Растения
Побег ивы весом 5 фунтов за пять лет стал деревом весом 169 фунтов, а почва потеряла около 2 унций. Узнай, откуда взялась эта масса, меняй освещение, CO₂ и температуру в опыте с фотосинтезом, загляни внутрь листа, проследи путь воды от корня к устьицу и узнай, как из цветков образуются семена и плоды.
О курсе
В 1600-е годы Ян Баптист ван Гельмонт вырастил иву в 200 фунтах высушенной земли. Через пять лет дерево прибавило 164 фунта: из побега в 5 фунтов получилось дерево в 169 фунтов, а земля потеряла около 2 унций. Откуда взялась масса? Первый урок просит тебя это выяснить, а в остальных уроках ты получаешь сведения, необходимые для ответа. В сентябре 2026 года воздух на Мауна-Лоа содержал 426.07 частей на миллион углекислого газа, примерно на 52 процента больше, чем около 280 ppm до промышленной революции.
Шесть уроков начинаются с того, как работает фотосинтез. В 1771 году Джозеф Пристли сжёг свечу в закрытом сосуде, положил внутрь веточку мяты, и через несколько дней в этом воздухе снова горела свеча. В 1779 году Ян Ингенхауз показал, что это происходит только на свету и только с зелёными частями. Урок о свете, CO₂ и температуре рисует в лаборатории кривую для каждого фактора, пунктирными линиями отмечены концентрации CO₂ в воздухе до промышленной революции и сегодня. Урок о внутреннем строении листа отмечает, что лист часто толщиной всего в несколько клеток, но у него есть водонепроницаемое покрытие, два вида клеток, производящих питательные вещества, воздушные ходы, трубки и регулируемые «двери». Урок об устьицах и транспирации объясняет, что до 90 процентов воды, поглощённой растением, может уходить в виде пара. Урок о корнях, ксилеме и флоэме отмечает, что три рабочие зоны кончика корня располагаются примерно в пределах первого сантиметра от его вершины, а последний урок сообщает, что описано не менее 25 000 видов орхидей. В лаборатории ты нажимаешь на каждый слой листа, сравниваешь ксилему и флоэму и сравниваешь потерю воды на единицу CO₂ солнечным утром и жарким сухим днём.
Перед началом
Фотосинтез идёт внутри клеток, в хлоропластах, поэтому пригодится курс Клетки, если эти слова незнакомы. Задача об иве ван Гельмонта из первой темы понятнее, когда знаешь, что углекислый газ состоит из атомов, о чём коротко говорится в курсе Агрегатные состояния вещества.
Когда закончишь
Ты сможешь объяснить, откуда берётся большая часть сухой массы дерева, предсказать, как свет, CO₂ и температура меняют скорость фотосинтеза, и подписать слои внутри листа. Ты опишешь, как устьица обменивают воду на углекислый газ, как ксилема и флоэма переносят воду и сахара, что делает поясок Каспари и почему цветы, опыляемые пчёлами, редко бывают красными.
- 1Как происходит фотосинтезВ 1600-х годах Ян Баптист ван Гельмонт выращивал иву в 200 фунтах высушенной почвы; за пять лет дерево прибавило 164 фунта, а почва потеряла около 2 унций.
- 2Свет, CO₂ и температураВ сентябре 2026 года воздух на Мауна-Лоа содержал 426.07 млн⁻¹ (миллионных долей) углекислого газа, примерно на 52 процента больше, чем около 280 млн⁻¹ до промышленной революции.
- 3Внутри листаТолщина листа часто составляет лишь несколько клеток, но в нём есть водонепроницаемое покрытие, два типа клеток, создающих пищу, воздушные ходы, трубки и регулируемые дверцы.
- 4Устьица и транспирацияДо 90 процентов воды, поглощённой корнями растения, может снова выйти в виде пара через устьица.
- 5Корни, ксилема и флоэмаВсе три рабочие зоны растущего кончика корня умещаются примерно в первом сантиметре.
- 6Цветки, семена и плодыОписано не менее 25 000 видов орхидей, и некоторые из них добиваются опыления, обманывая ос.
Источники курса (16)
- -fix5: gravity calculation corrected using rho*g*h = 1000*9.8*h Pa
- the cited textbook has a tenfold coefficient error. Sources (checked 2026-10-17): OpenStax Biology 2e 8.1 Overview of Photosynthesis (photoautotrophs, mesophyll, stomata on the underside, guard cells, chloroplast, thylakoid, granum, stroma, two stages; openstax.org/books/biology-2e/pages/8-1-overview-of-photosynthesis)
- 8.2 The Light-Dependent Reactions (400 to 700 nm, chlorophyll a absorbs blue and red, carotenoids, 300 to 400 chlorophylls per antenna, water split at PSII, about 10 percent of the oxygen used by the leaf's mitochondria; .../8-2-the-light-dependent-reactions-of-photosynthesis)
- 8.3 Using Light Energy to Make Organic Molecules (RuBisCO, 3-PGA, G3P, three turns per G3P and six per glucose, "dark reaction" outdated, cacti fix CO2 at night; .../8-3-using-light-energy-to-make-organic-molecules)
- 30.3 Roots (tap and fibrous roots, root cap, three zones in the first centimetre, root hairs, endodermis and Casparian strip; .../30-3-roots)
- 30.4 Leaves (lamina, petiole, midrib, parallel and reticulate venation, Ginkgo, cuticle, trichomes, palisade in one to three layers, spongy mesophyll, guard cells the only epidermal cells with chloroplasts, xylem and phloem, needles and spines; .../30-4-leaves)
- 30.5 Transport of Water and Solutes (redwoods near 116 m, turgor 0.6 to 0.8 MPa and up to 1.5 MPa = 210 psi vs tyres 30 to 34 psi, gravity -0.1 MPa per metre, -2 MPa at the leaf surface, cohesion-tension, up to 90 percent of the water lost, sources and sinks, phloem sap up to 30 percent sugar; .../30-5-transport-of-water-and-solutes-in-plants)
- 31.3 Nutritional Adaptations (rhizobia, nodules, nitrogenase, biological fixation 65 percent of nitrogen used in agriculture, mycorrhizae in more than 80 percent of land plants, up to 20 percent of the carbon; .../31-3-nutritional-adaptations-of-plants)
- 32.2 Pollination and Fertilization (self and cross pollination, bees cannot see red, nectar guides, bats, birds, wind, water, at least 25,000 orchid species, double fertilization 2n zygote and 3n endosperm, seed parts, scutellum, fruit types, dispersal, dormancy; .../32-2-pollination-and-fertilization)
- Britannica, Photosynthesis: history (Priestley 1771, Ingenhousz 1779, 1782: oxygen formed at the expense of fixed air, identified the year before as carbon dioxide) (britannica.com/science/photosynthesis/History-of-the-study-of-photosynthesis)
- Smithsonian Libraries, Ingenhousz, Experiments upon Vegetables, 1779 (library.si.edu/digital-library/book/experimentsuponv00inge)
- van Helmont's account (200 pounds of earth, 5 pound willow, 169 pounds and about 3 ounces after five years, soil short by about 2 ounces)
- quoted from Howe 1965 by S. G. Saupe, College of St. Benedict and St. John's University (employees.csbsju.edu/ssaupe/biol115/van_helmont.htm)
- F. F. Blackman, Optima and Limiting Factors, Annals of Botany 19:281-296, April 1905 (doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a089000)
- NOAA Global Monitoring Laboratory, Trends in CO2 (gml.noaa.gov/ccgg/trends/: Mauna Loa September 2026 monthly mean 426.07 ppm)
- NOAA Climate.gov, Climate change: atmospheric carbon dioxide (280 ppm or less before the Industrial Revolution of the mid-1700s, from ice cores; climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide).
Проверено: 2026-10-17