38. Испарение воды растениями. Листопад

Определения и обозначения

Испарение воды растениями, или транспирация, — потеря воды в виде водяного пара, главным образом через листья. При этом вода не просто исчезает: её движение связано с поступлением влаги из почвы и работой всего растения. Испарение также помогает листьям не перегреваться.

Устьице — небольшое отверстие в кожице листа, через которое происходят газообмен и испарение воды. По устьицам внутрь листа поступает углекислый газ, а наружу выходят водяной пар и кислород. Устьице окружено замыкающими клетками: меняя его ширину, они помогают растению регулировать потерю влаги.

Листопад — сезонное отделение листьев от растения. У многих деревьев он происходит осенью, когда условия становятся неблагоприятными для работы листьев. Сброс листьев помогает уменьшить потерю воды и пережить холодный период, когда корням трудно получать влагу из почвы.

Листовой рубец — след на побеге в месте, где раньше был прикреплён лист. Он остаётся после того, как лист отделился от ветки. По листовым рубцам можно распознать места листопада, даже когда самих листьев уже нет.

Как это устроено

Вода поступает в растение из почвы через корни, потому что корневые клетки поглощают влагу. Затем вода движется по растению к стеблю и листьям, где она нужна для жизненных процессов. Часть влаги испаряется с поверхности листьев и уходит в воздух как водяной пар. Поэтому корни должны пополнять запас воды, который расходуется при испарении.

Основная часть водяного пара выходит через устьица, потому что в листовой кожице есть эти специальные отверстия. Устьица могут открываться и закрываться благодаря замыкающим клеткам. Когда отверстие открыто, через него легче выходят водяной пар и поступают газы, необходимые листу. Когда растение закрывает устьица, оно уменьшает потерю воды, хотя газообмен тоже становится менее активным.

Испарение помогает воде двигаться от корней к листьям: потеря влаги с поверхности листа способствует поступлению новых порций воды снизу. Кроме того, испаряющаяся вода охлаждает растение, как вода на коже помогает охладиться в жару. Но если почва сухая и корни не успевают восполнять влагу, листья теряют слишком много воды. Тогда растение может увядать, поэтому регулирование устьиц особенно важно в жару и засуху.

Осенью листья получают меньше света, потому что световой день становится короче, а температура воздуха падает. При холоде вода в почве может стать менее доступной корням, поэтому листьям труднее получать влагу. Продолжать испарение при таких условиях невыгодно: растение может потерять больше воды, чем сможет восполнить. Поэтому у многих деревьев листья перестают быть полезными и начинается подготовка к листопаду.

Перед отделением листа у основания его черешка образуется отделительный слой. В этом месте связь между листом и побегом ослабевает, поэтому лист может отделиться под действием ветра или собственного веса. После его опадения на ветке остаётся листовой рубец. Так растение сбрасывает листья, а рубец отмечает место, где они росли.

Испарение воды и листопад

Сначала найди в таблице процесс, о котором спрашивается, а затем сравни, где он происходит и при каких условиях. Последний столбец помогает понять, зачем этот процесс нужен растению. Таблица также показывает, что испарение и листопад связаны с сохранением воды, но происходят по-разному.

Разбор задач

1. Где испаряется вода и как растение регулирует процесс?

Нужно назвать главный путь выхода водяного пара и объяснить, что меняет его интенсивность. Не следует утверждать, что испарение возможно только через одно место: важно различать основной путь и остальные участки поверхности листа.

1. Вспомним, что большая часть водяного пара выходит из листа через специальные отверстия.
2. Определим их название: это устьица в кожице листа.
3. Укажем, что замыкающие клетки открывают и закрывают устьица, помогая растению регулировать потерю влаги.

Ответ: основное место испарения — устьица. Потерю воды растение регулирует, изменяя их открытие и закрытие с помощью замыкающих клеток.

2. Почему в жаркий сухой день листья теряют много воды и как уменьшить потерю?

В условии названы два фактора: высокая температура и сухой воздух. Они помогают воде быстрее испаряться с поверхности листа, поэтому растению приходится особенно внимательно расходовать влагу. Нужно объяснить причину потери и назвать способ её уменьшить.

1. Жара усиливает испарение воды с поверхности листьев.
2. В сухом воздухе водяной пар легче уходит от листа, поэтому потеря влаги возрастает.
3. Если воды мало, растение может закрыть устьица: замыкающие клетки уменьшают отверстия, и пара выходит меньше.

Ответ: в жаркий сухой день вода испаряется быстрее. Растение может уменьшить её потерю, закрывая устьица, но при этом газообмен листа тоже ограничивается.

3. Почему деревья сбрасывают листья осенью и чем это помогает зимой?

Чтобы ответить, нужно учесть не одну причину, а изменения условий сразу. Осенью становится холоднее, день укорачивается, а поступление воды из почвы затрудняется. Сравним эти условия с работой листьев в тёплый сезон и сделаем вывод о пользе листопада.

1. Холод и недостаток света мешают листьям продолжать активную работу.
2. Корням сложнее получать воду из почвы, но листья всё ещё могли бы терять её при испарении.
3. После сбрасывания листьев растение уменьшает поверхность, с которой уходит вода, и сохраняет влагу.

Ответ: многие деревья сбрасывают листья из-за холодов, сокращения светового дня и затруднённого поступления воды. Листопад помогает уменьшить её потерю и пережить зиму.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что вода испаряется только через устьица. Так думают, потому что устьица являются главным путём выхода водяного пара. Но испарение возможно и через другие участки поверхности листа. Проверь себя: если в ответе написано «только через устьица», замени это на «главным образом через устьица».

Путать испарение с поглощением воды тоже неправильно. Оба процесса связаны с водой, поэтому их легко смешать, но происходят они в разных частях растения. Воду из почвы главным образом поглощают корни, а испаряется она преимущественно листьями. Для проверки задай себе вопрос: вода входит в растение или выходит из него?

Объяснять листопад только холодом недостаточно. Холод заметен сильнее других изменений, поэтому о нём часто вспоминают первым. Однако важны также сокращение светового дня и затруднённое поступление воды из почвы. Проверь ответ: в нём должны быть названы не только температура, но и другие осенние условия.

Считать листопад болезнью — ошибка: у многих растений он повторяется каждый год и связан со сменой сезонов. Его можно принять за признак неблагополучия, если не знать, что листья осенью отделяются закономерно. Проверь себя: подумай, опадают ли листья у здорового дерева каждый сезон. Если да, это обычное приспособление, а не болезнь.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что корень поглощает воду из почвы, а лист участвует в жизнедеятельности растения. Эти знания помогают проследить путь воды: от почвы через корни и стебель к листьям, а затем в воздух. Если помнить, где вода входит в растение и где испаряется, поглощение и транспирацию не получится перепутать.

Тема связана с газообменом и фотосинтезом: через устьица лист получает нужные газы и отдаёт водяной пар. Она также показывает, как растения приспосабливаются к смене сезонов. Листопад и регулирование устьиц помогают растению справляться с условиями, в которых воды и света может быть недостаточно.

Что запомнить

• Вода поступает в растение из почвы через корни.
• Основная часть воды испаряется через листья.
• Устьица участвуют в испарении и газообмене.
• Испарение помогает движению воды по растению и его охлаждению.
• При недостатке воды потеря влаги может вредить растению.
• Листопад помогает многим растениям пережить неблагоприятный сезон.
• После отделения листа на побеге остаётся листовой рубец.