Тема III. Фотосинтез – автотрофний шлях одержання клітиною енергії

Для живих організмів Землі основним джерелом енергії є сонячне світло, завдяки якому прямо чи опосередковано задовольняються їхні енергетичні потреби.

Організми, здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, називають автотрофами. Ті з них які для цих процесів використовують енергію світла називають фототрофами.

До фототрофних організмів належать зелені рослини, ціанобактерії, деякі одноклітинні тварини. Енергію світла ці організми використовують для забезпечення власних процесів життєдіяльності або накопичують її у вигляді енергії хімічних зв’язків синтезованих сполук.

Лабораторна робота 6 вивчення поглинання листками со2 і виділення о2 під дією світла

Мета роботи: дослідити процес поглинання та виділення листками вуглекислого газу.

Короткі теоретичні відомості

Фотосинтезом називають процес синтезу органічних сполук, який іде із використанням променистої енергії сонця за участю хлорофілу. Цей складний і багатоступінчастий процес розпочинається з поглинання квантів світла молекулою хлорофілу. Зелений колір хлорофілу зумовлений поглинанням червоних і фіолетових променів сонячного світла. З моменту поглинання сонячного світла хлорофілом розпочинається світлова фаза фотосинтезу. Для світлової стадії фотосинтезу характерне перетворення енергії – збудження електронів хлорофілу, фотоліз води, утворення АТФ і відновлення НАДФ. Потім настає темнова стадія фотосинтезу, для якої світло не потрібне. При наявності вуглекислоти та енергії АТФ, що утворилися при світлових реакціях, відбувається приєднання водню до СО₂. Через ряд послідовних реакцій за участю специфічних ферментів утворюються різноманітні сполуки, серед яких перше місце посідають вуглеводи.

Процес фотосинтезу виражається сумарним рівнянням асиміляції:

6 СО₂ + 6Н₂О  С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Матеріали й реактиви

Водяна рослина (елодея), кристалічний NaHCO₃, водопровідна вода, вода кип’ячена охолоджена.

Обладнання

Хімічні склянки об’ємом 100-200 мл, скляні лійки діаметром, рівним діаметру склянок, пробірки, джерело освітлення, скальпель.

Хід роботи

Декілька гілочок елодеї помістити у наповнену водою широку склянку зрізами доверху і накрити їх лійкою. Потім взяти пробірку з водою, затиснути отвір великим пальцем і накрити під водою носик лійки. У воду покласти трохи (на кінчику скальпеля) NaHCO₃, який служить джерелом вуглекислого газу:

2NaHCO₃  Na₂CO₃ + СО₂ + Н₂О

Склянку з пробіркою та рослиною поставити під джерело світла (сонячне або яскравої електролампи). Асиміляцію буде видно по виділенню пухирців газу, котрий буде збиратися у пробірці і витісняти воду. Згідно основному рівнянню асиміляції виділяється кисень. Для того, щоб впевнитися у цьому, треба обережно зняти під водою пробірку з лійки, затиснувши отвір великим пальцем, витягнути пробірку з води, перевернути і піднести тліючу лучину. Завдяки присутності кисню вона запалає яскравим полум’ям.

Далі з’ясовуємо, чи виділяється СО₂ в умовах темряви. Для цього приготовлену склянку з гілочками елодеї, пробіркою і водою поставити в темне місце. Пухирці газу не виділяються. Це значить, що процес фотосинтезу іде тільки в присутності світла.

Видозмінюємо дослід. Використаємо охолоджену кип’ячену воду, не додаючи NaHCO₃ і не пропускаючи через неї вуглекислий газ. Виділення газу із зеленої рослини не спостерігається. Додати у склянку з водою на кінчику скальпеля NaHCO₃ і розмішати. Знову з’являються пухирці газу. Далі вилити із склянки воду з розчиненим в ній NaHCO₃, промити рослини і знову налити кип’ячену воду. Газ знову не виділяється. За допомогою скляної трубки вдихнути в склянку повітря і поставити на світло. Через деякий час знову з’являються пухирці газу.

Сформульовані висновки записують.