"Биология (изд. «Академкнига/Учебник»)", Шереметьева A.M., Рокотова Д.И.
Растения постоянно обмениваются газами с окружающей средой и теряют часть воды в виде пара. Через устьица листьев, чечевички стеблей и поверхность корней в растение поступают одни вещества, а выделяются другие. При фотосинтезе поглощается углекислый газ и выделяется кислород, при дыхании происходит обратный обмен. Основная часть воды испаряется через устьица, а интенсивность этого процесса зависит от света, температуры, влажности и движения воздуха.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Газообмен растений — обмен кислородом и углекислым газом с окружающей средой. Направление обмена зависит от процесса: при фотосинтезе растение поглощает углекислый газ, а при дыхании — кислород. Это понятие помогает определить, какие газы растение использует и выделяет в разных условиях.
Устьице — пора в кожице листа, окружённая двумя замыкающими клетками. Через устьичную щель внутрь листа поступают газы, а наружу выходит водяной пар. Поэтому устьица одновременно нужны для газообмена и регулируемого испарения воды.
Транспирация — испарение воды растением, главным образом листьями. Чаще всего водяной пар выходит через устьица, хотя небольшая часть воды может испаряться через другие участки поверхности. Транспирация связана с устьицами и влияет на движение воды от корней к листьям.
Чечевичка — участок покровной ткани стебля с рыхло расположенными клетками. Пустоты между такими клетками образуют путь для перемещения газов. Через чечевички стебель получает возможность обмениваться газами даже там, где нет устьиц.
Растение обменивается газами через устьица листьев, чечевички стеблей и поверхность корней. Устьица находятся в кожице листа, особенно часто на его нижней стороне, чечевички — в покровной ткани одревесневших стеблей, а корни соприкасаются с воздухом в промежутках почвы. Такие пути нужны потому, что каждой живой клетке для работы требуется обмен веществами с окружающей средой.
При фотосинтезе хлорофилл использует энергию света, поэтому лист поглощает углекислый газ и выделяет кислород. При дыхании клетки получают энергию из органических веществ, используя кислород и образуя углекислый газ. Итоговый обмен зависит от условий: на свету фотосинтез может преобладать, а в темноте остаётся главным образом дыхание.
Замыкающие клетки устьица способны изменять свою форму и ширину щели. Когда щель открыта, углекислый газ быстрее поступает к клеткам листа, но вода также интенсивнее выходит в виде пара. Такое регулирование позволяет совместить получение газа для фотосинтеза с защитой растения от чрезмерной потери воды.
Вода из почвы сначала поступает в корневые волоски, затем проходит в проводящие ткани корня и стебля. По ним она поднимается к листьям, где часть воды используется клетками, а избыток испаряется в межклеточные пространства. Через открытые устьица водяной пар выходит наружу, поэтому основная потеря воды происходит именно листьями.
Освещённость обычно усиливает испарение, потому что на свету устьица часто открываются и лист нагревается. Повышение температуры ускоряет переход воды в пар, а высокая влажность воздуха, наоборот, замедляет его. Движение воздуха уносит влажный слой около листа и усиливает транспирацию, тогда как неподвижный воздух её ослабляет.
Таблица помогает сравнить процессы по месту их протекания, направлению движения веществ и биологическому значению. Сначала определите, идёт ли речь о фотосинтезе, дыхании или транспирации, а затем найдите соответствующий путь в растении. Так легче не путать газообмен с испарением воды.
| Процесс или путь | Где происходит | Что поступает или выделяется | Особенность и значение |
|---|---|---|---|
| Газообмен при фотосинтезе | В зелёных клетках листьев, газы проходят через устьица | Поступает углекислый газ, выделяется кислород | Идёт на свету и создаёт органические вещества |
| Газообмен при дыхании | Во всех живых клетках растения | Поступает кислород, выделяется углекислый газ | Происходит постоянно и обеспечивает клетки энергией |
| Газообмен через устьица | В кожице листьев | Кислород и углекислый газ проходят в разных направлениях; выходит водяной пар | Замыкающие клетки регулируют ширину щели |
| Газообмен через чечевички и корни | В стеблях через чечевички, в корнях через поверхность и промежутки почвы | Поступает кислород, выделяется углекислый газ | Обеспечивает дыхание внутренних тканей |
| Испарение воды через листья | Преимущественно через устьица листьев | Вода выделяется в виде водяного пара | Интенсивность зависит от условий среды и состояния устьиц |
Ученик наблюдает, что освещённый лист поглощает углекислый газ. Нужно назвать связанный с этим процесс и указать выделяемый газ. Решать задачу следует по условиям: освещённость указывает на возможность фотосинтеза, а направление поглощения углекислого газа помогает подтвердить вывод.
Ответ: лист поглощает углекислый газ при фотосинтезе и выделяет кислород.
В сухой жаркий день растение теряет больше воды, чем в прохладный влажный. Требуется объяснить, какие условия усилили испарение. Сравним не только температуру, но и влажность воздуха, потому что оба фактора влияют на переход воды в пар.
Ответ: испарение усилили высокая температура и низкая влажность воздуха; поэтому в жаркий сухой день растение теряет больше воды.
Растение поместили в темноту, но оставили доступ воздуха. Нужно определить, какие газы будут входить в растение и выходить из него. Главное — отделить дыхание от фотосинтеза и учесть, что отсутствие света прекращает фотосинтез, но не останавливает работу живых клеток.
Ответ: в темноте растение поглощает кислород и выделяет углекислый газ; на свету к этому обмену добавляется фотосинтез, при котором направление газообмена противоположное.
«Растение дышит только ночью». Ошибка возникает из-за смешения дыхания с заметным выделением кислорода на свету. Проверьте себя: дыхание идёт постоянно, а фотосинтез возможен только при свете.
«При фотосинтезе поглощается кислород». Такое направление характерно для дыхания, поэтому процессы перепутаны. Запомнить можно по исходному веществу фотосинтеза: растение поглощает углекислый газ и выделяет кислород.
«Вся вода испаряется только через устьица». Устьица — главный путь транспирации, но небольшая часть воды проходит через другие участки поверхности растения. Проверка простая: не приписывайте одному пути абсолютно всю потерю воды.
«Испарение и газообмен — одно и то же». Они связаны устьицами, но при испарении вода переходит в водяной пар, а при газообмене перемещаются кислород и углекислый газ. Назовите вещество, которое выходит из растения, — это сразу помогает различить процессы.
Для понимания темы нужны знания о фотосинтезе и дыхании. Эти процессы имеют разное значение для клетки и противоположное направление обмена газами. Сравнение процессов помогает объяснить, почему на свету итоговый газообмен отличается от ночного.
Тема связана со строением листа, особенно с кожицей и устьицами. Если знать устройство устьица, становится понятно, как растение впускает газы и ограничивает потерю воды. Строение чечевичек дополняет представление о путях газообмена в стебле.
Понимание транспирации пригодится при изучении передвижения воды по растению. Испарение листьев связано с непрерывным движением воды от корней вверх. Эти знания также помогают объяснить приспособления растений к жаре, засухе и влажному климату.
Дышат ли растения ночью?
Да, дыхание у растений происходит постоянно, и ночью тоже. В темноте фотосинтез прекращается, поэтому растение поглощает кислород и выделяет углекислый газ.
Почему растение выделяет кислород на свету?
На свету в клетках идёт фотосинтез. При этом растение использует углекислый газ и воду, а кислород образуется и выделяется в окружающую среду.
Через какие части растения происходит газообмен?
Главные пути газообмена — устьица листьев, чечевички стеблей и поверхность корней. Через них газы перемещаются между внутренними тканями растения и окружающей средой.
Зачем растениям нужны устьица?
Устьица пропускают углекислый газ, кислород и водяной пар. Замыкающие клетки могут изменять ширину устьичной щели, поэтому растение регулирует газообмен и уменьшает потерю воды.
Почему в жаркую погоду растения испаряют больше воды?
Высокая температура ускоряет переход воды в пар, а сухой воздух легче принимает дополнительный водяной пар. Если воздух движется, влажный слой около листа удаляется, и испарение усиливается.
§ 31. Газообмен и испарение воды у растений
