§ 37. Передвижение воды и питательных веществ в растении

Определения и обозначения

Проводящие ткани — ткани растения, по которым перемещаются вода, минеральные и органические вещества. Они соединяют корень, стебель, листья и другие органы в единую систему. Благодаря им каждая часть растения получает нужные вещества.

Сосуды — длинные полые клетки древесины, соединённые в непрерывные трубки. По ним от корня вверх движутся вода и растворённые минеральные соли. Поэтому сосуды особенно важны для снабжения листьев водой.

Ситовидные трубки — проводящие элементы луба, по которым перемещаются органические вещества, образованные в листьях. Они доставляют сахара к корням, плодам, семенам и участкам роста. Это позволяет растению использовать продукты фотосинтеза не только в листьях.

Как это устроено

Вода попадает в растение главным образом через корневые волоски. Это тонкие выросты клеток корня, которые увеличивают площадь соприкосновения с почвой. Вода проходит внутрь корня, потому что внутри его клеток раствор обычно более концентрированный, чем в почве. Такое поступление воды называют осмосом.

Вместе с водой корень получает минеральные соли. Они нужны для образования веществ клетки, роста корней и листьев, работы ферментов и других процессов. Затем вода с растворёнными солями поступает в сосуды древесины. Сосуды проходят через корень и стебель, поэтому раствор может достигать листьев.

Подъём воды поддерживает корневое давление: корень поглощает соли, вслед за ними в него поступает вода, и внутри возникает давление. Но одного корневого давления недостаточно, чтобы поднять воду к верхушке высокого растения. Главную роль часто играет испарение воды листьями. Оно создаёт как бы тянущую силу: вода, соединённая в непрерывный столбик, поднимается по сосудам снизу вверх.

Испарение происходит через устьица — маленькие отверстия в кожице листа. Обычно они расположены главным образом на нижней стороне листа и могут открываться или закрываться. Через открытые устьица выходит водяной пар, а внутрь поступает углекислый газ для фотосинтеза. Поэтому движение воды связано не только с питанием, но и с образованием органических веществ.

В листьях при фотосинтезе образуются сахара и другие органические вещества. Они не остаются только там, где возникли: растущим органам и запасающим тканям тоже нужна пища. По ситовидным трубкам луба эти вещества перемещаются к корням, плодам, семенам, почкам и молодым побегам. Направление их движения может быть разным, в зависимости от того, где вещество образовалось и где оно требуется.

Сравнение проводящих тканей

При чтении таблицы сначала определите, какое вещество нужно найти, а затем посмотрите на соответствующую проводящую ткань. Если речь идёт о воде и солях, ответ связан с древесиной и сосудами. Если говорится о сахарах, образованных в листьях, нужно назвать луб и ситовидные трубки.

Направление движения помогает отличить процессы друг от друга. Вода с солями в основном поднимается от корня, а органические вещества могут перемещаться от листьев к разным органам. Поэтому нельзя заменять в ответе одну ткань другой.

Разбор задач

Задача. У растения удалили кольцо коры на стебле, не повредив древесину. Через некоторое время выше места повреждения утолщение стало заметнее, а корни начали испытывать недостаток питательных веществ. Объясните, какие ткани были повреждены и почему возникли такие изменения.

1. Определим, где находится луб. Он расположен ближе к поверхности стебля, в составе коры, тогда как древесина лежит глубже.
2. Установим, по какой ткани движутся органические вещества. Сахара, образованные в листьях, перемещаются по ситовидным трубкам луба к корням и другим потребляющим органам.
3. Свяжем повреждение с результатом. При удалении кольца коры ситовидные трубки прерываются, поэтому органические вещества не могут нормально пройти ниже повреждённого участка.
4. Объясним утолщение выше кольца. Листья продолжают образовывать органические вещества, но их отток вниз затруднён. Поэтому часть веществ накапливается над местом повреждения, а корни получают меньше питания.
5. Проверим роль древесины. Поскольку древесина не повреждена, вода и минеральные соли могут продолжать подниматься к листьям. Значит, описанные признаки связаны именно с нарушением движения органических веществ по лубу.

Ответ: при снятии кольца коры повреждаются луб и ситовидные трубки. Органические вещества задерживаются выше повреждения, а их поступление к корням уменьшается; движение воды по неповреждённой древесине некоторое время сохраняется.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считают, что все вещества движутся только снизу вверх. Так думают потому, что воду действительно обычно описывают как поток от корня к листьям. Проверьте себя: вода и соли идут по древесине, а органические вещества из листьев могут направляться к корням, плодам и другим органам.

Ошибка 2. Называют луб тканью, проводящей воду. Путаница возникает из-за того, что древесина и луб расположены рядом в стебле. Запомните проверку: сосуды древесины переносят воду с солями, ситовидные трубки луба — органические вещества.

Ошибка 3. Объясняют подъём воды только корневым давлением. Корень действительно создаёт давление, но у высоких растений особенно важна тяга, возникающая при испарении через устьица. Если в ответе упомянуты оба фактора, объяснение будет полнее.

Связь с другими темами

Передвижение воды связано со строением корня: корневые волоски увеличивают площадь поглощения. Оно также связано с фотосинтезом, потому что листу нужны вода и минеральные соли, а образованные сахара должны уйти к другим органам.

Эта тема помогает понять, почему растение увядает при повреждении стебля или недостатке воды. Она связана и с испарением: устьица одновременно участвуют в выходе водяного пара и газообмене листа.

Что запомнить

• Корневые волоски поглощают из почвы воду и минеральные соли.
• Сосуды древесины проводят воду с растворёнными солями от корня к стеблю и листьям.
• Подъёму воды помогают корневое давление и испарение через устьица.
• В листьях при фотосинтезе образуются органические вещества.
• Ситовидные трубки луба переносят органические вещества к местам роста и запаса.
• Древесина и луб выполняют разные проводящие функции.