§ 24. Передвижение воды и органических веществ по стеблю

Определения и обозначения

Древесина — проводящая ткань стебля, по которой вода и минеральные соли перемещаются от корня к листьям. Она помогает доставить листьям воду для фотосинтеза и соли, нужные для роста. Это один из двух основных путей переноса веществ внутри растения.

Сосуды — длинные полые элементы древесины, образующие непрерывные проводящие пути для восходящего тока. Их полость позволяет воде двигаться вдоль стебля. Благодаря сосудам вода может подниматься от корня к листьям.

Луб — проводящая ткань стебля, по которой органические вещества перемещаются от листьев к другим органам растения. Эти вещества образуются в листьях и служат источником питания для растущих и запасающих органов. Луб доставляет их туда, где они нужны.

Ситовидные трубки — живые проводящие элементы луба, соединённые отверстиями и обеспечивающие перенос органических веществ. Через соединённые участки содержимое может перемещаться вдоль стебля. Так продукты, образованные в листьях, достигают других органов.

Как это устроено

Внутри стебля расположены разные проводящие ткани: древесина и луб. Древесина находится ближе к центру, а луб — ближе к поверхности стебля. Их относят к проводящим тканям, потому что они не просто удерживают растение, а обеспечивают перенос веществ между его органами. Разделение путей позволяет доставлять воду и продукты фотосинтеза по разным тканям.

Корни поглощают из почвы воду с растворёнными минеральными солями. Эта смесь входит в сосуды древесины и движется к листьям, которым вода нужна для фотосинтеза и других процессов. Листья испаряют воду, и это помогает поддерживать её движение вверх по стеблю. Поэтому основной путь воды направлен от корней к надземным частям растения.

В листьях при фотосинтезе из воды и углекислого газа образуются органические вещества. Они нужны не только самим листьям: их используют растущие побеги, корни, плоды и семена. Поэтому вещества перемещаются по ситовидным трубкам луба от места образования к органам, где идёт рост, расходование или запасание. Корни получают готовые органические вещества, а не создают их вместо листьев.

Вода обычно движется вверх, потому что поступает из почвы через корни и направляется к листьям, где испаряется. Органические вещества движутся иначе: их путь зависит от источника — органа, где они образовались, — и места потребления или запаса. Если лист снабжает плод, вещества направляются к плоду; если они нужны корням, движутся к корням. Поэтому для луба нельзя указать одно постоянное направление вроде только снизу вверх.

Путь воды можно проследить, поставив побег в окрашенную воду: окраска появляется в проводящих участках стебля и жилках листьев. Это показывает, что вода поднимается внутри стебля по древесине. Другой опыт — снять кольцо коры, повредив луб, но оставив древесину неповреждённой. Органические вещества задерживаются выше кольца и там может образоваться утолщение, тогда как вода продолжает поступать по древесине.

Проведение воды и органических веществ по стеблю

Сначала определите, какое вещество рассматривается, а затем найдите соответствующий проводящий путь. Если речь о воде и минеральных солях, выбирайте древесину; если об органических веществах — луб. Направление для луба уточняйте по тому, где вещества образовались и где они нужны.

Разбор задач

Задача 1. Нужно определить, по какой части стебля к листьям поступают вода и минеральные соли. В условии названы оба вещества, переносимые из почвы корнями. Значит, следует сопоставить их с проводящей тканью, которая ведёт восходящий ток.

1. Вспоминаем, что корни поглощают воду и растворённые минеральные соли.
2. Находим ткань, которая проводит эту смесь вверх по стеблю: это древесина.
3. Уточняем её проводящие элементы: воду несут сосуды древесины.

Ответ: вода и минеральные соли поступают к листьям по сосудам древесины.

Задача 2. После снятия кольца коры на стебле выше повреждения образовалось утолщение. Нужно объяснить, почему вещества накапливаются именно над повреждённым местом. Важно различать, какие ткани затронуты снятием коры. Если древесина осталась целой, путь воды не обязательно перекрыт.

1. Снятая кора повреждает прежде всего луб, по которому идут органические вещества от листьев.
2. Над кольцом находится часть стебля, куда вещества могут поступать из листьев, но пройти дальше через повреждённый участок им трудно.
3. Задержанные вещества накапливаются выше кольца и могут вызвать утолщение.

Ответ: утолщение образовалось из-за задержки органических веществ над повреждённым участком луба; древесина может продолжать проводить воду.

Задача 3. У растения есть листья, корень и созревающий плод. Нужно указать возможные направления движения воды и органических веществ. Одного направления для всех веществ здесь быть не может. Сначала определяем, откуда поступает каждое вещество и какому органу оно нужно.

1. Вода поглощается корнями и по древесине направляется вверх к листьям и другим надземным органам.
2. Органические вещества образуются в листьях при фотосинтезе, поэтому оттуда по лубу могут поступать к корням.
3. Созревающий плод также использует органические вещества, поэтому они могут двигаться от листьев к плоду.

Ответ: вода в основном движется от корня вверх, а органические вещества — от листьев к корню и созревающему плоду, где они расходуются или запасаются.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что и вода, и органические вещества движутся только снизу вверх. Так думают, потому что вода действительно обычно поднимается от корней к листьям, но переносят это направление и на луб. Проверьте себя вопросом: где образовались органические вещества и какой орган их потребляет? Их путь может идти и вниз, например от листьев к корням.

Нельзя путать древесину с лубом: первая проводит воду и минеральные соли, второй — органические вещества. Ошибка возникает из-за того, что обе ткани проходят по стеблю и обе участвуют в переносе. Чтобы проверить ответ, назовите перемещаемое вещество и сопоставьте его с тканью: вода — древесина, продукты фотосинтеза — луб.

Неверно утверждать, что органические вещества образуются в корнях. Корни получают их от листьев, где при фотосинтезе создаются продукты питания растения. Путаница появляется потому, что корень поглощает воду и минеральные соли из почвы. Проверьте себя: фотосинтезу нужны свет и зелёные листья, поэтому основное место образования органических веществ — листья.

Снятие коры не означает, что вода совсем перестанет поступать к листьям. При таком повреждении страдает прежде всего луб, а древесина, по которой идёт вода, может сохраниться. Ошибка возникает, если считать стебель одной трубкой без разных тканей. Чтобы проверить вывод, уточните, какая именно ткань повреждена: нарушение луба мешает переносу органических веществ, но не обязательно перекрывает путь воды.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в движении веществ, нужно знать строение корня, стебля и листа. Корневые волоски поглощают воду из почвы, а в листьях при фотосинтезе образуются органические вещества. Древесина и луб связывают эти органы и относятся к проводящим тканям растений. Позже эти знания помогут понять испарение воды листьями, рост растения, образование плодов и основы вегетативного размножения.

Что запомнить

• Древесина проводит воду и минеральные соли.
• Луб проводит органические вещества.
• Сосуды находятся в древесине.
• Ситовидные трубки находятся в лубе.
• Вода в основном движется от корня к листьям.
• Органические вещества перемещаются от листьев к местам роста и запаса.
• Передвижение веществ обеспечивает связь между всеми органами растения.