Работа Тимирязева по фотосинтезу

К.А. Тимирязев известен как пламенный борец за торжество материалистического мировоззрения, как блестящий экспериментатор и смелый ученый-демократ.

Климент Аркадьевич Тимирязев родился 22 мая 1843 г. в Петербурге в дворянской, но демократически настроенной семье. В 1860 г. Тимирязев поступил на естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета.

Много времени и труда посвятил Тимирязев разработке важнейшего вопроса биологии: какова роль солнечного луча в создании зеленым растением органического вещества. В результате длительного изучения спектра поглощения у зеленого пигмента хлорофилла ученый установил, что наиболее интенсивно поглощаются красные и несколько слабее сине-фиолетовые лучи. Кроме того, он выяснил, что хлорофилл не только поглощает свет, но и химически участвует в самом процессе фотосинтеза. Современная наука окончательно подтвердила эти выводы ученого.

Однако главная научная заслуга Тимирязева заключается в доказательстве того, что величайший закон природы - закон сохранения энергии - распространяется и на процесс фотосинтеза, а следовательно, и на живую природу. Большинство исследователей тех лет, в особенности немецкие ботаники Ю. Сакс и В. Пфеффер, отрицали эту связь. К.А. Тимирязев показал, что его противники допустили ряд экспериментальных ошибок. Разработав методику необычайно точного исследования, Тимирязев установил, что только поглощаемые растением лучи производят работу, т.е. осуществляют фотосинтез. Зеленые лучи, например, не поглощаются хлорофиллом, и в этой части спектра фотосинтез не происходит. Кроме того, он отметил, что существует прямая пропорциональность между количеством поглощенных световых лучей и произведенной работой. Иными словами, чем больше световой энергии поглощено хлорофиллом, тем интенсивнее идет фотосинтез. Хлорофилл больше всего поглощает красные лучи, поэтому в красных лучах фотосинтез идет интенсивнее, чем в синих или фиолетовых, которые поглощаются слабее. Наконец, Тимирязев доказал, что на фотосинтез затрачивается не вся поглощенная энергия, а лишь некоторый ее процент (1-3%). Только после классических опытов К.А. Тимирязева наши знания о фотосинтезе получили прочный фундамент.

Также огромное влияние на развитие русской агрономической науки оказала доступно и интересно написанная Тимирязевым книга "Земледелие и физиология растений". Этот научный труд не утерял значения и в наше время.

Проводящие ткани. Образование, значение, функции

Проводящие ткани растений - ткани, служащие для проведения по растению воды и минеральных веществ, поглощённых из почвы, и органических веществ - продуктов фотосинтеза и др. метаболитов. Проводящие ткани состоят из удлинённых (прозенхимных) клеток различной формы. Располагаются массивами или пучками в комплексе с др. тканями - механическими и паренхимными. Проводящие ткани возникают из прокамбия и камбия и образуют целостную систему, связывающую все органы растения. В Проводящие ткани различают ксилему (первичную и вторичную - древесину) и флоэму (первичную и вторичную - луб). Основные проводящие элементы ксилемы - трахеиды (удлинённые клетки, располагающиеся тяжами и сообщающиеся между собой через окаймленные поры) и сосуды (длинные трубки, состоящие из большого числа отдельных клеток - члеников сосуда, поперечные стенки между которыми исчезают и образуются сквозные отверстия - перфорации). Основные проводящие элементы флоэмы - ситовидные клетки (удлинённые живые клетки, расположенные друг над другом) и ситовидные трубки - соединяются между собой тяжами цитоплазмы, проходящими через многочисленные отверстия в поперечных стенках их оболочек - т. н. ситовидных пластинок. По ксилеме в основном передвигаются вода и минеральные вещества, по флоэме - преимущественно органические вещества. Однако, например, весной до распускания почек по древесине могут передвигаться органические вещества, отложенные про запас в прошлом году.

Высокодифференцированные ткани Проводящие ткани имеются только у т. н. сосудистых растений. У мохообразных и низших растений Проводящие ткани нет. Первичные специализированные проводящие клетки в виде трахеид с кольчатыми и спиральными утолщениями оболочек обнаружены у первенцев наземной флоры - псилофитов. В процессе эволюции у растений появились трахеиды с лестничными утолщениями и сплошным утолщением оболочки и многочисленными окаймленными порами. Наиболее совершенные проводящие элементы - сосуды - возникают в процессе эволюции у некоторых папоротникообразных и голосеменных, но наибольшей сложности они достигают лишь у покрытосеменных растений.