21. Рост и развитие растений

Определения и обозначения

Рост растения — увеличение его размеров и массы. Его можно заметить, например, если корень стал длиннее или прибавился новый участок стебля. Простое изменение внешнего вида не всегда означает рост: листья могут поникнуть или изменить окраску, но растение от этого не становится больше. Поэтому для распознавания роста сравнивают размеры или массу растения с теми, что были раньше.

Развитие растения — последовательные качественные изменения растения в течение жизни. К ним относятся образование новых органов и переход к цветению и плодоношению. Качественные изменения означают, что растение не просто становится крупнее, а приобретает новые части и проходит новые этапы жизни. Это понятие помогает описывать, как меняется растение от прорастания семени до образования плодов.

Ростовая зона — участок растения, клетки которого делятся и растут. У корня такая зона находится около кончика, а у побега рост связан с верхушечной почкой и почками на стебле. Поэтому новые части появляются не одинаково по всей поверхности растения. Знание расположения ростовых участков помогает понять, как корень удлиняется, а побег растёт и ветвится.

Период покоя — временное замедление или прекращение видимого роста, которое помогает растению пережить неблагоприятные условия. В это время растение не обязательно погибает: оно сохраняет жизнеспособность и ждёт более подходящих условий. Покой часто связан с сезонными изменениями, например с холодом и нехваткой света. Это понятие объясняет, почему рост может остановиться без болезни или гибели растения.

Как это устроено

Рост начинается с работы образовательной ткани — ткани, клетки которой способны делиться. Деление создаёт новые клетки, но одного их появления недостаточно, чтобы орган заметно увеличился. Затем клетки растут, и некоторые из них приобретают строение, подходящее для определённой работы: например, становятся частью покровной или проводящей ткани. Благодаря этому растение не только увеличивается, но и формирует участки с разными функциями.

У корня около кончика расположены участки, где клетки делятся, а затем растягиваются. Новые клетки возникают благодаря делению, а при растяжении увеличиваются и раздвигают части корня. Поэтому основной прирост длины происходит вблизи кончика, а не равномерно по всей поверхности корня. Такое расположение позволяет корню продвигаться в почве, пока его кончик осваивает новый участок.

Побег растёт за счёт верхушечной почки, в которой находятся молодые клетки, и почек, расположенных на стебле. Работа верхушечной почки обеспечивает рост побега в длину, а развитие боковых почек может привести к появлению ветвей. Ветви и листья помогают растению осваивать пространство над землёй и получать больше света. Поэтому рост побега — это не только движение вверх, но и образование боковых частей.

Рост и развитие происходят вместе, но описывают разные стороны изменений. Когда удлиняется стебель, увеличиваются размеры растения — это рост; когда появляются листья, цветки или плоды, растение проходит качественные изменения — это развитие. Эти процессы связаны: новые органы возникают благодаря росту клеток, а по мере развития меняется то, какие органы формируются. Так растение не просто становится больше, но и переходит от одного этапа жизни к следующему.

Скорость роста и ход развития зависят от условий среды. Свет нужен растению для образования питательных веществ, вода участвует в жизненных процессах, а минеральные вещества нужны для построения клеток и органов; температура влияет на то, насколько активно идут эти процессы. Если условия становятся неблагоприятными, рост может замедлиться, а сезонные изменения — привести к периоду покоя. По одному признаку нельзя точно определить причину слабого роста: следует сравнить освещение, температуру, полив и питание.

Рост и развитие растений: сходства и различия

Сначала найдите в условии, что именно изменилось: размер или масса либо появились новые органы и признаки этапа жизни. Затем сопоставьте это изменение со вторым и третьим рядами таблицы. Один пример может показывать оба процесса сразу, поэтому выбирайте тот, который прямо описан в задаче.

Разбор задач

Задача 1. У проростка за несколько дней увеличилась длина корня. Определите, какое явление наблюдается, и объясните ответ.

1. Сначала выясним, что изменилось: в условии говорится об увеличении длины корня, то есть размера органа.
2. Сравним это с определением: увеличение размеров растения или его частей называется ростом. Новых этапов жизни или органов в условии не описано.
3. Значит, наблюдается рост корня. Он удлиняется за счёт деления и роста клеток в зоне около кончика.

Ответ: у проростка наблюдается рост, потому что увеличилась длина его корня.

Задача 2. У растения появились новые листья, а затем цветки. Назовите происходящие изменения и объясните, чем они отличаются от простого увеличения стебля.

1. Отделим количественное изменение от качественного: увеличение длины стебля означало бы рост, а в условии названы новые органы и цветки.
2. Появление листьев и цветков показывает, что растение проходит изменения в ходе жизни. Это признаки развития, хотя рост клеток тоже необходим для образования новых органов.
3. Сделаем вывод, что растение развивается, а простое увеличение стебля само по себе описывало бы рост. В условии видны оба процесса, но вопрос обращает внимание именно на появление новых органов.

Ответ: образование листьев и цветков — проявление развития; увеличение стебля — проявление роста.

Задача 3. Два одинаковых растения выращивали при разном освещении: одно росло медленно и образовало слабый побег. Предложите объяснение наблюдения и укажите, какие условия следует сравнить.

1. Из условия известно, что освещение различалось, поэтому слабый побег может быть связан с нехваткой света. Однако одной этой подсказки недостаточно, чтобы доказать причину.
2. Сравним остальные условия: температуру, количество воды и минеральное питание. Если они тоже различались, любое из них могло повлиять на темп роста.
3. Для проверки нужно выращивать растения в одинаковых условиях, меняя только освещение, или отдельно сравнить каждое условие. Так можно понять, действительно ли наблюдение связано со светом.

Ответ: недостаток света — возможное объяснение медленного роста и слабого побега, но нужно также сравнить температуру, воду и минеральное питание.

Типичные ошибки

Ошибка — считать рост и развитие синонимами. Их часто смешивают, потому что оба слова описывают изменения растения, происходящие одновременно. Но рост означает увеличение размеров и массы, а развитие — качественные перемены и смену этапов жизни. Проверьте себя вопросом: растение только стало больше или у него появились новые органы либо признаки нового этапа?

Ошибка — думать, что корень удлиняется всей поверхностью. Так можно решить, если представить корень как однородную часть растения и не учитывать расположение ростовых участков. Основное удлинение происходит около кончика корня, где клетки делятся и растягиваются. Чтобы проверить ответ, спросите, где расположена зона роста, а не просто какая часть корня находится в почве.

Ошибка — считать, что растение растёт только вверх. Такое представление возникает, потому что рост побега заметнее, чем изменения под землёй. Но корни тоже удлиняются, а почки на стебле могут образовывать боковые побеги. Проверьте себя, перечислив направления роста: вверх у побега, в почву у корней и в стороны при появлении ветвей.

Ошибка — объяснять замедление роста только недостатком питания. Это кажется удобным объяснением, но на рост также влияют свет, температура и вода, а сезонный покой может быть естественным. Поэтому слабый рост сам по себе не доказывает, что растению не хватает минеральных веществ. Проверьте себя: сравните все условия и учтите, не наступил ли неблагоприятный сезон.

Связь с другими темами

Чтобы понять рост, нужно знать, как устроена растительная клетка и какую роль выполняет образовательная ткань. Эти знания объясняют, откуда берутся новые клетки и почему некоторые участки растения растут активнее других. Тема также опирается на строение корня, стебля, почек и семени, изученное при знакомстве с органами растения. Позже понимание роста и развития поможет разбираться в размножении, жизненных циклах и приспособлении растений к смене сезонов.

Что запомнить

• Рост — увеличение размеров и массы растения.
• Развитие — последовательность качественных изменений в жизни растения.
• Рост обеспечивают деление и увеличение клеток.
• Корень удлиняется в зоне роста около кончика.
• Побег растёт благодаря верхушечной и боковым почкам.
• На рост и развитие влияют условия окружающей среды.
• В неблагоприятный сезон у растения может наступать период покоя.