§14. Транспорт веществ

Определения и обозначения

Проводящие ткани — ткани, по которым вода, минеральные соли и органические вещества перемещаются по растению. Их можно представить как внутренние пути доставки между корнями, стеблем и листьями. Благодаря этим тканям органы получают необходимые вещества и могут обмениваться продуктами своей работы.

Ксилема — проводящая ткань, по которой вода с растворёнными минеральными веществами движется от корней к надземным органам. Её также называют древесиной. Ксилема нужна, чтобы доставлять к стеблю и листьям воду, поглощённую корнями из почвы.

Флоэма — проводящая ткань, по которой растворённые органические вещества перемещаются от листьев к другим органам растения. Флоэму называют лубом. Она позволяет доставить вещества, образованные в листьях, туда, где растение растёт или делает запасы.

Транспирация — испарение воды растением, главным образом через устьица листьев. Устьица — небольшие отверстия на поверхности листа, через которые проходит водяной пар. Транспирация помогает поддерживать движение воды от корней к листьям.

Как это устроено

Корни поглощают из почвы воду и минеральные соли, которые растворены в ней. Затем эта смесь должна попасть к частям растения, находящимся над землёй. Для этого она движется вверх по сосудам древесины — проводящим элементам ксилемы. Так формируется восходящий поток, который снабжает водой стебель и листья.

Движению воды вверх способствует испарение с поверхности листьев. Вода выходит главным образом через устьица, поэтому её запас в листе постепенно уменьшается. На освободившееся место поступает новая вода из проводящих путей, и движение продолжается от корней к листьям. Значит, испарение не просто уменьшает количество воды в растении, а помогает поддерживать её поступление.

Листья не только испаряют воду, но и создают органические вещества при фотосинтезе. Чтобы эти вещества могли использовать другие части растения, они перемещаются из листьев по ситовидным трубкам луба. Ситовидные трубки — проводящие элементы флоэмы. По ним растворённые органические вещества поступают к растущим органам и туда, где растение накапливает запасы.

Древесина и луб расположены рядом и вместе образуют проводящие части сосудистых пучков. Но их проводящие элементы выполняют разные задачи: сосуды ксилемы проводят воду с минеральными солями, а ситовидные трубки флоэмы — органические вещества. Такое разделение путей помогает направлять разные потоки к нужным органам. Поэтому при описании переноса важно назвать не только вещество, но и проводящую ткань.

Перемещение веществ связывает корни, стебель и листья в единую систему. Корни поглощают воду и минеральные соли, а листья используют их в своей работе и образуют органические вещества. Эти вещества могут быть доставлены к другим частям растения, которые сами не производят их в достаточном количестве. Благодаря обмену органы совместно обеспечивают рост и жизнедеятельность всего растения.

Потоки веществ в растении

Сравнивайте ткани по трём подсказкам: какое вещество переносится, откуда и куда оно движется, какие элементы проводят поток. Если в условии говорится о воде и минеральных солях, речь идёт о ксилеме. Если названы органические вещества, образованные листьями, ищите флоэму.

Разбор задач

Задача 1. Вода с растворёнными минеральными солями поступила из почвы в корень. Проследите её путь до листа и назовите проводящую ткань. Нужно установить, куда движется вода после поглощения, и выбрать ткань, которая проводит такой поток. Не следует путать его с переносом органических веществ.

1. Начинаем с корня, потому что именно он поглотил воду и минеральные соли из почвы.
2. От корня путь проходит вверх по стеблю к надземным органам.
3. Воду с минеральными солями проводят сосуды древесины, то есть ксилема.

Ответ. Путь воды: корень — стебель — лист. Проводящая ткань — ксилема. Это восходящий поток воды с растворёнными минеральными солями.

Задача 2. В листьях образовались органические вещества. Объясните, как они могут попасть к растущему корню. Сначала определим, где возникли вещества и куда должны попасть. Затем свяжем направление движения с тканью, по которой переносится содержимое листьев.

1. Источник веществ — лист, где они образовались при фотосинтезе.
2. Растущий корень находится в другом органе и нуждается в веществах для своей жизнедеятельности.
3. Перенос от листа к корню происходит по ситовидным трубкам флоэмы, или луба.

Ответ. Органические вещества могут перемещаться от листьев к корню по флоэме. Важно, что они не поступили из почвы, а были образованы в листьях. Корень получает их по проводящей ткани.

Задача 3. У растения повреждена наружная часть стебля, содержащая луб, но древесина не перерезана. Предположите, перенос каких веществ нарушится и почему. Чтобы ответить, нужно определить, какая ткань повреждена, и вспомнить, какой поток она проводит. Затем сравнить её с неповреждённой древесиной.

1. Луб — это флоэма, по которой перемещаются растворённые органические вещества от листьев к другим органам.
2. Повреждение луба затруднит их перенос по стеблю, в том числе к корням и растущим частям растения.
3. Древесина не перерезана, поэтому её сосуды сохраняют возможность проводить воду с минеральными солями от корней вверх.

Ответ. Нарушится перенос органических веществ по флоэме. Перенос воды и минеральных солей по ксилеме продолжится, так как древесина не повреждена.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что вода и органические вещества проходят по одной и той же ткани. Так можно подумать, потому что оба потока перемещаются внутри растения по стеблю. Но вода с минеральными солями связана с ксилемой, а органические вещества — с флоэмой. Проверьте себя: назовите вещество и подберите к нему проводящую ткань.

Ошибка — перепутать направления потоков и утверждать, что оба движутся от корней вверх. Восходящий поток воды действительно идёт от корней к надземным органам, но органические вещества образуются в листьях и поступают к другим органам. Чтобы проверить направление, сначала найдите источник вещества, а затем орган, которому оно доставляется.

Ошибка — считать, что органические вещества растение получает из почвы. Корни поглощают воду и минеральные соли, а органические вещества образуются в листьях при фотосинтезе. Путаница возникает, когда все необходимые растению вещества называют питанием и не различают их происхождение. Проверка простая: спросите, какое вещество поглощено корнем, а какое произведено листом.

Ошибка — объяснять движение воды только работой корня. Корни поглощают воду, но испарение листьями тоже способствует её поступлению и движению вверх. Если забыть о транспирации, объяснение восходящего потока будет неполным. Проверьте себя: назовите оба связанных процесса — поглощение воды корнями и её испарение листьями.

Связь с другими темами

Чтобы понять транспорт веществ, нужно знать строение корня, стебля и листа, а также роль каждого органа. Корень поглощает воду и минеральные соли, а стебель соединяет органы и содержит проводящие ткани. Листья участвуют в фотосинтезе и испаряют воду.

Эта тема опирается на знания о том, что растения поглощают воду и минеральные соли корнями, а в листьях происходит фотосинтез. Транспорт объясняет, как полученные вещества и продукты работы листьев оказываются в разных частях растения. Без такого перемещения органы не могли бы обмениваться необходимым.

Представление о потоках веществ пригодится при изучении питания и роста растений, фотосинтеза и приспособлений к условиям среды. Например, испарение связано с движением воды, а перенос органических веществ — с обеспечением растущих органов. Эти процессы помогают понять, как растение поддерживает свою жизнедеятельность.

Что запомнить

• Перемещение веществ внутри растения обеспечивает связь между его органами.
• Ксилема проводит воду и минеральные соли от корней к надземным органам.
• Флоэма переносит органические вещества от листьев к другим частям растения.
• Вода испаряется преимущественно через устьица листьев.
• Транспирация способствует движению воды по растению.
• Проводящие ткани входят в состав сосудистых пучков.