Возникновение идеи о воздушном питании растений

С древних времен люди с удивлением отмечали, что боль­шие деревья могут вырастать на бесплодных скалах. В 1727 г. англий­ский ботаник и химик С. Гейлс высказал предположение, что растения значитель­ную часть «пищи» получают из воздуха. Он вслед за И. Ньютоном полагал, что свет, поглощаемый листьями, «облагораживает» эту «пищу». М. В. Ломоносов в «Слове о явлениях воздушных» (1753) писал: «Преизобильное ращение тучных дерев, которые на бесплодном песку корень свой утверждали, ясно изъявляет, что листами жирный тук из воздуха впитывают...»

2) Начало экспериментальных работ в области фотосинтеза.

Английского химика Дж. Пристли в 1771 г. обнаружил, что растения мяты, помещенные в опрокинутый в сосуд с водой стеклянный кувшин, «исправляют» в нем воздух, «испорченный» горением свечи или дыханием мыши. Пристли в 1774 г., а А.Л. Лавуазье независимо друг от друга открыли кислород.

В 1776 г. шведский химик К. В. Шееле при повторении опыта со свечой не получил того же эффекта, описанного Пристли. Голландский врач Я. Ингенхауз обнаружил, что все зави­сит от света: Пристли ставил опыты при ярком свете, Шееле — в помещении с недостаточным освещением.

Швейцарский естествоиспытатель Ж. Сенебье в 1782 г. уста­новил, что растения на свету не только выделяют кислород, но и поглощают испорченный воздух, т. е. СО₂. Сенебье назвал поглощение СО₂ «углеродным питанием».

Применив методы количественного анализа, швейцарский ученый Т. Соссюр в 1804 г. показал, что ор­ганическая масса растения образуется не только за счет СО₂, но и за счет воды, т. е. вода такой же необходимый элемент питания, как и диоксид углерода. Французский агрохимиком Ж. Б. Буссенго (1840) полностью подтвердил данные Соссюра.

Французские химики П. Ж. Пельтье и Ж. Каванту в 1817 г. выделили из листьев зеленый пигмент и назвали его хлоро­филлом (от греч. «chloros» — зеленый и «phyllon» — лист). В 1865 г. немецкий физиолог растений Ю. Сакс продемонстрировал, что на свету в листьях образуется крахмал и что он находится в хлоропластах. Листья выдерживали в темно­те, затем освещали половинку каждого листа, а другую половинку закрывали плотным картоном. После экспозиции листья обесцвечивали спиртом и обрабаты­вали раствором йода. Освещенные части листьев становились темно-фиолетовыми из-за образования комплекса крахмала с йодом, а затемненные участки оставались неокрашенными. Микроскопический анализ показал, что крахмальные зерна образуются именно в хлоропластах. «Проба Сакса» оченьчувствительна и позволяет получить отпечатки с фотонегативов. На прямом сол­нечном свету для образования крахмала достаточно уже 5 мин.

Немецкий физиолог Т. В. Энгельман в 1881 г. Поставил первые опыты по выяснению места образования кислорода при фотосинтезе. В камеру с водой (висячую каплю) помещали нить спирогиры и бактерии, способные двигаться только в присутствии кислорода, и исключали проникновение в камеру кислород воз­духа. В темноте водоросль дышала и кислород исчезал из камеры. Затем включался свет и в ходе фотосинтеза выделялся кислород, при этом все бактерии «оживали» и скапливались вокруг локально освещен­ных участков хлоропластов.