Строение листа и устьице.
Хлорофилловые зерна играют важнейшую роль в воздушном питании растений. К хлорофилловым зернам поступают из воздуха углекислый газ и одновременно по жилкам листа из стебля и корня — вода. При условии яркого солнечного освещения в хлорофилловом зернышке углекислый газ соединяется с водой — и образуется сахар, который сразу же превращается в крахмал. В микроскоп можно увидеть, как на хлорофилловом зернышке образуется крупинка крахмала. Присутствие крахмала легко доказать, поместив срез листочка в каплю разбавленного иода: крупинка крахмала станет синей. Почти одновременно с образованием сахара из листа выделяется кислород.
Чтобы понять, чтó происходит в хлорофилловом зернышке клетки листа, обратимся за помощью к химии.
Углекислый газ состоит из одной части углерода и двух частей кислорода. Вода состоит из двух частей водорода и одной части кислорода. В химии мельчайшие частицы вещества называют атомами.
Химический состав углекислого газа и воды можно записать так:
углекислый газ: углерод — 1, кислород — 2;
вода: водород — 2, кислород — 1.
В хлорофилловом зерне углекислый газ, соединяясь с водой, образует сахар, состоящий из углерода, водорода и кислорода. При этом часть кислорода улетучивается.
Углекислый газ + вода = сахар + 2/3 кислорода.
А как же происходит превращение сахара в крахмал? Из сахара выделяется часть воды, то есть два атома водорода и один атом кислорода, и получается крахмал.
Сахар – 1/6 воды = крахмал.
Мы схематично, упрощенно изображаем процесс образования сахара и превращения его в крахмал. В природе эти процессы происходят сложнее.
Такой же примерно состав, как крахмал, имеет оболочка клеток растения — клетчатка, или целлюлоза.
Сахар и крахмал, которыми мы питаемся в том или ином виде, образовались из воды и углекислого газа. Углекислый газ и вода в зеленом листе растения под действием лучей солнца превратились в питательный продукт.
Крахмал в листьях снова превращается в сахар, который, растворяясь в воде, оттекает из листьев и поступает в разные части растения. Сахар притекает к растущим почкам, побегам, к цветкам, к корням, питая их. Сахар откладывается в плодах, в листьях капусты, луковицах лука. В клубнях же картофеля и семенах всех растений сахар превращается в крахмал, который сохраняется в них до момента их прорастания. Во время прорастания семян и клубней крахмал снова превращается в сахар и идет на питание и, тем самым, на рост стеблей, листьев и корней.
Из сахара в растении образуются жиры, а с присоединением получаемых из почвы азота, серы и фосфора — белки, из которых и состоит живая протоплазма.
Путь сахара в растении.
Сложные превращения различных веществ происходят в растениях.
Из простых неорганических веществ под действием солнечного света в растении образуются органические вещества: сахар, крахмал, жиры, белки, необходимые людям и животным для питания.
«Солнечный луч двигает и могучими мышцами промчавшегося скакуна и рукой великого художника, выполняющего свое произведение, и винтом гигантского парохода, разрезающего волны океана. Всё это совершается через посредство растительного мира», — писал академик С. П. Костычев.
«Стоит зеленому листу прекратить свою работу на несколько лет, и всё живое население земного шара, а в том числе и всё человечество, погибнет».
Создавая из углекислого газа, воды и минеральных солей органические вещества, растения улучшают состав воздуха. Вот почему там, где много растений, за городом, в лесу, на лугу так хорошо дышится.
Летом в больших городах пыльно, душно, асфальтированные мостовые и стены каменных домов сильно накаляются солнцем и даже многократная поливка улиц мало освежает воздух.
Исключительное значение для улучшения воздуха имеет озеленение городов. Посадка деревьев на улицах города поэтому имеет целью не только украшение его. Деревья, как мы уже знаем, поглощают на свету углекислый газ и выделяют кислород. Один гектар зеленых насаждений поглощает 8 килограммов углекислого газа за 1 час, то есть столько, сколько выдохнут его за это время 200 человек. В среднем на одного жителя города должно приходиться 50 квадратных метров зеленых насаждений.
Кроме выделения кислорода на свету, в листьях растений происходит еще один важный процесс: они постоянно испаряют влагу, поступающую из почвы в корни и стебли. Испарение воды листьями необходимо для охлаждения растения, нагреваемого лучами солнца. Растения много испаряют воды, особенно в жаркую погоду. Одно дерево в жаркий день испаряет до шести ведер воды. Испарение освежает, охлаждает воздух. Под листвой деревьев — тень, уменьшающая нагревание тротуара и стен зданий. При температуре воздуха в 25° мостовая во дворе каменного дома нагревается солнечными лучами до 35°, а стены — до 33° и от них температура воздуха повышается до 30°. В озелененном месте, наоборот, листва деревьев имеет температуру 23°, а почва под ними 22°.