Кратко: фотосинтезу в растениях необходимы факторы неживой природы — свет, углекислый газ, вода, подходящая температура и минеральные вещества (а также влажность, качество почвы и отсутствие сильных загрязнителей). Ниже объясню каждый фактор и как проверить его роль шаг за шагом, как на уроке.

• Свет (солнечный свет)

  Растения используют энергию света для превращения углекислого газа и воды в органические вещества. Без света фотосинтез не идёт (растение будет потреблять запасенные вещества).

  Если света мало — скорость фотосинтеза падает; слишком сильный свет может повредить клетки.

• Углекислый газ (CO2)

  Углекислый газ — источник углерода для синтеза сахаров. Если концентрация CO2 очень низкая, растения не могут образовать достаточное количество органических веществ.

• Вода

  Вода нужна как исходное сырьё (в ней содержатся водород и электроны) и для поддержания тургора клеток. При недостатке воды у растений закрываются устьица, и поступление CO2 снижается.

• Температура

  Фотосинтез идёт при определённом температурном диапазоне, потому что ферменты, обеспечивающие химические реакции, работают при определённой температуре. Слишком холодно или слишком жарко — реакция замедляется или прекращается.

• Минеральные вещества (соли почвы)

  Нужны для образования хлорофилла и ферментов: магний — центральный атом хлорофилла, азот — для белков и хлорофилла, фосфор — для передачи энергии (АТФ) и т. д. При дефиците растений бледнеет и хуже растёт.

• Влажность воздуха и почвы

  Влажность влияет на испарение и работу устьиц: при очень сухом воздухе устьица закрываются, и CO2 поступает хуже. При чрезмерной влажности может страдать корневая система.

• Кислотность почвы и загрязнения

  Кислотность влияет на доступность минеральных элементов. Загрязняющие вещества и пыль на листьях могут уменьшать светопоглощение и повреждать ткани.

Как на уроке проверить роль факторов (пошагово):

1. Выбери здоровые одинаковые растения (или несколько одинаковых листьев на одном растении).
2. Выбери один фактор для проверки (например, свет). Держи все остальные условия постоянными: воду, температуру, почву и т. п.
3. Создай две группы: контрольную (нормальные условия) и экспериментальную (например, помести растения в темноту или накрой листы непрозрачной бумагой).
4. Наблюдай несколько дней: смотри на окраску листьев, рост, влажность и поведение устьиц. Для точной проверки можно сделать крахмальный тест: после опыта снять хлорофилл (кипячение в воде и обезжиривание алкоголем) и капнуть йод — тёмное окрашивание укажет на наличие крахмала (результат фотосинтеза).
5. Сравни результаты: если в экспериментальной группе фотосинтез ослаблен (меньше роста, листья бледнее, меньше крахмала), значит проверяемый фактор действительно необходим.

Вывод: для фотосинтеза растениям в первую очередь нужны свет, углекислый газ и вода. Но процесс проходит нормально только при подходящей температуре, наличии минеральных веществ и благоприятных условиях влажности и почвы. При недостатке любого из этих факторов скорость и эффективность фотосинтеза снижаются.