
  • Как длины волн влияют на цвет света?
  • Что дает объекту его цвет?
  • Что делают светофильтры?
  • Что говорят нам исследования о предпочитаемых типах светло-зеленых растений?
  • Что такое гипотеза?
  • В таком случае, какова ваша гипотеза? Какая длина волны будет наилучшей для фотосинтеза?

Проведение эксперимента:

  1. Соберите все материалы, которые вам понадобятся для этого проекта: пять картонных коробок, пять световых фильтров, пакет семян редьки, 6 цветочных горшков, почва, вода, лейка, скотч, наклейки, ножницы, нож для бумаги, бумажные полотенца и источник света. Фотоаппарат — по желанию. Вы можете сфотографировать сам процесс и результаты.
  2. Скопируйте приведенную ниже таблицу данных, чтобы вы могли легко записать свои наблюдения.
  3. Вырежьте одну боковую стенку у каждой из пяти картонных коробок и приклейте фильтр на эту сторону. Это позволит вам контролировать конкретную длину волны света, которая достигнет растения, помещенного внутрь.
  4. Подготовьте свои растения. Наполните 6 горшков почвой. Следуйте инструкциям на упаковке семян редьки и посадите семена. Поливайте, как написано. Семена редиса прорастают быстро, и через две недели у вас будет 6 растений.
  5. Промаркируйте растения. Первым будет контрольное растение, а остальные будут помечены в зависимости от цвета света, который они получат: красный, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. Обратите внимание, что, когда мы помещаем цветной фильтр перед прямым источником белого света, только этот цвет пройдет через фильтр. Все остальные цвета спектра будут поглощаться фильтром.
  6. Поместите растения в соответствующие ящики. Контрольное растение не помещается в коробку: он будет освещаться белым светом. Расположите все ящики и ваше контрольное растение так, чтобы все они были равноудалены от источника света. Поливайте их ежедневно, используя одинаковое количество воды каждый раз.
  7. Записывайте ваши наблюдения каждые 3 дня в течение следующих 9 дней. Есть ли видимый рост? Вы можете сфотографировать рост или отсутствие роста. Какой цвет наиболее эффективен для стимулирования роста? Что происходит с контрольным растением?

Диаграмма данных

Образцы + светофильтрНаблюдение: день 3Наблюдение: День 6Наблюдение: день 9
растение + красный фильтр


растение + желтый фильтр


растение+ зеленый фильтр


растение + синий фильтр


растение + фиолетовый фильтр


Контроль: растение без фильтра


Вывод:

Какой вы сделали вывод? Как вывод соответствовал вашей гипотезе? Какой цвет был наиболее эффективным в процессе фотосинтеза?

Напишите свой отчет. Включите в него ваши исследования и любые фотографии, которые вы сделали.

Заключение

Значение фотосинтеза сложно переоценить, ведь он является жизненно необходимым процессом для большинства растений. Благодаря ему растение дышит, питается, полноценно развивается, а также очищает воздух от углекислого газа, насыщая его кислородом, как побочным продуктом фотосинтеза. Надеемся, что наши опыты были интересны для вас, вы многое из них узнали и вы продолжите изучать данную тему самостоятельно. Возможно какие-то опыты вы бы хотели сделать по-другому или у вас есть интересные идеи и предложения, не стесняйтесь, пишите нам и делитесь своими комментариями на нашем сайте.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector