Приведите примеры опытов или наблюдений, доказывающих, что растения образуют органические вещества, используя свет.

Вот самые наглядные и классические опыты, которыми обычно доказывают, что именно свет обеспечивает образование органических веществ в растениях (фотосинтез):

1. «Крахмальный опыт» Сакса
   • Ход: Растение с листьями накануне выдерживают в темноте (чтобы израсходовать запас крахмала), затем часть листа закрывают непрозрачной бумагой/фольгой и помещают на свет на несколько часов. После этого лист убирают, обеззарахмачивают (кипячение в спирте), промывают и окрашивают раствором йода.
   • Наблюдение: Синим (йод-крахмальный комплекс) окрашиваются только освещённые участки листа; закрытые остаются жёлто-зелёными.
   • Вывод: Крахмал — продукт фотосинтеза — образуется только там, где попадал свет, то есть органическое вещество синтезируется за счёт света.

2. Опыт с пёстролистным (вариегатным) растением
   • Ход: Берут лист с зелёными и белыми зонами (в белых нет хлорофилла), выдерживают растение в темноте для «обнуления» крахмала, затем освещают. После йодной пробы проверяют распределение крахмала.
   • Наблюдение: Синее окрашивание появляется только в зелёных (хлорофиллсодержащих) участках.
   • Вывод: Для образования органических веществ под действием света нужны хлоропласты; без них синтез не идёт, даже при наличии света.

3. «Пузырьки элодеи» (или другого водного растения)
   • Ход: Стебель элодеи помещают в воду под воронку с пробиркой и освещают лампой; ставят контроль в темноте.
   • Наблюдение: На свету на листьях и на воронке интенсивно выделяются пузырьки газа (кислород), в темноте — нет. Интенсивность пузырькообразования растёт с увеличением освещённости.
   • Вывод: На свету идёт фотосинтез, побочный продукт — O₂; без света процесс прекращается, следовательно, свет необходим для образования органики и сопутствующего кислорода.

4. «Плавающие диски листа»
   • Ход: Из листа вырезают кружочки, вакуумом вытесняют из них воздух, чтобы они утонули, и помещают в раствор бикарбоната натрия. Один сосуд освещают, другой держат в темноте.
   • Наблюдение: На свету диски постепенно всплывают (в тканях накапливается O₂, выделяемый при фотосинтезе); в темноте остаются на дне.
   • Вывод: Свет запускает фотосинтез и образование продуктов, сопровождающееся выделением кислорода.

5. Поглощение CO₂ на свету и его выделение в темноте
   • Ход: Лист помещают в герметичную камеру с датчиком CO₂ (или индикатором pH при растворе бикарбоната).
   • Наблюдение: На свету концентрация CO₂ падает (растение его поглощает для синтеза углеводов); в темноте CO₂ возрастает из-за дыхания.
   • Вывод: Утилизация CO₂ и синтез органики идут на свету; в темноте преобладает распад органики и выделение CO₂.

6. Опыт «с маской» (геометрический рисунок)
   • Ход: На лист накладывают прозрачный трафарет с непрозрачными элементами, освещают, затем делают йодную пробу.
   • Наблюдение: Крахмал образуется точно по контуру освещённых участков рисунка.
   • Вывод: Локальная зависимость синтеза от освещённости доказывает причинную роль света.

7. Спектральный опыт Энгельмана
   • Ход: Поток света пропускают через призму, получая спектр на нити зелёной водоросли; рядом — аэротаксические бактерии.
   • Наблюдение: Бактерии скапливаются у участков водоросли, освещённых красным и синим светом (там больше всего O₂).
   • Вывод: Фотосинтез — светозависим и имеет спектральную избирательность; максимален в зонах, где пигменты лучше поглощают свет, что подтверждает световую природу синтеза органики.

8. «Без CO₂ — нет крахмала, даже на свету» (контрольная связка)
   • Ход: Лист изолируют от атмосферного CO₂ (например, помещают в камеру с раствором щёлочи, поглощающей CO₂), освещают, затем проводят йодную пробу.
   • Наблюдение: Крахмал не образуется, хотя свет был.
   • Вывод: Свет — необходим, но сам по себе недостаточен: фотосинтез (синтез органики) идёт из CO₂, а свет даёт энергию для этого процесса.

9. Радиоизотопная метка углерода
   • Ход: Растение освещают в атмосфере с ¹⁴CO₂, затем анализируют распределение метки.
   • Наблюдение: Радиоактивная метка появляется в сахарах, крахмале и других органических соединениях, синтезированных на свету. В темноте включение метки резко падает.
   • Вывод: На свету углерод из CO₂ превращается в органические вещества — прямое доказательство светозависимого синтеза.

10. Сравнение свет/тьма по накоплению сухого вещества
    • Ход: Идентичные растения выращивают при достаточном освещении и в темноте (этиолированные). Сравнивают прирост сухой массы и содержание углеводов.
    • Наблюдение: На свету — прирост сухой массы и запасов (крахмал, сахара); в темноте — истощение запасов, прироста нет.
    • Вывод: Только при освещении идёт чистое образование органики.

Все эти наблюдения сходятся: свет не просто сопровождает жизнедеятельность растений, а является необходимым фактором для синтеза органических веществ из неорганического CO₂ — то есть для фотосинтеза.