Дыхание растений

Зачем нужно дыхание

Сахар, полученный при фотосинтезе, это запас вещества и энергии, но взять энергию оттуда напрямую нельзя.

При дыхании органические вещества соединяются с кислородом и распадаются. Освобождается энергия, а также вода и углекислый газ.

Эта энергия идёт на всё: на рост, на деление клеток, на всасывание веществ корнем, на движение цитоплазмы, на раскрывание цветка.

Идёт дыхание в митохондриях, и они есть в каждой живой клетке растения, включая корень, где света не бывает никогда.

Отличие от фотосинтеза

Эти два процесса противоположны по направлению, и путать их нельзя.

Фотосинтез создаёт органические вещества и запасает энергию, дыхание разрушает их и освобождает энергию. Первый поглощает углекислый газ и выделяет кислород, второе наоборот.

Фотосинтез идёт только на свету и только в клетках с хлоропластами. Дыхание идёт круглые сутки и во всех живых клетках без исключения.

Днём фотосинтез намного сильнее дыхания, и растение отдаёт кислорода значительно больше, чем потребляет. Ночью работает только дыхание.

Как это доказать

Первый опыт: прорастающие семена помещают в термос и закрывают. Через сутки термометр внутри показывает температуру выше комнатной.

Тепло берётся от дыхания: часть энергии всегда уходит в тепло. Ошпаренные, мёртвые семена в таком опыте не нагреваются.

Второй опыт: в банку с прорастающими семенами через сутки опускают горящую лучинку. Она гаснет, потому что кислород израсходован, а накопился углекислый газ.

Третий опыт: воздух из такой банки пропускают через известковую воду, и она мутнеет. Это признак углекислого газа.

Дыхание корня

Корень дышит кислородом, взятым из воздуха между частицами почвы.

В плотной или залитой водой земле воздуха нет, и корни задыхаются. Растение вянет посреди сырости, а неопытный хозяин поливает его ещё сильнее.

Отсюда правило рыхления. Оно не добавляет воды, но открывает корням доступ к воздуху и разрушает почвенную корку.

Болотные растения решают задачу иначе. В их стеблях есть воздушные полости, по которым кислород поступает к подводным корням сверху.

Дыхание и хранение урожая

Плоды, клубни и семена продолжают дышать и после сбора. Дышат они за счёт собственных запасов, и потому со временем теряют вес и вкус.

Скорость дыхания сильно зависит от температуры. В прохладном погребе картофель дышит в несколько раз медленнее, чем в тёплой кухне, и потому хранится месяцами.

Зерно перед хранением обязательно сушат. Влажное зерно дышит настолько активно, что куча самосогревается и может даже загореться.

Современные хранилища идут дальше: в них снижают содержание кислорода. Дыхание почти останавливается, и яблоки лежат до следующего лета.

Когда кислорода не хватает

Некоторые клетки умеют получать энергию и без кислорода, но такой способ намного менее выгоден.

При недостатке воздуха в тканях образуется спирт, а он ядовит для самого растения. Долго так продолжаться не может.

На этом же явлении основано брожение. Дрожжевые грибы в отсутствие кислорода перерабатывают сахар в спирт и углекислый газ, и на этом стоит хлебопечение.

Что создаёт вещества, которые растение потом сжигает, разбирали в уроке «Фотосинтез». Как устроены органы дыхания листа, читай урок «Лист».