ご存知のとおり、植物は他の生物と同様に継続的に呼吸しています。 この目的のために必要なのは酸素だけです。 単細胞植物も多細胞植物も酸素を必要とします。 それは植物の組織、細胞、器官の重要な機能のプロセスに関与しています。
ほとんどの植物は、気孔とレンズ豆を通して空気から酸素を吸収します。 水生植物から入手してください 水生環境全身。 特定の種湿地で育つ植物は、空気から酸素を受け取る特別な呼吸根を持っています。
呼吸がとても 難しいプロセス、有機物質の分解中に体の重要な機能のプロセスに必要なエネルギーが放出される過程で、生物の細胞内で発生します。 呼吸プロセスに関与する主な有機物質は炭水化物です。 植物の呼吸数は、光の中で新芽が蓄積する炭水化物の量によって決まります。
簡単に言うと、呼吸は、酸素、有機栄養物質の無機栄養物質 (水と二酸化炭素) への分解、および植物が生命機能に使用するエネルギーの放出を伴うプロセスです。
呼吸は光合成の逆のプロセスです。 呼吸プロセスは、昼夜を問わず継続的に酸素を吸収することに密接に関係しています。 呼吸プロセスは、植物の若い器官や組織で特に激しく行われます。 呼吸数は、植物の成長と発達の必要性によって事前に決定されます。 酸素の大部分は細胞の分裂と発達の領域で発生します。 植物の形成と損傷、特に器官の破壊は急速な呼吸を伴います。 成長の終了後、葉が黄色くなり、特に 冬期間、呼吸数は大幅に減少しますが、停止することはありません。 呼吸は植物の生命と発育にとって不可欠な条件です。
植物が生きるためには、肥料や呼吸を通じて、エネルギーだけでなく必要な物質も受け取る必要があります。 吸収された物質は、組織や細胞内で変化する過程で、植物の体を作る物質となります。 植物の体内で起こる物質の変化には必ずエネルギーの消費が伴います。 緑の植物、光エネルギーを吸収し、それを化学エネルギーに変換し、複雑な有機化合物に蓄積します。 呼吸プロセスでは、有機物質の分解中にこのエネルギーが放出され、植物が物質の変換や細胞内で発生する重要なプロセスに使用されます。
呼吸と光合成は何度も連続して行われます。 化学的影響、ある物質が他の物質に変換される。 たとえば、光合成の過程で水と二酸化炭素からグルコースが形成され、しばらくするとデンプン、繊維、脂肪、ビタミンに変換されます。 これらは植物がエネルギーを供給し、蓄積するために必要な物質です。
呼吸プロセス全体は植物細胞内で行われます。 これには 2 つの段階が含まれており、この段階で複雑な有機物質が単純な無機物質、つまり水と二酸化炭素に分解されます。 最初の段階では、プロセスを加速するタンパク質の助けを借りて、グルコース分子が分解されます。 その結果、グルコースから単純な有機化合物が形成され、少量のエネルギーが放出されます。 このステージ呼吸プロセスは細胞質で行われます。 第 2 段階では、第 1 段階で形成された単純な有機物質が酸素と反応して酸化され、水と二酸化炭素が形成されます。 これにより多くのエネルギーが生成されます。 呼吸プロセスの第 2 段階は、ミトコンドリア内の酸素の相互作用によってのみ発生します。
したがって、呼吸プロセスでは、より複雑な有機物質がより単純な無機化合物、つまり水と二酸化炭素に分解されます。 同時に植物にエネルギーが供給されます。 ある化合物から別の化合物へ、さまざまな化学成分が同期的に移動します。 このような植物体内の物質の変化を代謝といいます。 代謝は生命活動の重要な兆候の 1 つです。 これは、植物の成長と発育、繁殖、および植物との継続的な接触を確実にする、植物体内で起こる一連のさまざまな化学変化です。 環境.
代謝は体のすべての器官を単一の全体に統合します。 同時に、この新陳代謝のおかげで、体は環境とつながっています。 植物はそこから必要な物質を根や葉から吸収し、その後代謝産物を環境中に生成します。 呼吸プロセス、栄養と同様に、代謝の主な条件であり、結果として植物の寿命となります。
1) 植物は私たちと同じように呼吸します。 植物のすべての器官では、光合成中に得られるグルコースの一部が酸素によって酸化されます。 これにより、生命に必要なエネルギーと二酸化炭素が生成されます。
2) 寝室にたくさんの植物を置いてはいけないのはなぜですか? 暗闇では光合成が起こらないため、寝室の植物は夜間に酸素を生成しません。 したがって、植物は夜には餌を食べません。 そして植物は昼も夜も常に呼吸しています。 私たちと同じように、植物も呼吸する際に酸素を吸収し、二酸化炭素を放出するため、寝ている人は息苦しく感じます。
3) 水をやりすぎるとなぜ植物は枯れてしまうのですか? 土が水で満たされてしまうと空気がなくなり、植物の根は呼吸できなくなり、死んでしまいます（窒息してしまいます）。
テスト
1. 植物の栄養と呼吸を私たちのものと比較する
A) 植物は私たちと同じように食べて呼吸します
B) 植物は私たちと同じものを食べますが、呼吸の仕方が異なります
C) 植物は私たちとは異なる方法で食事をし、私たちと同じように呼吸します
D) 植物の食事と呼吸は異なります
2. グルコースの酸化は植物のどこで起こりますか?
B) 根の部分
B) すべての臓器において
D) グルコースの酸化は植物のどこでも起こらない
3. 二酸化炭素は植物のどこで生成されますか?
A) 光に照らされた緑の葉の中
B) 根の部分
B) すべての臓器において
D) 二酸化炭素は植物のどこにも生成されません
4. 植物の呼吸と光合成はいつ行われますか?
A) 呼吸と光合成は常に行われています
B) 呼吸は日中のみであり、光合成は一定である
C) 光合成は日中のみ行われるが、呼吸は一定である
D) 光合成は日中のみ、呼吸は夜間のみ
5. 植物の呼吸と光合成はどこで行われますか?
A) 呼吸と光合成は植物のすべての器官で行われます
B) 呼吸と光合成は葉のみで行われる
C) 光合成は葉のみで呼吸はすべての器官で行われる
D) 光合成は葉のみ、呼吸は根のみ
6. 植物の葉に発生
A) 光合成
B) 光合成と呼吸
7. 植物の根に発生します
A) 光合成
B) 光合成と呼吸
B) 光合成、呼吸、無機塩の吸収
D) 無機塩の呼吸と吸収
8. 植物のすべての器官に存在する
A) 光合成
B) 光合成と呼吸
B) 無機塩の呼吸と吸収
D) 呼吸
呼吸中に体内で起こる生化学反応も植物と動物で同じです。 しかし、呼吸とは何でしょうか?なぜ酸素が必要なのでしょうか? 食べ物から摂取した有機物を酸化するのに必要です。 食品が酸化すると、有機分子に蓄えられたエネルギーが放出されます。 つまり、エネルギーを得るには呼吸が必要なのです。 もちろん、植物には口も肺もなく、人間とは異なる呼吸方法を持っています。 しかし、原理は同じです。植物は呼吸し、エネルギーを得るために酸素を生成します。
古代、地球の大気には酸素は存在しませんでしたが、二酸化炭素ははるかに多かったです。 植物は二酸化炭素を吸収し、太陽からエネルギーを取り出し、そこから必要な物質を形成する能力を発達させてきました。 そして彼らは酸素を大気中に放出し、「呼吸する世界」全体に生命を与えました。 さて、経験ではすべてがどのように起こるのでしょうか？
科学者が実施した 興味深い経験。 彼らは最初、屋外でキャベツとビートを栽培しました。 次に、半分の植物を、酸素が 2.5% しかない部屋に置きました。 バッチの残りの半分である対照植物は、酸素 21% の空気中に放置されました。 どちらの植物も24時間ライトアップされていました。 植物は酸素がなければ枯れてしまうのではないかと思われるかもしれませんが、そうではありません。 6日後、彼らの体重は対照の2倍になりました。
しかし、どうしてこんなことがあり得るのでしょうか？ 植物は酸素なしで呼吸しますか?.植物はエネルギーを非常に効率的に使用する方法を知っているだけです 日光。 そして、光が闇に変わると、植物はあるエネルギー源から別のエネルギー源に切り替わります。 明るいところでは光エネルギーを利用して有機物質を合成し、暗闇では呼吸をして、光の中で生成した物質を酸化することでエネルギーを得る。 この呼吸を暗呼吸といいます。 この切り替えにより、植物は太陽光を利用できるため、内部埋蔵量を節約できます。 外部ソースエネルギー。
しかし、植物も光を吸い込みます。 しかし、これは彼らに害をもたらすだけです。 酸素を吸収すると、主な餌である二酸化炭素を放出します。 したがって、それらはよりゆっくりと成長し始めます。 確かに、光呼吸を持たない植物はまだ存在します。 これらはトウモロコシとサトウキビです。 彼らがいかに早くそして強力に成長するかが知られています。
軽い呼吸の原因については仮説しかありません。 科学者たちは、光呼吸は原始的な光合成生物と非光合成呼吸生物の共生に由来すると示唆しています。 共生とは、双方にとって有益な相互影響です。 水中に生息する小さな光合成生物は、環境から二酸化炭素を吸収し、酸素を放出しました。 逆に、酸素を吸収して二酸化炭素を放出する呼吸する生物が環境中に存在しなければ、生活条件は光合成生物にとってすぐに耐えられなくなるでしょう。 したがって、非光合成に何らかの形で役立つものだけが生き残った。 有用な方法の 1 つは、非光合成生物が餌とする可能性のあるいくつかの物質を単離することです。 この物質は、光合成中に生成される物質の 1 つであるグリコール酸である可能性があります。 それはいくつかの現代の藻類によっても生成されます。 したがって、光合成生物は非光合成生物にグリコール酸を「供給」し、環境から酸素を吸収してグリコール酸を酸化させました。 グリコール酸は、植物内で光呼吸中にいくつかの生化学的変化を経て酸化されて二酸化炭素を形成する物質です。 これは、環境中の酸素が多ければ多いほど、より多くのグリコール酸が形成され、より強力な光呼吸が起こり、光合成中に吸収された二酸化炭素がより多く環境に放出されることを意味します。
おそらく同じように、植物も二酸化炭素の濃度に応じて光呼吸を調節する能力を発達させたのでしょう。 呼吸する生物は、光合成にとって望ましくない酸素を環境から吸収するだけでなく、環境に必要な二酸化炭素を豊富に加えました。
人間と動物の体内で起こる生化学反応は同じであることが確立されています。 植物は呼吸していますか？ この質問に関する多くの実験では 科学者が与えた肯定的な反応。
有機物の酸化には酸素が必要です。 この場合、分子に含まれているエネルギーが放出されます。 しかし、人間には口、肺、鼻があり、そこから酸素が体内に入るとしたら、植物はどのように呼吸するのでしょうか? 詳細については、この記事で後ほど説明します。
一般情報
古代には酸素が不足していました。 ただし、かなりたくさんありました。 進化の過程で、植物はそれを吸収する能力を発達させてきました。 その結果、太陽光のエネルギーが酸素に変換されて大気中に放出され、他の生物に生命を与えました。 植物がどのように呼吸するかを解明した最初の実験の 1 つは、ビートとキャベツを使った実験でした。 当初は作物が栽培されていましたが、 屋外。 次に、それらの半分を、酸素含有量が約 2.5% であるチャンバーに置きました。 残りの部分は空気中に残り、その中にO 2 が存在していました。
21%。 どちらの照明も24時間提供されていました。 チャンバー内に置かれた植物は酸素がなければ枯れると考えられていました。 しかし、6日後、彼らの体重は空中に残った人々の体重よりも大幅に増加しました。 植物は酸素なしでどうやって呼吸するのでしょうか？ これについては後で詳しく説明します。
植物は光の中で、そして暗闇の中でどのように呼吸するのでしょうか？
事実は、植物相の代表者は太陽エネルギーを非常に効率的に使用できるということです。 暗闇が訪れると、ある情報源から別の情報源への一種の「切り替え」が起こります。 植物は光の中で、そして暗闇の中でどのように呼吸するのでしょうか？ 入学時 太陽光エネルギー有機物質が合成されます。 暗闇が始まると、化合物の酸化プロセスが発生します。 後者の場合は「暗い」呼吸について、前者の場合は「明るい」呼吸について話します。 このような切り替えを行う機能により、内部エネルギーの蓄えを節約できます。 しかし、植物相の代表者も光を吸い込みますが、このプロセスは彼らに利益をもたらしません。 二酸化炭素を吸収します。 それは彼らの主食です。 その結果、成長は若干鈍化しています。 ただし、光が発育を妨げない植物相の代表者もいます。 たとえば、トウモロコシには光呼吸がありません。
光呼吸が開発された理由
科学者たちが示唆しているように、その始まりは光合成をする原始生物と非光合成をする生物の共生でした。 共生はプロセスへの相互参加として理解されており、これは双方にとって有益です。 水中に生息する小さな光合成生物は、環境から二酸化炭素を吸収し、酸素を放出しました。 もし、環境中に呼吸や酸素を吸収する生物が存在しなければ、光合成にとって耐え難い条件が生み出されたであろう。 しかし進化の過程で、光合成以外にも何らかの形で有用な有機世界の代表的なものも生き残った。
光合成中に生成される化合物の 1 つがグリコール酸です。 この物質は現代の藻類からも放出されます。 その結果、非光合成生物は光合成生物からグリコール酸を受け取りました。 これは、今度は、化合物の酸化のための酸素消費量の増加に寄与しました。
結論
グリコール酸は、いくつかの生化学反応の過程で酸化されて二酸化炭素を生成する物質と同じです。
したがって、空気中の酸素が多ければ多いほど、より多くのグリコール酸が生成されると結論付けることができます。 これにより、光の呼吸がさらに強くなります。 その結果、環境中に放出されてしまうのです 大量二酸化炭素。 科学者らは、同様の原理に従って、植物は空気中の二酸化炭素のレベルに応じて光呼吸を調節する能力を発達させたと示唆しています。 生物は、光合成に有害な酸素を環境から吸収するだけでなく、必要な二酸化炭素も放出します。
実験
植物がどのように呼吸するかを実際に見ることができます。 6 年生の生物学のカリキュラムでは、この問題が詳しく取り上げられています。 プロセスを観察するには、シートを取ることができます 室内の花。 さらに、虫眼鏡、水を入れた透明な容器、 カクテルストロー。 植物が呼吸していることを証明した経験により、そのプロセスを理解できるだけでなく、酸素中のサンプルについても理解できるようになります。 シートのカット部分に小さな穴が見られます。 サンプルの一部を水に浸し、泡を出します。 植物がどのように呼吸しているかを確認する別の方法があります。 これを行うには、ボトルを用意し、そこに水を注ぎ、約2〜3センチメートルを空けます。 長い茎についた葉を先端が液に浸かるように差し込みます。 ボトルの口は（コルクの代わりに）粘土でしっかりと覆われています。 ストローを差し込む穴が開いており、水に触れないようにストローを差し込みます。 ストローを使ってボトル内の空気を抜きます。 水に浸した茎から泡が出始めます。
特定の生活条件に適したまったく異なるシステムが原因で発生する可能性があります。 これらは、気孔やレンズ豆であり、周囲の空気から酸素を直接受け取って同化し、すべての器官と環境の間のガス交換に役立つ特別な器官です。 植物はまた、根を通して呼吸し、湿地で重要なガスを吸収します。 熱帯種と同様に、大きな葉の植物では、ガス吸収のプロセスには、すべての部分の生きている表面全体、および水中で生育する植物が一度に関与します。
呼吸プロセス
呼吸自体の過程で、大気中に放出される二酸化炭素と植物自体によって蓄積される普通の水という2つの主要な物質が形成されることが知られています。 有機成分がより単純なものに分解されるこのような反応に伴うすべてのエネルギーは、植物の正常なレベルの生命活動の形成と維持、枝、根、果実のさらなる成長と活発な発達に向けられます。
呼吸を光合成の複雑なプロセスと混同しないでください。 これらの現象は全く逆です。 最初の反応が植物の既存のすべての要素による酸素の直接吸収とエネルギーと二酸化炭素の積極的な放出によって起こる場合、2番目の反応は逆に、太陽、ガス、水のエネルギーを使用して特別なエネルギーを生成します。 複雑な物質砂糖や酸素ガスなど。
呼吸過程の特徴
土壌中で植物は根を通して呼吸し、ガスではなく二酸化炭素を放出します。 興味深いのは、 球根植物根を持つ植物よりも酸素吸収のプロセスがより活発に行われますが、これは、たとえば装飾的な屋内の球根植物が部屋内のすべての酸素を吸収することを意味するものではありません。 呼吸するだけでなく「吐く」こともあります。
もちろん、生きている植物の呼吸の強さは、呼吸に匹敵するものではなく、年齢と現在のニーズに直接依存します。 そのため、特に若い人は、すべての細胞が急速に成長し、 さらなる教育もちろん、花は、一種の冬眠に入る準備をしている色あせて黄色くなった植物よりも多くの酸素を必要とし、すべての生物学的プロセスを遅らせます。 花の呼吸は同じ植物の葉の呼吸よりもはるかに激しく、通常の茎や果実と比較してこのプロセスがより活発であることに注意することが重要です。
呼吸は一般的な気温のレベルに直接依存し、体温計の上昇とともに増加することが実験的に証明されています。 光はまた、酸素吸収システムに積極的に関与する化合物である炭水化物のレベルを高めるのにも役立ちます。 高等植物は、有機化合物の分解反応を利用して、生物の内部潜在能力全体を利用して起こる、無酸素の嫌気性プロセスという特別な能力を備えています。
