Hiilidioksidi pääsee kasveihin ilmasta ja muuttuu auringon säteilevän energian avulla monimutkaisiksi, korkeaenergiaisiksi orgaanisiksi yhdisteiksi, jotka ruokkivat eläinmaailmaa. Eläimet vapauttavat jälleen hiilidioksidia käyttämällä orgaanisten aineiden potentiaalista energiaa. Nykyaikaisten käsitteiden mukaan yllä oleva fotosynteesiyhtälö voidaan esittää kaaviona:

Näin ollen fotosynteesi koostuu kahdesta konjugoidusta reaktiojärjestelmästä: veden hapettumisesta hapeksi ja hiilidioksidin pelkistämisestä veden vedyllä polysakkarideiksi.

Lehti on peitetty ylhäältä ja alhaalta värittömällä iholla, kynsinauholla, joka ei läpäise kaasuja. Hiilidioksidi, joka imeytyy fotosynteesin aikana, tulee lehtiin stomatan kautta. Lehden pinnan 1 cm 2:n kohdalla vain 1 mm 2 putoaa stomata-osuuteen, loput alueesta on läpäisemättömällä kynsinauholla. CO 2:n diffuusio lehtiin on erittäin intensiivistä. Esimerkiksi 1, cm 2 katalpan levypinnasta imee 0,07 cm 3 CO 2:ta tunnissa ja sama alkaliliuoksen pinta 0,12-0,15 cm 3 eli 2 kertaa enemmän.

Prosenttiosuus ilmaisee arkin absorboiman valoenergian kulutuksen erityyppisissä töissä

Fotosynteesiprosessin kannalta lehden rakenteelliset ominaisuudet ovat tärkeitä. Lehden yläpuoli on palisadekudoksen vieressä, jonka solut ovat kohtisuorassa, tiiviissä kosketuksessa keskenään ja runsaasti kloroplasteja. Palisade parenkyyma on pääasiassa assimilaatiokudosta. Pehmeä parenkyymi, jossa on löysät solut ja solujen väliset tilat, liittyy alempaan orvasketeen. Tämä sopeutuminen kasveissa on tärkeä kaasujen paremman tunkeutumisen kannalta soluihin (kuvio 1).

Jotta fotosynteesiprosessi etenee jatkuvasti, solujen on oltava riittävän kyllästettyjä vedellä. Näissä olosuhteissa stomatat ovat avoinna tietyssä määrin. Tässä tapauksessa suoritetaan haihdutus, kaasunvaihto, lehdille syötetään riittävästi hiilidioksidia, ts. fotosynteesi etenee normaalisti.

Lehti on läpäissyt johtavia nippuja, jotka varmistavat assimilaatiotuotteiden ulosvirtauksen siitä, mikä on erittäin tärkeää fotosynteesiprosessin normaalille kululle, koska soluissa, jotka ovat täynnä assimilaatiotuotteita, erityisesti tärkkelystä, fotosynteesi estyy ja voi pysähtyä kokonaan .

Kasvien kasvattaminen keinovalossa. Edellytykset sähkövalon parhaalle käytölle.

Tutkimukset ovat osoittaneet, että kasvien kehitykseen vaikuttaa suuresti valon intensiteetti ja spektrikoostumus. Tässä suhteessa kokeet V.I. Razumov, joka osoitti, että punainen valo toimii luonnollisena päivänvalona ja sininen kasvi näkee pimeyden. Jos lyhytpäiväiset kasvit valaistaan ​​yöllä punaisella valolla, ne eivät kukoista; Pitkäpäiväiset kasvit kukkivat näissä olosuhteissa aikaisemmin kuin normaaleissa olosuhteissa. Kasvien valaistus yöllä sinisellä valolla ei häiritse pimeyden vaikutusta. Siksi pitkäaaltoinen valo nähdään päivänvalona ja lyhytaaltoinen valo pimeyteenä. Siten valon laadullinen koostumus vaikuttaa kasvin kehitykseen.

On kuitenkin olemassa toinen näkemys, nimittäin se, että kasvi näkee kaikki valonsäteet, jos ne ovat riittävän voimakkaita, päivänvalona. Uskotaan, että valon spektrikoostumus päivän aikana on lähes sama. Suurelta osin vain sen intensiteetti muuttuu - pienin aamulla ja illalla ja suurin keskipäivällä.

On todettu, että loistelamppujen valo on spektrikoostumukseltaan samanlainen kuin auringonvalo, joten näitä lamppuja käytetään kasvien kasvattamiseen keinovalaistuksessa.

Loistelampuilla varustetut valaisimet sijoitetaan mieluiten riveihin, mieluiten ikkunaseinän tai kapean huoneen pitkän sivun suuntaisesti. Mutta kasveille tarkoitetuissa huoneissa lamppujen optimaalinen järjestely on, että valon suunta lähestyy luonnonvalon suuntaa.

On muistettava, että liiallisella valolla on haitallinen vaikutus kasveihin, fotosynteesiprosessi pysähtyy, kasvit heikkenevät ja sietävät haitallisia olosuhteita huonommin. Pavut kantavat pisimmän päivänvalotunnin - jopa 12 tuntia.

Jokainen planeetan elävä olento tarvitsee ruokaa tai energiaa selviytyäkseen. Jotkut organismit ruokkivat muita olentoja, kun taas toiset voivat tuottaa omia ravintoaineitaan. He valmistavat itse ruokaa, glukoosia, prosessissa, jota kutsutaan fotosynteesiksi.

Fotosynteesi ja hengitys ovat yhteydessä toisiinsa. Fotosynteesin tulos on glukoosi, joka varastoituu kehoon kemiallisena energiana. Tämä varastoitu kemiallinen energia tulee epäorgaanisen hiilen (hiilidioksidin) muuttamisesta orgaaniseksi hiileksi. Hengitysprosessi vapauttaa varastoitunutta kemiallista energiaa.

Tuottamiensa tuotteiden lisäksi kasvit tarvitsevat selviytyäkseen myös hiiltä, ​​vetyä ja happea. Maaperästä imeytynyt vesi tarjoaa vetyä ja happea. Fotosynteesin aikana hiiltä ja vettä käytetään ruoan syntetisoimiseen. Kasvit tarvitsevat myös nitraatteja aminohappojen tuottamiseksi (aminohappo on ainesosa proteiinin valmistuksessa). Tämän lisäksi he tarvitsevat magnesiumia tuottaakseen klorofylliä.

Muistilappu: Eläviä olentoja, jotka ovat riippuvaisia ​​muista elintarvikkeista, kutsutaan. Kasvinsyöjät, kuten lehmät, sekä hyönteissyöjäkasvit ovat esimerkkejä heterotrofeista. Eläviä olentoja, jotka tuottavat oman ruokansa, kutsutaan. Vihreät kasvit ja levät ovat esimerkkejä autotrofeista.

Tässä artikkelissa opit lisää siitä, kuinka fotosynteesi tapahtuu kasveissa ja tämän prosessin edellytyksistä.

Määritelmä fotosynteesi

Fotosynteesi on kemiallinen prosessi, jossa kasvit, jotkut ja levät tuottavat glukoosia ja happea hiilidioksidista ja vedestä käyttämällä vain valoa energialähteenä.

Tämä prosessi on erittäin tärkeä elämälle maapallolla, koska se vapauttaa happea, josta kaikki elämä riippuu.

Miksi kasvit tarvitsevat glukoosia (ruokaa)?

Aivan kuten ihmiset ja muut elävät olennot, kasvit tarvitsevat myös ruokaa pysyäkseen hengissä. Glukoosin arvo kasveille on seuraava:

• Fotosynteesistä saatua glukoosia käytetään hengityksen aikana vapauttamaan kasvin muihin elintärkeisiin prosesseihin tarvitsemaa energiaa.
• Kasvisolut myös muuttavat osan glukoosista tärkkelykseksi, jota käytetään tarpeen mukaan. Tästä syystä kuolleita kasveja käytetään biomassana, koska ne varastoivat kemiallista energiaa.
• Glukoosia tarvitaan myös muiden kasvuun ja muihin välttämättömiin prosesseihin tarvittavien kemikaalien, kuten proteiinien, rasvojen ja kasvisokereiden, tuottamiseen.

Fotosynteesin vaiheet

Fotosynteesiprosessi on jaettu kahteen vaiheeseen: vaaleaan ja pimeään.

Fotosynteesin kevyt vaihe

Kuten nimestä voi päätellä, valofaasit tarvitsevat auringonvaloa. Valosta riippuvaisissa reaktioissa auringonvalon energia absorboituu klorofylliin ja muunnetaan varastoituneeksi kemialliseksi energiaksi elektronin kantajamolekyylin NADPH (nikotiiniamidiadeniinidinukleotidifosfaatti) ja energiamolekyylin ATP (adenosiinitrifosfaatti) muodossa. Kevyitä faaseja esiintyy kloroplastin tylakoidikalvoissa.

Fotosynteesin tai Calvinin syklin tumma vaihe

Pimeässä faasissa tai Calvin-syklissä valofaasin virittyneet elektronit tarjoavat energiaa hiilihydraattien muodostumiseen hiilidioksidimolekyyleistä. Valosta riippumattomia vaiheita kutsutaan joskus Calvinin sykliksi prosessin syklisen luonteen vuoksi.

Vaikka pimeät faasit eivät käytä valoa lähtöaineena (ja seurauksena voi olla päivällä tai yöllä), ne vaativat valosta riippuvien reaktioiden tuotteita toimiakseen. Valosta riippumattomat molekyylit luovat uusia hiilihydraattimolekyylejä energiaa kantavista molekyyleistä ATP:stä ja NADPH:sta. Kun energia on siirretty molekyyleihin, energian kantajat palaavat valofaasiin saadakseen lisää energisiä elektroneja. Lisäksi valo aktivoituu useita pimeän faasin entsyymejä.

Kaavio fotosynteesin vaiheista

Muistilappu: Tämä tarkoittaa, että pimeät faasit eivät jatku, jos kasvit eivät saa valoa liian pitkään, koska ne käyttävät valon faasin tuotteita.

Kasvin lehtien rakenne

Emme voi täysin ymmärtää fotosynteesiä tietämättä enemmän lehtien rakenteesta. Lehti on sopeutunut toimimaan tärkeässä roolissa fotosynteesiprosessissa.

Lehtien ulkoinen rakenne

• Neliö

Yksi kasvien tärkeimmistä ominaisuuksista on lehtien suuri pinta-ala. Useimmilla vihreillä kasveilla on leveät, litteät ja avoimet lehdet, jotka pystyvät sieppaamaan niin paljon aurinkoenergiaa (auringonvaloa) kuin tarvitaan fotosynteesiin.

• Keskuslaskimo ja lehtilehti

Keskiriba ja lehtilehti liittyvät yhteen ja muodostavat lehden pohjan. Lehti sijoittaa lehden niin, että se saa mahdollisimman paljon valoa.

• lehtiterä

Yksinkertaisilla lehdillä on yksi lehtilehti, kun taas yhdistelmälehdillä on useita. Lehdenterä on yksi lehden tärkeimmistä osista, joka on suoraan mukana fotosynteesiprosessissa.

• suonet

Lehdissä oleva suoniverkosto kuljettaa vettä varresta lehtiin. Vapautunut glukoosi lähetetään myös muihin kasvin osiin lehdistä suonten kautta. Lisäksi nämä lehden osat tukevat ja pitävät lehtilevyä tasaisena, jotta auringonvalo saadaan talteen. Suonten järjestely (ventaatio) riippuu kasvin tyypistä.

• lehtien pohja

Lehden pohja on sen alin osa, joka on nivelletty varren kanssa. Usein lehden tyvessä on tulppapari.

• lehden reuna

Kasvin tyypistä riippuen lehden reunalla voi olla erilaisia ​​muotoja, mukaan lukien: kokonainen, sahalaitainen, sahalaitainen, uurrettu, kulmainen jne.

• Lehden kärki

Kuten lehden reuna, kärki on eri muodoissa, mukaan lukien: terävä, pyöreä, tylsä, pitkänomainen, sisään vedetty jne.

Lehtien sisäinen rakenne

Alla on tiivis kaavio lehtikudosten sisäisestä rakenteesta:

• Kynsinauha

Kynsinahka toimii pääasiallisena suojaavana kerroksena kasvin pinnalla. Yleensä se on paksumpi arkin päällä. Kynsinauha on peitetty vahamaisella aineella, joka suojaa kasvia vedeltä.

• Epidermis

Epidermis on solukerros, joka on lehden sisäkudos. Sen päätehtävä on suojata lehtien sisäisiä kudoksia kuivumiselta, mekaanisilta vaurioilta ja infektioilta. Se säätelee myös kaasunvaihto- ja haihtumisprosessia.

• Mesofylli

Mesofylli on kasvin pääkudos. Tässä tapahtuu fotosynteesiprosessi. Useimmissa kasveissa mesofylli on jaettu kahteen kerrokseen: ylempi on palisadi ja alempi on sienimäinen.

• Suojaavat solut

Suojasolut ovat erikoistuneita soluja lehtien orvaskedessä, joita käytetään kaasunvaihdon säätelyyn. Ne suorittavat stomataa suojaavan toiminnon. Vatsahuokoset suurentuvat, kun vettä on vapaasti saatavilla, muuten suojasolut muuttuvat letargisiksi.

• Avanne

Fotosynteesi riippuu hiilidioksidin (CO2) tunkeutumisesta ilmasta stomatan kautta mesofyllikudoksiin. Fotosynteesin sivutuotteena saatu happi (O2) poistuu kasvista stomatan kautta. Kun suuaukot ovat auki, vettä katoaa haihtumalla, ja se on täydennettävä haihdutusvirran kautta juurien ottamalla vedellä. Kasvit joutuvat tasapainottamaan ilmasta imeytyneen hiilidioksidin määrää ja vesihuokosten kautta menevää vettä.

Fotosynteesin edellyttämät olosuhteet

Seuraavat ovat olosuhteet, jotka kasvit tarvitsevat fotosynteesiprosessin suorittamiseksi:

• Hiilidioksidi. Väritön, hajuton maakaasu, jota löytyy ilmasta ja jolla on tieteellinen nimitys CO2. Se muodostuu hiilen ja orgaanisten yhdisteiden palamisen aikana, ja sitä esiintyy myös hengityksen aikana.
• Vesi. Läpinäkyvä nestemäinen kemikaali, hajuton ja mauton (normaaliolosuhteissa).
• Kevyt. Vaikka keinovalo sopii myös kasveille, luonnollinen auringonvalo luo yleensä parhaat olosuhteet fotosynteesille, koska se sisältää luonnollista ultraviolettisäteilyä, jolla on positiivinen vaikutus kasveihin.
• Klorofylli. Se on vihreä pigmentti, jota löytyy kasvien lehdistä.
• Ravinteet ja kivennäisaineet. Kemikaalit ja orgaaniset yhdisteet, jotka kasvien juuret imevät maaperästä.

Mitä syntyy fotosynteesin tuloksena?

• Glukoosi;
• Happi.

(Valoenergia näkyy suluissa, koska se ei ole aine)

Muistilappu: Kasvit ottavat hiilidioksidia ilmasta lehtiensä kautta ja vettä maaperästä juuriensa kautta. Valoenergia tulee auringosta. Tuloksena oleva happi vapautuu lehdistä ilmaan. Tuloksena oleva glukoosi voidaan muuttaa muiksi aineiksi, kuten tärkkelykseksi, jota käytetään energiavarastona.

Jos fotosynteesiä edistävät tekijät puuttuvat tai niitä on liian vähän, tämä voi vaikuttaa negatiivisesti kasviin. Esimerkiksi vähemmän valoa luo suotuisat olosuhteet kasvin lehtiä syöville hyönteisille, kun taas veden puute hidastaa sitä.

Missä fotosynteesi tapahtuu?

Fotosynteesi tapahtuu kasvisolujen sisällä, pienissä plastideissa, joita kutsutaan kloroplasteiksi. Kloroplastit (jota löytyy enimmäkseen mesofyllikerroksesta) sisältävät vihreää ainetta, jota kutsutaan klorofylliksi. Alla on muita solun osia, jotka toimivat kloroplastin kanssa fotosynteesin suorittamiseksi.

Kasvisolun rakenne

Kasvisolujen osien toiminnot

• : tarjoaa rakenteellista ja mekaanista tukea, suojaa soluja bakteereilta, kiinnittää ja määrittelee solun muodon, ohjaa kasvunopeutta ja -suuntaa sekä antaa kasveille muotoa.
• : tarjoaa alustan suurimmalle osalle entsyymien ohjaamista kemiallisista prosesseista.
• : toimii esteenä ja säätelee aineiden liikkumista soluun ja sieltä ulos.
• : kuten edellä on kuvattu, ne sisältävät klorofylliä, vihreää ainetta, joka absorboi valoenergiaa fotosynteesin aikana.
• : solun sytoplasmassa oleva ontelo, joka varastoi vettä.
• : sisältää geneettisen merkin (DNA), joka ohjaa solun toimintaa.

Klorofylli imee fotosynteesiin tarvittavan valoenergian. On tärkeää huomata, että kaikki valon väriaallonpituudet eivät absorboidu. Kasvit absorboivat pääasiassa punaisia ​​ja sinisiä aallonpituuksia - ne eivät absorboi valoa vihreällä alueella.

Hiilidioksidi fotosynteesin aikana

Kasvit ottavat hiilidioksidia ilmasta lehtiensä kautta. Hiilidioksidi tihkuu pienen reiän läpi lehden pohjassa - stomata.

Lehden alapuolella on löyhästi sijoitetut solut, jotta hiilidioksidi pääsee muihin lehden soluihin. Se mahdollistaa myös fotosynteesin tuottaman hapen helpon poistumisen lehdistä.

Hiilidioksidia on hengittämässämme ilmassa hyvin pieninä pitoisuuksina ja se on välttämätön tekijä fotosynteesin pimeässä vaiheessa.

Valo fotosynteesiprosessissa

Levyllä on yleensä suuri pinta-ala, joten se voi imeä paljon valoa. Sen yläpinta on suojattu veden häviämiseltä, taudeilta ja säältä vahamaisella kerroksella (kutikululla). Arkin yläosa on paikka, johon valo laskee. Tätä mesofyllikerrosta kutsutaan palisadiksi. Se on mukautettu absorboimaan suuri määrä valoa, koska se sisältää monia kloroplasteja.

Valovaiheissa fotosynteesiprosessi kiihtyy valon lisääntyessä. Lisää klorofyllimolekyylejä ionisoituu ja enemmän ATP:tä ja NADPH:ta syntyy, jos valofotonit keskittyvät vihreään lehteen. Vaikka valo on äärimmäisen tärkeää valovaiheissa, on huomattava, että liian suuri määrä sitä voi vahingoittaa klorofylliä ja vähentää fotosynteesiprosessia.

Valofaasit eivät ole liian riippuvaisia ​​lämpötilasta, vedestä tai hiilidioksidista, vaikka niitä kaikkia tarvitaan fotosynteesiprosessin loppuunsaattamiseksi.

Vesi fotosynteesin aikana

Kasvit saavat fotosynteesiin tarvitsemansa veden juuriensa kautta. Heillä on juurikarvoja, jotka kasvavat maaperässä. Juureille on ominaista suuri pinta-ala ja ohuet seinämät, joiden ansiosta vesi pääsee helposti kulkemaan niiden läpi.

Kuvassa kasveja ja niiden soluja, joissa on riittävästi vettä (vasemmalla) ja sen puutetta (oikealla).

Muistilappu: Juurisolut eivät sisällä kloroplasteja, koska ne ovat yleensä pimeässä eivätkä pysty fotosyntetisoimaan.

Jos kasvi ei ime tarpeeksi vettä, se kuihtuu. Ilman vettä kasvi ei pysty fotosyntetisoimaan tarpeeksi nopeasti ja saattaa jopa kuolla.

Mikä merkitys vedellä on kasveille?

• Tarjoaa liuenneita mineraaleja, jotka tukevat kasvien terveyttä;
• Onko kuljetusväline;
• Tukee vakautta ja pystysuoraa;
• Viilentää ja kyllästää kosteudella;
• Se mahdollistaa erilaisten kemiallisten reaktioiden suorittamisen kasvisoluissa.

Fotosynteesin merkitys luonnossa

Fotosynteesin biokemiallinen prosessi käyttää auringonvalon energiaa veden ja hiilidioksidin muuttamiseksi hapeksi ja glukoosiksi. Glukoosia käytetään rakennusaineina kasveissa kudosten kasvussa. Näin ollen fotosynteesi on tapa, jolla juuret, varret, lehdet, kukat ja hedelmät muodostuvat. Ilman fotosynteesiprosessia kasvit eivät voi kasvaa tai lisääntyä.

• Tuottajat

Fotosynteettisten kykyjensä vuoksi kasvit tunnetaan tuottajina ja ne toimivat lähes kaikkien maapallon ravintoketjujen selkärankana. (Levät ovat kasvin vastineita). Kaikki syömämme ruoka on peräisin organismeista, jotka ovat fotosynteettisiä. Syömme näitä kasveja suoraan tai syömme kasviperäisiä ruokia syöviä eläimiä, kuten lehmiä tai sikoja.

• Ravintoketjun perusta

Vesistöissä kasvit ja levät muodostavat myös ravintoketjun perustan. Levät toimivat ravinnona, joka puolestaan ​​​​toimia ravintolähteenä suuremmille organismeille. Ilman fotosynteesiä vesiympäristössä elämä olisi mahdotonta.

• Hiilidioksidin poisto

Fotosynteesi muuttaa hiilidioksidin hapeksi. Fotosynteesin aikana ilmakehän hiilidioksidi pääsee kasviin ja vapautuu sitten hapena. Nykymaailmassa, jossa hiilidioksiditasot nousevat hälyttävää vauhtia, kaikki prosessit, jotka poistavat hiilidioksidia ilmakehästä, ovat ympäristön kannalta tärkeitä.

• Ravinteiden pyöräily

Kasveilla ja muilla fotosynteettisillä organismeilla on tärkeä rooli ravinteiden kierrossa. Ilmassa oleva typpi kiinnittyy kasvikudoksiin ja tulee saataville proteiinien valmistukseen. Maaperässä olevia hivenaineita voidaan myös liittää kasvikudokseen ja tarjota kasvinsyöjille ravintoketjussa ylemmäs.

• fotosynteettinen riippuvuus

Fotosynteesi riippuu valon voimakkuudesta ja laadusta. Päiväntasaajalla, jossa auringonvaloa on runsaasti ympäri vuoden ja vesi ei ole rajoittava tekijä, kasveilla on nopea kasvu ja ne voivat kasvaa melko suuriksi. Sitä vastoin fotosynteesi on harvinaisempaa valtameren syvemmällä, koska valo ei tunkeudu näihin kerroksiin, ja tämän seurauksena tämä ekosysteemi on karumpi.

31. Koeputkessa, jossa on klorofylliliuosta, ei tapahdu fotosynteesiä, koska tämä prosessi vaatii joukon entsyymejä, jotka sijaitsevat +

A. Christach mitokondrioista B. Granach kloroplastista

C. Endoplasminen verkkokalvo D. Plasmakalvo

32. Mitä silmuja kehittyy kukkivien kasvien lehtiin ja juuriin?+

A. Adnexa B. Apikaalinen C. Kainalo D. Lateraalinen

33. Kasvien fotosynteesiprosessissa käyttämä hiilen lähde on molekyyli +

A. Hiilihappo B. Hiilivety

C. Polysakkaridi D. Hiilidioksidi

34. Viljeltyjen kasvien juurien hengityksen parantamiseksi on tarpeen +

A. Rikkakasvien kitkeminen

B. Kastele kasvit järjestelmällisesti

B. Löysää ajoittain maaperää kasvin ympäriltä

D. Syötä kasveja ajoittain mineraalilannoitteilla

35. Kasvien mukauttaminen veden haihtumisen vähentämiseksi - G:n läsnäolo

A. Stomata lehden yläpuolella

B. Suuri määrä lehtiä

B. Leveät lehtiterät

G. Vahamainen pinnoite lehdissä

36. Monivuotisten kasvien muunneltu maanalainen verso, jolla on paksuuntunut varsi, silmut, satunnaiset juuret ja hilseilevät lehdet on +

A. Pääjuuri B. juurakko

B. Sivujuuri G. Juuren mukula

37. Maanalainen verso eroaa juuresta siinä, että siinä on +

A. Kasvilliset silmut

B. Tapahtumapaikat

B. Imuvyöhykkeet

G. juurikarvat

38. Mitkä lannoitteet lisäävät kasvien vihermassan kasvua?-B

A. Orgaaninen B. Typpi

C. Potaska D. Fosfori

39. Kasvien elinten ominaisuutta taipua painovoiman vaikutuksesta kutsutaan +

A. Hydrotropismi B. Fototropismi

C. Geotropismi D. Kemotropismi

40. Ulkoinen signaali, joka stimuloi lehtien putoamista kasveissa, on +

A. Ympäristön kosteuden lisääminen

B. Päivänvalon keston lyhentäminen

B. Ympäristön kosteuden vähentäminen

D. Ympäristön lämpötilan nostaminen

41. Vehnäpeltojen tulviminen varhain keväällä sulavedellä johtaa joskus taimien kuolemaan, koska tämä häiritsee prosessia.

A. Hapen puutteesta johtuva fotosynteesi

B. Hengitys hapen puutteen vuoksi

B. Veden imeytyminen maaperästä

D. Veden haihtuminen

Osa B

Q1 (valitse useita oikeita vastauksia kuudesta)

Haihtumisarvo +3

A. säätelee kaasun koostumusta levyn sisällä

B. edistää veden liikkumista

B. houkuttelee pölyttäjiä

G. parantaa hiilihydraattien kuljetusta

D. säätelee lehtien lämpötilaa

E. vähentää lehtien osuutta

B2 (valitse useita oikeita vastauksia kuudesta)

Juurikorkki suorittaa +3 toimintoa

A. tarjoaa negatiivisen geotropismin

B. tarjoaa positiivista geotropismia

B. helpottaa juuren tunkeutumista maaperään

G. varastoi ravinteita

D. suojaa aktiivisesti jakautuvia soluja

E. osallistuu aineiden kuljettamiseen

KLO 3. Valitse useita oikeita vastauksia

Mikä on fotosynteesin merkitys?+2

A. tarjoamalla kaikille eläville orgaanisia aineita

B. biopolymeerien hajoamisessa monomeereiksi

B. orgaanisten aineiden hapettumisessa hiilidioksidiksi ja vedeksi

G. tarjoamalla kaikille eläville olentoja energialla

D. ilmakehän rikastaminen hengittämiseen tarvittavalla hapella

E. maaperän rikastamisessa typen suoloilla

KLO 4. Yhdistä fotosynteesin tärkeimmät prosessit ja vaiheet+6

KLO 5. Aseta oikea fotosynteesiprosessien järjestys+5

A. klorofyllin viritys 1

B. glukoosisynteesi 5

B. elektronien kytkentä NADP +:n ja H + 3:n kanssa

D. hiilidioksidin kiinnitys 4

E. veden fotolyysi 2

KLO 6. Valitse useita oikeita vastauksia

Valitse fotosynteesin valovaiheessa tapahtuvat prosessit+3

A. veden fotolyysi B. hiilihydraattien synteesi

C. hiilidioksidin kiinnitys D. ATP-synteesi

E. hapen kehitys E. ATP-hydrolyysi

KLO 7. Valitse useita oikeita vastauksia +3

Fotosynteesin pimeässä vaiheessa, toisin kuin valossa,

A. veden fotolyysi

B. hiilidioksidin pelkistäminen glukoosiksi

B. ATP-molekyylien synteesi auringonvalon energian vaikutuksesta

D. vedyn liittäminen kantoaaltoon NADP +

E. ATP-molekyylien energian käyttäminen hiilihydraattien synteesiin

E. tärkkelysmolekyylien muodostuminen glukoosista

KLO 8. Valitse useita oikeita vastauksia -

Mitä prosesseja auringonvalon energia aiheuttaa lehdissä?

A. Molekyylihapen muodostuminen veden hajoamisen seurauksena

B. Pyruviinihapon hapetus hiilidioksidiksi ja vedeksi

B. ATP-molekyylien synteesi

D. Biopolymeerien hajoaminen monomeereiksi

D. Glukoosin hajoaminen pyruviinihapoksi

E. Atomivedyn muodostuminen, joka johtuu elektronin poistamisesta vesimolekyylistä klorofyllin vaikutuksesta

KLO 9. Valitse useita oikeita vastauksia.

Mitä tehtäviä lehti suorittaa kasviorganismissa? +3

A. Veden ja kivennäisaineiden imeytyminen

B. Orgaanisten aineiden synteesi mineraaleista

B. Kaasunvaihto ympäristön kanssa

D. Kasvien kasvu pituus ja paksuus

D. Kudosten ja elinten muodostuminen

E. Transpiraatio

Osa C

C1. (yksityiskohtainen vastaus)

Todista, että kasvien juurakko on muunneltu verso

Kasvien juurakko on muunneltu verso, koska sillä on satunnaiset juuret.

C2 (lyhyt vastaus)

Miksi kasvit puuttuvat metsäpoluilta tai ovat erittäin harvassa?

Koska polkuja pitkin liikkuvat ihmiset ja eläimet tallaavat kasveja.

C3 (lyhyt vastaus)

Mikä on juuren kärjen puristamisen tarkoitus, kun istutetaan kaalin taimia?

Kaalijuuren kärjet puristetaan kaalin satunnaisten juurien kasvun lisäämiseksi.

C4 (lyhyt vastaus)

Miksi maaperää on löysättävä kasveja kasvatettaessa?

Kasveja kasvatettaessa on tarpeen löysää maaperää, jotta juuret saavat hyvän kosteuden ja hapen.

C5 (pitkä vastaus)

Mikä rooli stomatalla on kasvien elämässä?

Stomatin avulla tapahtuu lehden kaasunvaihto ympäristön kanssa.

C6 (pitkä vastaus)

Lehtien putoaminen kasvien elämässä on erittäin tärkeää. Mikä se on?

Se johtuu kasvien sopeutumisesta ilmastonmuutokseen. Veden haihtuminen vähenee, klorofylli tuhoutuu. Poistetut lehdet mätänevät muodostaen lannoitetta puille.

C7 (pitkä vastaus) Vuosirenkaat näkyvät yleensä selvästi puumaisen kasvin rungon leikkauksessa. Mitä niistä voidaan päätellä?

Puurenkaiden avulla voidaan määrittää, kuinka monta kasvukautta puulla on ollut ja kuinka ilmasto on muuttunut olemassaolonsa aikana.

C8. (yksityiskohtainen vastaus) Mikä on fotosynteesiprosessin merkitys elämälle maapallolla?

Fotosynteesin seurauksena syntyy happea, joka on välttämätöntä ihmisten ja eläinten elämälle.

C9. (Lyhyt vastaus) Kasvien lehdissä fotosynteesiprosessi etenee intensiivisesti. Esiintyykö sitä kypsissä ja kypsymättömissä hedelmissä? Selitä vastaus.

C10. 1600-luvulla hollantilainen tiedemies Van Helmont suoritti kokeen. Hän istutti pienen pajun maa-altaaseen punnittuaan kasvin ja maaperän ja kasteli sitä vain useita vuosia. Viiden vuoden kuluttua tiedemies punnitti kasvin uudelleen. Sen paino kasvoi 63,7 kg, maaperän paino laski vain 0,06 kg. Selitä, mikä aiheutti kasvin massan kasvun, mitkä ulkoisen ympäristön aineet varmistivat tämän kasvun.

C11.(pitkä vastaus) Miksi maan kyntäminen parantaa viljelykasvien elinoloja?

C12. (lyhyt vastaus) Mitkä prosessit varmistavat veden ja mineraalien liikkumisen kasvin läpi? Selitä vastaus.

C13.(lyhyt vastaus) Kaalin taimia poimiessaan puutarhurit puristavat pääjuuren latvoja ja herukanpensaita lisätessään käyttävät varren pistokkaita, joihin kehittyvät satunnaiset juuret. Molemmat kukkivat kasvit kuuluvat kaksisirkkaisten luokkaan. Selitä, millainen juuristo tästä taimista kasvatetulla kaalilla on ja minkälainen herukka on kasvanut varren pistokkeesta.

Vastaukset

kysymys	vastaus	kysymys	vastaus	kysymys	vastaus	kysymys	vastaus	kysymys	vastaus
	B		G		B		B		B
	B		MUTTA		MUTTA		MUTTA
	G		G		MUTTA		G
	AT		G		B		AT
	B		B		G		G
	AT		G		MUTTA		B
	MUTTA		AT		B		MUTTA
	B		MUTTA		B		B
	G		AT		G		AT
	AT		MUTTA		G		B

Osittain

kysymys	vastaus
KOHDASSA 1	abd
IN 2	bvd
KLO 3	AGD
KLO 4	AAABAA
KLO 5	ADVGB
KLO 6	AGD
KLO 7	BDE
KLO 8	AVE
KLO 9	BWE

C1.. 1. juurakossa on solmuja, joissa on alkeellisia lehtiä ja silmuja;

2. juurakon yläosassa on apikaalinen silmu, joka määrää verson kasvun;

3. Satunnaiset juuret lähtevät juurakosta;

4. juurakon sisäinen anatominen rakenne on samanlainen kuin varren;

C2. Jatkuva tallotus johtaa maaperän tiivistymiseen (juurten vesi- ja ilmajärjestelmän rikkomiseen) ja kasvien sortoon

C3. Sivujuurien määrän lisääminen, mikä johtaa kasvien ravintoalueen kasvuun

C4. Parantaa juurten hengitystä ja vähentää veden haihtumista maaperästä.

C5. Stomata on kasvin orvaskeden erittäin erikoistunut muodostelma, joka koostuu kahdesta suojasolusta ja solujen välisestä tilasta (stomatal rap) niiden välillä. Hengitys ja kaasunvaihto tapahtuu stomatan kautta. Transpiraatio on veden haihtumista kasvista. Transpiraatio säätelee kasvin vesi- ja lämpötilajärjestelmää.

C6. 1. Säästää vettä ja ravinteita, joita tarvitaan talven yli

2. Suojaa kasvia mekaanisilta vaurioilta talvella

3. vapauttaa lehtiin kertyneistä aineenvaihdunnan lopputuotteista.

C7. 1. Kasvin arvioitu ikä

2. Kasvuolosuhteet eri elämänaikoina

3. Pääpisteiden sijainti

C8. 1. Vapaan hapen vapautuminen, joka on välttämätön kaikkien elävien organismien hengittämiselle

2. Kaikille eläville organismeille välttämättömien orgaanisten aineiden muodostuminen

3. Aurinkoenergian muuntaminen kemiallisten sidosten energiaksi, joka on kaikkien elävien organismien käytettävissä.

4. Otsonikerroksen luominen, joka suojaa UV-säteiden haitallisilta vaikutuksilta

C9. 1. Fotosynteesi tapahtuu epäkypsissä hedelmissä (kun ne ovat vihreitä), koska niissä on kloroplasteja

2. Kypsyessään kloroplastit muuttuvat kromoplasteiksi, joissa ei tapahdu fotosynteesiä

C10. 1. kasvien massa kasvaa fotosynteesin aikana muodostuneiden orgaanisten aineiden vuoksi

2. Fotosynteesi käyttää vettä ja hiilidioksidia ympäristöstä.

C11. 1. Edistää rikkakasvien tuhoamista ja heikentää kilpailua viljelykasveilla.

2. Edistää kasvien veden ja mineraalien saantia

3. Lisää hapen tarjontaa juurille

C12. 1. Juuresta lehtiin vesi ja siihen liuenneet mineraalisuolat liikkuvat verisuonten läpi haihdutuksen seurauksena, mikä johtaa imuvoimaan. 2. Kasvin ylöspäin suuntautuvaa virtaa edistää juuripaine, joka johtuu jatkuvasta veden virtauksesta juureen solujen ja ympäristön aineiden pitoisuuksien eroista johtuen.

C13. 1. Kaalin ja herukoiden (kaksisirkkaiset kasvit) juurijärjestelmän tyyppi on aluksi sauva.2. Kaalia poimittaessa pääjuuri lakkaa kasvamasta puristamisen jälkeen (koska jako- ja kasvuvyöhykkeet poistetaan) ja kehittyvät sivujuuret ja satunnaiset juuret. Herukan varren pistokkaita juurrutettaessa kehittyy satunnaisia ​​juuria. Siten juurijärjestelmästä tulee molemmissa tapauksissa samanlainen kuin kuitu (sivuttaisten ja satunnaisten juurien ensisijainen kehitys)

Artikkelin sisältö

HIILIPYÖRÄ, Hiilen kiertokulku on hiilen syklistä liikettä elävien olentojen maailman ja ilmakehän, merien, makeiden vesien, maaperän ja kivien epäorgaanisen maailman välillä. Tämä on yksi tärkeimmistä biogeokemiallisista sykleistä, sisältäen monia monimutkaisia ​​reaktioita, joiden aikana hiili siirtyy ilmasta ja vesiympäristöstä kasvien ja eläinten kudoksiin ja palaa sitten ilmakehään, veteen ja maaperään ja tulee jälleen käyttöön. organismien toimesta. Koska hiili on välttämätön minkä tahansa elämänmuodon ylläpitämiselle, kaikki puuttuminen tämän alkuaineen kiertokulkuun vaikuttaa maapallolla mahdollisesti olevien elävien organismien määrään ja monimuotoisuuteen.

Hiilen lähteet ja varannot.

Elävien organismien pääasiallinen hiilen lähde on maapallon ilmakehä, jossa tämä alkuaine on hiilidioksidin muodossa (hiilidioksidi, CO 2). Ilmakehän CO 2 -pitoisuus ei ilmeisesti muuttunut merkittävästi useiden miljoonien vuosien aikana, ja se oli noin. 0,03 painoprosenttia kuivaa ilmaa merenpinnalla. Vaikka hiilidioksidin osuus on pieni, sen absoluuttinen määrä on todella valtava - n. 750 miljardia tonnia Ilmakehässä tuulet kuljettavat hiilidioksidia sekä pysty- että vaakasuunnassa.

Hiilidioksidia on vedessä, jossa se liukenee helposti muodostaen heikkoa hiilihappoa H 2 CO 3 . Tämä happo reagoi kalsiumin ja muiden alkuaineiden kanssa muodostaen mineraaleja, joita kutsutaan karbonaatteiksi. Karbonaattikivet, kuten kalkkikivi, ovat tasapainossa niiden kanssa kosketuksissa olevan veden sisältämän hiilidioksidin kanssa. Samoin valtameriin ja makeisiin vesiin liuenneen CO 2:n määrä määräytyy sen pitoisuuden perusteella ilmakehässä. Liuenneiden ja sedimentoituneiden hiilipitoisten aineiden kokonaismääräksi arvioidaan noin 1,8 biljoonaa. t.

Hiili yhdistettynä vedyn ja muiden alkuaineiden kanssa on yksi kasvi- ja eläinsolujen pääkomponenteista. Esimerkiksi ihmiskehossa se on n. 18 % kehon painosta. Elävien organismien runsaus ja erittäin laaja levinneisyys ei mahdollista niiden kokonaishiilipitoisuuden tyydyttävää arviointia. On kuitenkin mahdollista arvioida suunnilleen kasvien sitoman ja kasvien, eläinten ja mikro-organismien hengityksen aikana vapautuvan hiilen kokonaismäärä. Vihreät kasvit imevät n. 220 miljardia tonnia hiilidioksidia. Lähes sama määrä tätä ainetta vapautuu epäorgaaniseen ympäristöön kaikkien elävien organismien hengityksen aikana sekä orgaanisten aineiden hajoamisen ja palamisen seurauksena.

Tietyissä olosuhteissa elävien organismien luomien aineiden hajoamista ja palamista ei tapahdu, mikä johtaa hiiltä sisältävien yhdisteiden kertymiseen. Joten esimerkiksi elävien puiden puu voidaan suojata luotettavasti mikrobien hajoamiselta ja tulelta 3–4 vuosituhannen ajan mikrobien ja tulen vaikutusta kestävällä kuorella. Suohon pudonnut puu kestää vielä pidempään. Molemmissa tapauksissa siihen sitoutunut hiili on ikään kuin jäänyt loukkuun ja poistuu kierrosta pitkäksi aikaa. Olosuhteissa, joissa orgaaninen aines on haudattu ja eristetty ilman vaikutuksesta, se hajoaa vain osittain ja sen sisältämä hiili säilyy. Jos nämä orgaaniset jäännökset joutuvat myöhemmin miljoonien vuosien aikana päällekkäisten sedimenttien aiheuttaman paineen ja maapallon lämmön aiheuttaman lämpenemisen alaisena, merkittävä osa niistä muuttuu fossiiliseksi polttoaineeksi, kuten kivihiileksi tai öljyksi. Fossiiliset polttoaineet muodostavat luonnollisen hiilivarannon. Huolimatta intensiivisestä poltosta, joka alkoi 1700-luvulla, noin 4,5 biljoonaa on edelleen käyttämättä. t.

Fotosynteesi.

Pääasiallinen tapa, jolla hiili siirtyy epäorgaanisesta maailmasta elävään maailmaan, on vihreiden kasvien toteuttama fotosynteesi. Tämä prosessi on reaktioketju, jonka aikana kasvit imevät hiilidioksidia ilmakehästä tai vedestä ja sitovat sen molekyylit erityisen aineen - CO 2 -akseptorin molekyyleihin. Muissa auringon (valo)energian kulutuksen yhteydessä tapahtuvissa reaktioissa vesimolekyylit halkeavat ja vapautuvat vetyionit ja sitoutunut CO 2 käytetään hiilipitoisten orgaanisten aineiden, mukaan lukien CO 2 -akseptorin, synteesissä.

Jokaista hiilidioksidimolekyyliä kohden, jonka kasvi absorboi syntetisoidakseen orgaanista ainetta, vapautuu happimolekyyli, joka muodostuu veden halkeamisen aikana. Oletetaan, että tällä tavalla muodostui kaikki ilmakehän vapaa happi. Jos fotosynteesiprosessi maapallolla yhtäkkiä pysähtyisi ja hiilen kierto häiriintyisi, saatavilla olevien laskelmien mukaan kaikki vapaa happi katoaisi ilmakehästä noin 2000 vuodessa.

Muut reaktiot.

Vihreä kasvi hyödyntää orgaanisessa aineessaan olevaa hiiltä monin eri tavoin. Se voi kerääntyä esimerkiksi soluihin varastoituun tärkkelyskoostumukseen tai selluloosaan, joka on kasvien päärakennemateriaali ja ravintoaine monille muille organismeille. Sekä tärkkelys että selluloosa pilkkoutuvat ravinnoksi vasta sen jälkeen, kun ne on hajotettu 6-hiilisokereihin (eli sokerit, jotka sisältävät kuusi hiiliatomia molekyyliä kohti). Toisin kuin tärkkelys, liukenematon suurimolekyylipainoinen yhdiste, 6-hiilisokerit ovat helposti liukenevia ja ne toimivat kasvin läpi liikkuessaan energian ja materiaalina solujen kasvuun ja uusiutumiseen sekä niiden korjaamiseen vaurioiden sattuessa. Taimet esimerkiksi pilkkovat siemeniin varastoitunutta tärkkelystä ja rasvaa yksinkertaisemmiksi orgaanisiksi aineiksi, joita käytetään soluhengitykseen (energian vapauttamiseen) ja kasvuun.

Eläimillä nautittu ruoka käy läpi samanlaisen ruoansulatusprosessin. Ennen kuin sen pääkomponentit voivat imeytyä, ne on muutettava: hiilihydraatit 6-hiilisokereiksi, rasvat glyseroliksi ja rasvahapoiksi, proteiinit aminohapoiksi. Nämä ruuansulatustuotteet toimivat eläimen hengityksen aikana vapauttamana energian lähteinä sekä organismin kasvun ja sen komponenttien uusiutumisen kannalta välttämättöminä rakennuspalikoina. Kuten kasvit, eläimet pystyvät muuttamaan ravinteita sellaiseen muotoon, joka on kätevä varastoida. Tärkkelyksen eläinanalogi on glykogeeni, joka muodostuu ylimääräisistä 6-hiilisokereista ja varastoituu energiavarastoon maksa- ja lihassoluihin. Ylimääräinen sokeri voi myös muuttua rasvahapoiksi ja glyseroliksi, jotka yhdessä samojen ruoasta saatavien aineiden kanssa syntetisoivat kudoksiin kertyviä rasvoja. Näin ollen synteesiprosessit tarjoavat runsaasti hiiltä sisältävien aineiden varastoinnin ja siihen liittyvän energian, mikä mahdollistaa kehon selviytymisen ruokapulan aikana.

Kasveista ja eläimistä tulee kuolemansa jälkeen ruokaa ns. hajottajat - eliöt, jotka hajottavat orgaanista ainetta. Useimpia hajottajia edustavat bakteerit ja sienet, joiden solut vapauttavat välittömään ympäristöönsä pieniä määriä ruuansulatusnestettä, joka hajottaa substraatin ja kuluttaa sitten tällaisen "sulatuksen" tuotteita. Hajottajalla on pääsääntöisesti rajoitettu määrä entsyymejä, ja sen vuoksi ne käyttävät vain muutaman tyyppisiä orgaanisia aineita ravinnoksi ja energialähteeksi. Perinteiset hiivat esimerkiksi prosessoivat vain 6- ja 12-hiiliset sokerit, jotka löytyvät ylikypsien hedelmien rikkoutuneista soluista tai niitä murskaamalla saadusta paksusta (lihamehusta). Riittävän pitkäkestoisella altistuksella erilaisille hajottajille kuitenkin tuhoutuvat lopulta kaikki kasvien tai eläinten hiiltä sisältävät aineet hiilidioksidiksi ja vedeksi, ja vapautuneen energian käyttävät hajoamista suorittavat organismit. Monet keinotekoisesti syntetisoidut orgaaniset yhdisteet ovat myös biologisen tuhoutumisen (biohajoamisen) kohteena - prosessi, jonka aikana hajottajat saavat energiaa ja tarvittavaa rakennusmateriaalia ja hiiltä vapautuu ilmakehään hiilidioksidin muodossa.

§ 20. Vihreiden kasvien hiilen assimilaatio

Eri kasvien kemiallinen koostumus ei ole sama, mutta keskimäärin voidaan olettaa, että hiilen osuus siinä on noin 45, hapen - 42, vedyn - 6,5, typen - 1,5% ja tuhkan osuus noin 5%. Siten tuhkaa lukuun ottamatta kasvin runko, mukaan lukien puu, koostuu pääasiassa neljästä kemiallisesta alkuaineesta: hiilestä, hapesta, vedystä ja typestä. Mistä nämä elementit tulevat? Kasvit saavat happea ja vetyä vedestä. Typen lähteestä keskustellaan myöhemmin. Mistä hiili, joka muodostaa lähes puolet sen kuivapainosta, tulee?

Vuonna 1771 englantilainen tiedemies D. Priestley teki kuuluisan kokeensa hiirellä ja vihreän kasvin oksalla. Hiiri kuoli lasikannen alle. Jos sen mukana laitettiin vihreän kasvin (mintun) oksa korkin alle, se pysyi hengissä. D. Priestley päätteli, että vihreät kasvit "korjaavat" eläinten hengityksen pilaamaa ilmaa. Tämän löydön vastalauseet ilmestyivät kuitenkin pian, koska muut tutkijat havaitsivat, että vihreät kasvit, kuten eläimet, eivät korjaa ilmaa, mutta tekevät siitä sopimattoman hengittämiseen ja polttamiseen. Syntyneen ristiriidan ratkaisi vuonna 1779 Jan Ingenguz, joka totesi, että vihreät kasvit todella puhdistavat ilmaa, mutta vain valossa, jossa vihreät kasvit puhdistavat ilmaa itseensä hiilidioksidia (tämä on niiden ilmavarasto) ja vapauttavat happea. Absorboituneen CO2:n ja vapautuneen O2:n määrät ovat yhtä suuret. Hiilidioksidin ohella kasvi käyttää myös vettä. Tätä prosessia kutsuttiin fotosynteesiksi (kreikan sanoista photos - valo ja synteesi - monimutkaisten kemiallisten yhdisteiden muodostuminen yksinkertaisista) tai hiilidioksidin assimilaatioksi. Fotosynteesin yleinen reaktio on:

6CO2 + 6H2 O → valo С6Н1206 + 602

Kuten näet, 6 molekyylistä hiilidioksidia ja 6 molekyyliä vettä, aurinkoenergian imeytymisen myötä, saadaan 1 molekyyli hiilihydraattia ja 6 molekyyliä vapaata happea vapautuu ilmakehään. Kuitenkin yllä olevassa reaktiossa on annettu vain prosessin alku ja loppu. Itse asiassa se on paljon vaikeampaa, sillä on monia välivaiheita, joiden tutkimus jatkuu tähän päivään asti. Tällä reaktiolla on mittaamaton merkitys, koska elämä maan päällä on mahdollista vain fotosynteesin kautta.

Kun kutakin sokerimolekyyliä luodaan, se osoittautuu purkitetun aurinkoenergiaksi, jonka vihreä lehti sieppaa. Yleisesti ottaen X. Reinboten laskelmien mukaan kasvit varastoivat vuosittain fotosynteesiprosessiin yhtä paljon energiaa hiilihydraattien muodossa kuin 100 000 suurta kaupunkia kuluttavat sitä 100 vuoden aikana.

Riisi. 53. Fotosynteesin määritys lasipullolla -: 1 - pullo; 2 - lämpömittari; 3 - korkki

Kaikki maapallon hiili-, turpe-, öljy- ja öljyliuskevarat ovat säilytettyä aurinkoenergiaa, joka on saatu maapallolla hyvin pitkään eläneiden kasvien fotosynteesin prosessissa. Suuri venäläinen tiedemies Zev huomautti, että vihreä kasvi on välilinkki eläimen (mukaan lukien ihminen) ja Auringon välillä, ja sen rooli on todellakin kosminen. Hän kirjoitti, että ruoka toimii voimanlähteenä kehossamme vain siksi, että se on vain purkitettua auringonvaloa.

Kuinka voidaan havaita ja vielä paremmin mitata puun tai ainakin osan siitä - erillisen oksan, lehden - fotosynteesiä? Hyvin usein otetaan huomioon kasvin ilmasta absorboima hiilidioksidin määrä, jossa hiilidioksidipitoisuus on vain 0,03 tilavuusprosenttia eli 3 osaa 10 tuhannesta ilmaosasta.

Lasipullo (menetelmää ehdotetaan ja; tilavuudeltaan noin 3 litraa laitetaan puun oksalle halkaistulla korkilla, joka sulkee ilmatiiviisti tuloaukon (kuva 53). Pullo jätetään 20 minuutiksi, ei enempää, muuten kaikki hiilidioksidi imeytyy siihen ja fotosynteesi pysähtyy. Sen jälkeen pullo poistetaan nopeasti haarasta ja kaadetaan tietty määrä emäksistä alkalia, yleensä ns. bariittivettä - Ba (OH) 2 siihen. pullosta peräisin oleva alkali titrataan, eli siihen lisätään tipoittain oksaalihappoa, kunnes hapon ja alkalipullon välillä syntyy kemiallinen tasapaino, jolloin tämä näyttää kolvissa olevan CO2:n kokonaismäärän pullon alussa. koe. Vähentämällä tästä arvosta ensimmäinen arvo, saat puun oksien absorboiman hiilidioksidin määrän. Määritä seuraavaksi lehtien pinta-ala n. kidutettu oksa. Fotosynteettinen intensiteetti ilmaistaan ​​milligrammoina CO2:ta, joka absorboituu 1 dm2:iin lehtien pinnasta 1 tunnin aikana (mg/dm2 h).

Havupuissa, erityisesti esimerkiksi kuusessa, on vaikea määrittää neulojen pinta-alaa, sitten ne ottavat neulojen painon (kuivana tai märkänä) ja ilmaisevat fotosynteesin milligrammoina CO2 / 1 g neuloja 1 tunnissa.

Tärkeimmät fotosynteesin elimet ovat lehdet (neulat). Fotosynteesi tapahtuu myös nuorissa, vielä vihreissä versoissa, jotka sisältävät kloroplasteja, mutta heikommin kuin lehdissä. Kuten jo todettiin, fotosynteesi tapahtuu vihreissä plastideissa - kloroplasteissa, joilla on erittäin monimutkainen rakenne. Kloroplastit sisältävät vihreän pigmentin klorofyllin, joka on suljettu erityisiin hiukkasiin - granaan, joka on upotettu kloroplastin värittömään pohjaan - stromaan, joka koostuu proteiineista. Kun vihreät lehdet upotetaan alkoholiin, bensiiniin tai eetteriin, klorofylli muuttuu helposti liuokseksi, joka muuttuu vihreäksi ja lehdet värjäytyvät. Kun klorofylli on siirtynyt lehdistä alkoholiin, se menettää kykynsä fotosynteesiin, mikä tapahtuu vain klorofyllin läheisessä vuorovaikutuksessa kloroplastin strooman proteiiniaineiden kanssa. Lisäksi fotosynteesi pysähtyy myös pienimmälläkin häiriöllä kloroplastin rakenteessa (esimerkiksi jos käännät kevyesti lasitankoa kasvin vihreän lehden päälle). Kaikki tämä osoittaa, kuinka monimutkainen kloroplasti on.

Klorofylli koostuu dikarboksyylihappoesteristä ja kahdesta alkoholista - metyylistä ja korkean molekyylipainon omaavasta tyydyttymättömästä fytosolialkoholista. Tätä vihreää pigmenttiä edustaa lehdissä kaksi lajiketta: klorofylli "a" (C55H72O5N4Mg) ja klorofylli "b" (C55H70O6N4Mg). Lisäksi kasvien lehdet sisältävät myös oranssia pigmenttikaroteenia (C40H56), jota on runsaasti myös porkkanoiden oranssinpunaisissa juurissa (jonka latinankielinen nimi on daucus carota ja antoi pigmentille nimen) ja keltainen pigmentti ksantofylli (C40H56O2).

Klorofyllillä on tärkeä rooli fotosynteesiprosessissa. Se imee auringonsäteet ja ohjaa niiden energiaa vähentämään hiilihydraatteja hiilihydraatiksi, ja klorofylli absorboi eri auringonsäteitä eri tavalla. Tämä näkyy selvästi, jos valonsäde johdetaan klorofyllin alkoholiliuoksen läpi ja sitten spektroskoopin lasiprisman läpi. Auringonvalo koostuu seitsemästä silmillemme näkyvästä säteestä (punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo ja violetti). Yleiskuvaa klorofyllin erilaisten säteiden absorptiosta kutsutaan sen spektriksi. Intensiivisimmin klorofylli absorboi osan punaisista säteistä, joiden aallonpituus on 650-680 nanometriä (nanometri on metrin miljardisosa) ja siniviolettia, jonka aallonpituus on noin 470 nanometriä. Vihreät säteet heijastuvat lähes kokonaan klorofyllistä, mikä antaa sille smaragdinvihreän värin.

Tietyt olosuhteet ovat välttämättömiä klorofyllin muodostumiselle. Yksi niistä on kevyt. Pimeässä kellarissa säilytetyt perunan mukulat muodostavat heikkoja, vaaleita, voimakkaasti pitkänomaisia ​​versoja. Tällaisia ​​kasveja kutsutaan etioloiduiksi. Valon vaikutuksesta ne muuttuvat nopeasti vihreiksi. Seuraava välttämätön edellytys klorofyllin muodostumiselle on rautasuolojen läsnäolo maaperässä. Emäksisellä maaperällä nämä suolat muuttuvat liukenemattomiksi ja kasvien juurten ulottumattomiksi. Vaikka niitä ei venytetä samanaikaisesti, ne näyttävät yhtä vaalealta kuin etiolaation yhteydessä. Tätä ilmiötä kutsutaan kloroosiksi. Tämän perusteella uskottiin pitkään, että rauta on osa klorofylliä. Kuten nyt tiedämme, näin ei ole, mutta rauta osallistuu aktiivisesti klorofyllin synteesiin katalyyttinä, vaikka sen määrä on mitätön. Joten jos naarmu tehdään kloroottisen kasvin vaaleaan lehteen kynnellä, se muuttuu välittömästi vihreäksi, kun taas muu lehti pysyy yhtä vaaleana kuin se oli. Myöhään kylmällä keväällä voit havaita keltaista, nuorta ruohoa, joka ei muutu vihreäksi pitkään aikaan. Klorofyllin muodostumista siinä viivästyy alhainen lämpötila.

Auringonvalo, joka putoaa klorofyllimolekyyliin, saattaa sen kiihtyneeseen tilaan, jolloin muodostuu adenositriumfosforihappoa (ATP) - universaalia energianlähdettä solussa. osoitti ensimmäistä kertaa, että fotosynteesi etenee voimakkaimmin klorofyllin aktiivisimmin absorboimissa säteissä, eli punaisissa ja sinivioleteissa.

Kasvin lehti on ulkoisen rakenteensa ja sisäisen rakenteensa puolesta erityisesti fotosynteesiin soveltuva elin. Se näyttää ohuelta levyltä, joka vangitsee hyvin valoa, koostuu massasta, jonka lävistää tiheä suoniverkosto. Iho irtoaa helposti lehden pinnasta, peittäen, kuten mainittiin, yhdellä solukerroksella ja jossa on rasvakalvo - kynsinauho. Tiheästi haarautunut suoniverkosto toimittaa hyvin lehden jokaista osaa vettä, joka tulee tänne maaperästä lehtilehteä, runkoa ja juuria pitkin. Suonet pitkin lehtiin muodostunut sokeri virtaa runkoon. Nämä kaksi vastavirtaa liikkuvat suonen eri osia pitkin (ksyleemi ja floemi) häiritsemättä toisiaan. Lehden kuori on täysin läpinäkyvä ja valo pääsee helposti sen läpi lehtiin.

Kuten jo todettiin, yksi fotosynteesin lopputuotteista on sokeri - glukoosi, toinen - happi. Päivän aikana kertynyt sokeri virtaa lehdestä yöllä. Päivän aikana tapahtuu myös ulosvirtausta, mutta heikompaa ja yleensä osa tuloksena olevaa sokeria, jotta se ei häiritse fotosynteesin jatkoprosessia, täällä, lehti, poistetaan reaktiosta, muuttuen tärkkelykseksi. Tämä on ensimmäinen näkyvä fotosynteesin tuote, joka havaitaan helposti lehdissä tärkkelyksen siniseksi muuttavan jodin vaikutuksesta.

Maaperässä oleva aikuinen puu oksaa lukuisine juurineen, ja se seuraa siihen liuenneita kosteutta ja ravinteita. Puun yläosa - lehtiä tai neuloja kantava kruunu ryntää kohti auringonvaloa. Puun lehdet on järjestetty ns. lehtimosaiikin muotoon. Tämä tarkoittaa, että jokainen lehti ei peitä viereistä tai suoraan sen alapuolella olevaa.

Vaikuttaa siltä, ​​että koska kasvit ovat niin innokkaita valoon, niiden pitäisi saavuttaa paras kehitysnsä maksimaalisella valaistuksella. Itse asiassa tämä ei ole niin, kaikki on paljon monimutkaisempaa. Fotosynteesiä ja yleistä kehitystä varten eri kasvit tarvitsevat eri määriä auringonvaloa. Tämä ero on erityisen suuri ruohokasveissa. Esimerkiksi tunnettu arorikkakasvi, punajuuri tai amarantti voi kasvaa vain täysin avoimissa paikoissa, ja pieninkin varjostus vaimentaa sen kehitystä huomattavasti. Tällaisia ​​​​kasveja kutsutaan valofiilisiksi. Samanaikaisesti lehtimetsissä usein esiintyvä dubrovnik ei siedä avoimia paikkoja ja saavuttaa parhaan kehityksensä merkittävällä varjostuksella, kun amarantti melkein kuolee valon puutteesta. Dubrovnikin kaltaisia ​​lajeja kutsutaan varjoa rakastaviksi. Tietenkin nämä kaksi kasvia edustavat kahta vastakohtaa suhteessa valoon. Niiden välissä on lajeja, jotka ovat väliasemassa ja kykenevät sietämään suuremman tai pienemmän varjostuksen. Tällaisia ​​​​kasveja kutsutaan varjoa sietäviksi.

Jos puhumme vain puumaisista kasveista, niiden joukossa ei ole äärimmäisiä varjoa rakastavia, kuten dubrovnik, ja ne voidaan jakaa kahteen luokkaan: valoa rakastava ja varjoa sietävä. On kuitenkin erittäin valoa rakastavia puita ja erittäin varjoa sietäviä puita, ja niiden välissä on välilajeja. Kaikki ne eroavat toisistaan ​​valon- tai varjostuskyvyn mitta (asteen) suhteen. Valon rakkauden asteen määrittämiseksi saksalainen tiedemies I. Wiesner toimi seuraavasti. Hän löysi varjosteisimman alueen, josta tämän tyyppisiä kasveja vielä löydettiin, mittasi keskipäivän valaistuksen ja vertasi sitä täysin avoimen paikan valaistukseen yhtenä kokonaisuutena. Saatiin murto-osa, joka osoittaa, kuinka suureen osaan tietty laji voi tyytyä auringon kokonaisvaloon: mitä pienempi osuus, sitä varjoa sietävämpi kasvi on ja päinvastoin. I. Wiesnerin mukaan yleisimmät puulajimme voivat esiintyä seuraavissa valaistusasteissa (osissa auringonvalosta):

Lehtikuusi..1/5

Koivu……….1/7

Mänty………1/9

Tammi…………..1/25

Kuusi……………1/28

Vaahtera………….1/55

Pyökki……………1/60

Puksipuu………..1/100

Tuloksena oleva sarja on asteikolla valoa rakastava puulajiryhmä, jonka alussa ovat valoa rakastavimmat, lopussa - varjoa sietävimmät. Tämä mittakaava voi olla täydellisempi, sisältäen suuremman määrän lajeja, mutta sen rakenteen periaate pysyy samana. Yllä olevassa mittakaavassa puksipuu osoittautui 20 kertaa enemmän varjoa sietäväksi kuin lehtikuusi ja lehtikuusi vastaavasti 20 kertaa enemmän valoa vaativammaksi kuin puksipuu. Mutta tämä ei ole vihreiden kasvien varjon sietokyvyn raja. Joten jopa 10 cm:n syvyydessä maaperässä elävät levät voivat olla tyytyväisiä 1/2500:aan maailmasta.

Valon voimakkuuden mittaamiseen I. Vizner käytti valokuvapaperia, jonka hän altisti valolle ja arvioi sen tummenemisnopeuden perusteella (sekuntikellolla katsottuna) tietyn paikan suhteellisen valaistuksen. Jos esimerkiksi avokadulla paperi tummui 1 minuutissa ja naapurimetsän latvoksen alla tämä vaati 2 minuuttia, niin latvan alta oli mahdollista ottaa valaistus puoleen avoimen alueen valaistuksesta. . Nyt valaistus mitataan tarkemmin erikoislaitteilla (luksusmittarit jne.).

Valoa rakastavat ja varjoa sietävät puut eroavat ulkonäöltään. Valoa rakastavilla lajeilla on terävä kruunu, niiden rungot puhdistetaan nopeasti alemmista oksista, jotka kuolevat kevyen nälän vuoksi. Sellainen on lehtikuusi, jonka kruunu on joka puolelta niin valoa läpäisevä, että se yltää jokaiseen neulaan. Valkorunkoinen koivu näyttää säteilevän itse valoa heijastaen sitä runkonsa ja oksiensa läpi. Sen kruunu on myös harvinainen, ja valo tunkeutuu kaikkiin lehtiin. Lehtikuusi- ja koivumetsien latvoksen alla valoa riittää vielä tiheän ruohoisen maanpeitteen muodostamiseksi.

Varjoa sietävillä roduilla on tiheät pyramidikruunut, joiden alaoksat laskeutuvat melkein maan pintaan. Usein tällaisissa istutuksissa ei ole juuri lainkaan ruohoa. Tällaisten lajien metsän katoksen alla hallitsee hämärä. Näitä ovat kuusi-, kuusi- ja pyökkimetsät.

Valon voimakkuus ei ole sama edes saman puun eri osissa. Kruunun ulkopuolella on enemmän valoa kuin sisäpuolella. Siksi kruunun ulkopuolella ja sisällä olevat lehdet eroavat merkittävästi anatomisesta rakenteesta. Ensimmäisessä tapauksessa kehittyy niin sanottu vaalea lehtityyppi, toisessa varjotyyppi. Suurin ero näiden lehtien välillä on, että vaalealla lehdellä on kehittyneempi pylväsmainen kudos, joka on paremmin sopeutunut suoran auringonvalon käyttöön. Se sijaitsee 2, joskus jopa 3 kerroksessa. Pylväsmäisen kudoksen varjoarkissa on vain 1 rivi (usein se puuttuu), mutta sienimäinen kudos on paljon tehokkaampi (katso kuva 47), joka vangitsee täydellisemmin kruunun sisällä hallitsevan sironneen valon. Tätä helpottaa myös suuri määrä klorofylliä ja suurempia kloroplasteja varjoa sietävien lajien (pyökki, marjakuusi) lehdissä valoa rakastaviin (lehtikuusi, heinäsirkka) verrattuna.

Miten fotosynteesi etenee valoa rakastavilla ja varjoa sietävillä roduilla vaihtelevissa valaistusasteissa? Tämä on erittäin. näkyy selvästi (katso taulukko). Taulukon tiedoista näkyy, että lehtipuulajeissa fotosynteesi on voimakkaampaa kuin havupuilla kaikilla valaistusasteilla, vaikka lehtikuusi assimiloituu havupuista lähes samalla tavalla kuin lehtipuista ja lehtitammeista yhtä heikosti havupuisina. Lehtipuiden korkeampi fotosynteesi liittyy litteän lehden rakenteeseen, joka on paremmin sopeutunut assimilaatioon (tasainen levy, joka vangitsee paremmin valoa, hyvin kehittynyt pylväskudos jne.). Havupuista kuusi assimiloituu voimakkaimmin, kuuselle on ominaista heikko fotosynteesi millä tahansa valovoimakkuudella. Lehtipuista lehmuksella on suurin fotosynteesi ja tammella vähiten. Taulukosta käy myös ilmi, että varjoa sietävät rodut eroavat eniten valoa vaativista roduista heikossa valossa, jolloin ensimmäiset assimiloituvat voimakkaammin. Kun valo lisääntyy edelleen (jopa 30 %), erot valoa rakastavien ja varjoa sietävien rotujen fotosynteesissä pienenevät. Lopuksi täydellistä auringonvaloa lähestyttäessä valoa rakastavien lajien (erityisesti havupuiden) fotosynteesi tulee korkeammaksi kuin varjoa sietävillä.

Valaistusasteen vaikutus fotosynteesin intensiteettiin (mgCO9 per 1 g lehden tai neulan tuorepainoa 1 tunnin ajan)

rotuja	valaistus, % täydestä auringosta
Havupuu valoa rakastava:
mänty	0,08		3,3-
lehtikuusi	0,06
Havupuun varjoa sietävä:
kuusi	0,06
kuusi	0,13
Lehtipuun valoa rakastava:
tammi-	0,12
paju	0,03
Koivu	0,18
Lehtipuun varjoa sietävä:
vaahtera	0,54
Lehmus	0,69

merkintä: Miinusmerkki kuvan edessä tarkoittaa, että tässä tapauksessa ei havaittu imeytymistä, vaan CO2:n vapautumista hengityksen seurauksena.

Havupuiden heikompaa fotosynteesiä kompensoi niiden pidempi assimilaatiojakso (ei putoavat neulaset) noin 3 kuukauden ajan, joten havupuiden ja lehtipuiden kokonaistuotto on suunnilleen sama.

Tutustuttuamme lyhyesti valon vaikutukseen fotosynteesiin, katsokaamme nyt, kuinka tämä prosessi liittyy ilmakehän hiilidioksidipitoisuuteen - puun rungon rakentamisen pääasialliseen "raaka-aineeseen". Tiedetään, että ilma sisältää vain 0,03 % hiilidioksidia eli 3 osaa 10 tuhatta ilmaosaa kohden. Evoluutioprosessissa kasvit ovat sopeutuneet omaksumaan hiilidioksidia jopa sellaisen pitoisuuden ollessa ilmassa. Puun lehti on erittäin tehokas elin myös hiilidioksidin imemisessä. Hiilidioksidi pääsee lehtiin stomatan kautta. Vaikka kaikkien suuhalkojen pinta-ala on vain 1 % lehtien pinta-alasta, hiilidioksidi ryntää niihin erittäin suurella nopeudella.

Kaikesta tästä huolimatta ilman CO2-pitoisuuden nousu 10-kertaiseksi (0,03:sta 0,3 prosenttiin) tehostaa männyn neulasten fotosynteesiä. Tätä ominaisuutta käytetään kasvatettaessa kasveja kasvihuoneissa, kasvihuoneissa sekä avoimessa maassa. Hiilidioksidia voidaan toimittaa putkia pitkin läheisistä teollisuuslaitoksista, jotka päästävät sitä valtavia määriä ilmaan. Tässä tapauksessa on ensin puhdistettava teollinen hiilidioksidi sen sisältämistä haitallisista epäpuhtauksista (rikkikaasu jne.). Kasvien onnistunut kasvu kasvihuoneissa ei riipu vain lämpötilan noususta, vaan myös lannan vapautuvan hiilidioksidin runsaasta määrästä. On muistettava, että liian korkea CO2-pitoisuus (1-2% ja enemmän) on haitallista paitsi ihmisille myös kasveille. On myös pidettävä mielessä, että hiilidioksidiruokinnan maksimaalinen vaikutus voidaan saavuttaa vain riittävällä valaistuksella. Tämä on erityisen tärkeää ottaa huomioon kasvihuoneissa ja kasvihuoneissa, joissa ei usein ole tarpeeksi valoa.

Metsässä maaperä päästää jatkuvasti hiilidioksidia erilaisten mikro-organismien aiheuttaman orgaanisen aineen hajoamisen yhteydessä (maaperän hengitys). Tämän seurauksena hiilidioksidipitoisuus ilman alemmissa kerroksissa voi olla tavallista korkeampi (jopa 0,08 %), mikä auttaa varjoa sietäviä kasveja selviytymään tällaisissa olosuhteissa ja kompensoi jossain määrin niiden kokemaa akuuttia valon puutetta. Korkeammissa ilmakerroksissa (vyöhykkeen latvuissa) CO2 vähenee kesäpäivinä (jopa 0,02 % tai vähemmän) johtuen sen intensiivisestä absorptiosta fotosynteesin aikana. Yöllä tämä lasku täydentyy uudelleen, koska fotosynteesi pysähtyy , ja tapahtuu vain maaperän ja puiden hengitys, johon liittyy hiilidioksidin vapautuminen ilmaan.

Fotosynteesin päivittäinen kulku voidaan ilmaista käyränä. Auringonnoususta alkaen fotosynteesi saavuttaa maksiminsa yleensä aamulla tai puolenpäivän aikoihin, keskipäivällä se putoaa lehden ylikuumenemisen ja tärkkelyksen täyttämisen vuoksi. Nuorissa puissa (napavaiheessa) fotosynteesi on voimakkainta. Tämä ajanjakso on yleensä sama kuin puun paras kasvu. Ikääntyvässä puussa fotosynteesi ja sen mukana orgaanisen massan kasvu (kasvu) vähenevät vähitellen.

Miten fotosynteesi liittyy orgaanisen aineen kertymiseen (kasvuun) ja siten satoon? Koska fotosynteesi on ainoa prosessi, joka tuottaa orgaanista ainetta (yli 90 % puun kuivapainosta), näyttäisi siltä, ​​että kasvun ja sadon pitäisi olla suoraan riippuvaisia ​​fotosynteesistä. Itse asiassa kaikki on monimutkaisempaa. Ensinnäkin puussa, samanaikaisesti fotosynteesin kanssa, tapahtuu päinvastainen prosessi - hengitys, joka koostuu orgaanisen aineen kuluttamisesta. Siksi yksinkertaisimmassa tapauksessa kasvu ja sato ovat ero fotosynteesin ja hengityksen välillä. Lisäksi orgaanisen aineen kasvu itse puussa on jaettu pääasialliseen - puun arvokkaimman osan, rungon kasvuun ja muiden osien (lehdet, neulat, oksat, silmut, kukat, hedelmät jne.), joiden luomiseen käytetään orgaanista ainetta, mutta ne eivät sisälly metsäpuun taloudellisesti arvokkaaseen osaan,

Fotosynteesin intensiteetti luonnollisissa olosuhteissa vaihtelee vähän. Se on suurin kasveissa äärimmäisissä olosuhteissa (autiomaassa, vuoristossa jne.). Siksi puun kasvu ja tuotto eivät johdu fotosynteesin intensiteetistä, vaan sen työalueesta. Ensi silmäyksellä tätä arvoa tulisi pitää kaikkien puun lehtien (tai neulojen) pintana. Itse asiassa monet lehdet (alemmat, jotka sijaitsevat kruunun syvyyksissä lähempänä runkoa) eivät vain tuota voittoa, vaan ovat usein itse orgaanisten aineiden kuluttajia, koska niiden assimilaatio ei edes kata niiden kustannuksia. omaa hengitystä. Tämän seurauksena fotosynteesin työpinta puussa on yleensä pienempi kuin lehtien pinta.

Myös fotosynteesin todellinen työskentelyaika osoittautuu mahdollisuutta pienemmäksi, mikä joskus otetaan koko päivänvalotunniksi. Päivän aikana lehti ei aina toimi orgaanisen aineen kertymisen kanssa. Kuumina kesäpäivinä, varsinkin keskipäivällä, lehdet alkavat usein vapauttaa hiilidioksidia imeytymisen sijaan (kuten tapahtuu valon puutteessa). Kokonaistyöajasta on myös vähennettävä sadeaika, ja tähän tulee myös huomioida koko ajanjakso, jonka ilman lämpötila on alle -6 °C.

Puun hengitys muodostuu hengityksen keskimääräisestä intensiteetistä, hengittävien osien massasta ja hengityksen ajasta. On huomattava, että hengittävien osien massa ja hengitysaika ovat monta kertaa suurempia kuin vastaavat fotosynteesin arvot. Loppujen lopuksi fotosynteesi tapahtuu vain päivän aikana ja vain lehdissä tai neuloissa, eikä, kuten olemme nähneet, kaikissa. Hengitys tapahtuu jatkuvasti kaikissa puun osan elävissä soluissa: lehdet, neulat, oksat, runko ja juuret.

Tästä käy ilmi, että orgaanisen aineen kerääntymiseksi puuhun fotosynteesin on ylitettävä hengitys useita kertoja. Hengityskustannusten arvo on merkittävä ja määrä. 20-30 ja jopa 50 % fotosynteesin tuottamasta orgaanisen aineksen kokonaismäärästä.

Tämän perusteella jotkut tutkijat uskovat, että puun orgaanisen aineen kasvua ja satoa on helpompi lisätä hengitystä rajoittavilla toimenpiteillä kuin fotosynteesiä stimuloivilla toimenpiteillä. Valitettavasti ei ole vielä olemassa toimenpiteitä, jotka voisivat rajoittaa hengitystä ainakaan metsässä. Kasvihuoneissa ja kasvihuoneissa, kun kasveja ruokitaan hiilidioksidilla, fotosynteesin intensiteetti ei vain kasva, vaan samalla hengitys vähenee, koska hiilidioksidi, joka on hengityksen tuote, viivyttää tätä prosessia.