Передвижение воды и питательных веществ в растении

Определения и обозначения

Древесина — часть проводящей ткани растения, по которой вода с растворёнными минеральными веществами поступает от корней к стеблю и другим надземным органам. Она нужна, чтобы снабжать водой листья и другие части растения, удалённые от корня. Поэтому путь воды вверх связан именно с древесиной.

Луб — часть проводящей ткани, участвующая в перемещении органических веществ, образованных в листьях. Эти вещества нужны для роста и питания разных органов. Луб помогает распределять их по растению, а не оставлять только в листьях.

Сосуды — проводящие элементы древесины, по которым вода с минеральными веществами движется вверх. Они проходят через корень и стебель и образуют путь к листьям. Благодаря сосудам вода может достигать органов, расположенных над землёй.

Ситовидные трубки — проводящие элементы луба, переносящие органические вещества от листьев к растущим и запасающим органам. Они нужны для доставки продуктов фотосинтеза туда, где те расходуются или откладываются про запас. Сосуды и ситовидные трубки нельзя путать: они относятся к разным тканям и проводят разные вещества.

Как это устроено

Вода с минеральными веществами сначала поступает из почвы в корень. Затем она попадает в сосуды древесины и движется по ним через стебель к листьям и другим надземным органам. Такой путь нужен потому, что корень поглощает воду, а надземные части растения используют её для своей жизнедеятельности. Минеральные вещества растворены в воде и перемещаются вместе с ней.

Корневое давление — это давление, которое возникает при поступлении воды в корень и помогает продвигать её вверх. Вода из почвы входит в корень, поэтому внутри растения создаётся направленное давление на находящуюся в проводящих тканях воду. Оно помогает движению, но его не следует считать единственной причиной подъёма. Корневое давление особенно наглядно объясняет, как поступление воды в корень связано с её продвижением по растению.

Вода испаряется с поверхности листьев, главным образом через небольшие отверстия — устьица. Когда листья теряют воду, к ним поступает новая вода по сосудам древесины, а вслед за ней вода движется от корней. Так испарение поддерживает восходящий поток по всему растению. Поэтому при объяснении движения воды учитывают и работу корня, и испарение листьями.

В листьях при фотосинтезе образуются органические вещества — продукты, которые растение использует для питания, роста и создания запасов. Затем эти вещества перемещаются по ситовидным трубкам луба. Они направляются к тем органам, где нужны: например, к растущим частям или к органам, в которых накапливаются запасы. Так листья снабжают веществами части растения, которые сами их не производят в достаточном количестве.

У двух потоков разные пути и разное содержимое. Вода с минеральными веществами движется преимущественно от корней вверх, к стеблю и листьям, по древесине. Органические вещества идут от листьев по лубу к органам-потребителям и местам запаса. Направления этих потоков обычно противопоставляют, чтобы не перепутать, какая ткань проводит каждую группу веществ.

Передвижение веществ по растению

Чтобы заполнить такую таблицу для другого вещества, сначала выясните, где оно образуется или поступает в растение, а затем — куда направляется. После этого подберите проводящую ткань и её элементы. Так легче различить потоки воды и органических веществ.

Разбор задач

Задача 1. Ученик проследил путь воды от почвы до листьев. Укажите, через какие части растения и проводящую ткань она проходит. Чтобы ответить, нужно идти по пути воды по порядку: от места её поступления к органу назначения. Одновременно важно назвать проводящие элементы, а не только части растения.

1. Вода поступает из почвы в корень.
2. Из корня она попадает в сосуды древесины и проходит по стеблю.
3. По сосудам древесины вода поднимается к листьям.

Ответ: почва — корень — стебель — листья; на этом пути вода движется по сосудам древесины. Такой ответ показывает и последовательность частей растения, и проводящую ткань.

Задача 2. В листьях образовались органические вещества. Объясните, по какой ткани и к каким частям растения они могут перемещаться. Сначала определяем вид вещества: оно органическое и образовалось в листе при фотосинтезе. Значит, для ответа нужно выбрать луб, а не древесину, которая проводит воду с минеральными веществами.

1. Органические вещества образуются в листьях.
2. Из листьев они переходят в ситовидные трубки луба.
3. По лубу вещества направляются к растущим органам и органам, где создаются запасы, например к корням.

Ответ: органические вещества перемещаются по ситовидным трубкам луба от листьев к другим нуждающимся в них частям растения. К таким частям относятся растущие и запасающие органы. Направление их движения отличается от преимущественного движения воды вверх.

Задача 3. При повреждении луба на участке стебля нарушилось поступление органических веществ к корням, но вода продолжила подниматься к листьям. Почему это произошло? Нужно сравнить функции двух проводящих тканей и выяснить, какая из них повреждена. Сам факт, что движение воды сохранилось, подсказывает, что её путь проходит по другой ткани.

1. Луб проводит органические вещества по ситовидным трубкам.
2. Повреждение луба нарушает их перемещение от листьев к корням.
3. Вода движется по сосудам древесины, поэтому при неповреждённой древесине она может продолжать подниматься.

Ответ: луб и древесина проводят разные вещества. Повреждение луба препятствует переносу органических веществ, но не обязательно мешает движению воды по сосудам древесины. Вывод верен при условии, что древесина на этом участке сохранена.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все вещества идут по одним проводящим элементам. Так думают, потому что древесина и луб находятся в одном растении и выполняют проводящую роль. Но вода с минеральными веществами движется по древесине, а органические вещества — по лубу. Проверьте себя: назовите вещество и только потом выберите ткань и её проводящие элементы.

Ошибка: считать, что органические вещества поступают из почвы. Эту мысль легко принять, потому что корень поглощает из почвы воду и минеральные вещества. Однако органические вещества образуются в листьях при фотосинтезе, а затем распределяются по растению. Для проверки спросите себя, какое вещество поглощает корень, а какое создаёт лист.

Ошибка: объяснять подъём воды только корневым давлением. Корень действительно помогает воде двигаться вверх, поэтому легко забыть о листьях. Испарение воды листьями также поддерживает её движение от корней по растению. Проверьте ответ: в нём должны быть названы оба способствующих фактора — корневое давление и испарение.

Ошибка: путать направления потоков. Путаница возникает, если запомнить только слова «вверх» и «вниз», не связывая их с веществами и тканями. Вода с минеральными веществами движется преимущественно от корней к листьям, а органические вещества — от листьев к другим органам. Проверьте себя по источнику вещества: почва или корень для воды, листья для органических веществ.

Связь с другими темами

Чтобы понять движение веществ, нужно знать строение корня, стебля и листа, а также уметь различать древесину и луб. Эти части образуют путь, по которому вещества проходят внутри растения. Знание их расположения помогает объяснить, почему вода и органические вещества движутся разными путями.

Тема связана с фотосинтезом: именно в листьях образуются органические вещества, которые затем распределяются по растению. Она также помогает понять рост и питание органов: части растения получают вещества, необходимые для их работы и развития. Если повредить участок стебля, можно проследить, какая проводящая ткань нарушена, по тому, перемещение каких веществ изменилось.

Что запомнить

• Вода и растворённые минеральные вещества поступают в растение через корень.
• Вода с минеральными веществами движется вверх по сосудам древесины.
• Корневое давление и испарение воды листьями способствуют движению воды.
• Органические вещества образуются в листьях при фотосинтезе.
• Органические вещества перемещаются по ситовидным трубкам луба к другим органам.
• Древесина и луб участвуют в переносе разных веществ.