§ 13. Характеристика царства Растения

Определения и обозначения

Растения — царство живых организмов, большинство представителей которого многоклеточные и способны к фотосинтезу. К этому царству относятся очень разные организмы: от небольших трав до крупных деревьев. Общие признаки помогают отличать растения от животных и грибов.

Хлоропласт — часть растительной клетки, содержащая хлорофилл и участвующая в фотосинтезе. Хлоропласт не является зелёным пигментом: зелёный пигмент — это хлорофилл внутри него. Благодаря хлоропластам клетка может использовать свет для образования органических веществ.

Фотосинтез — образование органических веществ из воды и углекислого газа на свету с выделением кислорода. Органические вещества служат растению пищей и могут откладываться про запас. Кислород при этом поступает в окружающую среду.

Автотрофное питание — способ питания, при котором организм сам образует органические вещества из неорганических. Растения получают для этого воду и углекислый газ, а энергию — от света. Так они не зависят от готовой пищи в почве.

Как это устроено

Растения выделяют в отдельное царство, потому что у них есть общие черты строения и жизнедеятельности. Большинство из них состоит из множества клеток, а многие способны к фотосинтезу. При этом признаки нужно рассматривать вместе: не каждое растение зелёное и не все растения фотосинтезируют.

Растительная клетка окружена клеточной стенкой — прочной оболочкой снаружи клеточной мембраны. Стенка поддерживает форму клетки и помогает ей не разрушаться, поэтому она отличается от животной клетки. Внутри многих растительных клеток находится крупная вакуоль с клеточным соком: она помогает сохранять воду и поддерживать упругость клетки. Хлоропласты в тех клетках, где они есть, нужны для фотосинтеза.

В хлоропластах находится хлорофилл, который поглощает световую энергию. Эта энергия помогает клетке превращать воду и углекислый газ в органические вещества. Поэтому хлоропласт и хлорофилл связаны, но это не одно и то же: первый является частью клетки, а второй — веществом внутри неё.

Воду растения обычно поглощают корнями из почвы, а углекислый газ получают из воздуха. В листьях на свету из этих неорганических веществ образуются органические вещества, а кислород выделяется наружу. Если света нет, фотосинтез не идёт; растение может некоторое время расходовать запасы, но не может бесконечно создавать новые органические вещества без света.

Растения обычно остаются на одном месте, потому что их корни закреплены в почве или они прикреплены к другой поверхности. Это не означает, что они совсем неподвижны: могут двигаться отдельные части, а направление роста меняется под влиянием света и других условий. Так растение растёт в сторону, где условия подходят ему лучше.

Сравнительные признаки растений, животных и грибов

Сравнивайте царства по каждому признаку отдельно, а затем смотрите на сочетание признаков. Слова «обычно» и «у многих» важны: внутри царств встречаются исключения. Таблица помогает увидеть, что один признак, например клеточная стенка, ещё не позволяет определить весь способ жизни организма.

Разбор задач

Задача: Назовите два признака, по которым зелёное растение можно отличить от животного.

1. Сначала выбираем признаки, которые есть у растений и отсутствуют у животных. Не нужно брать признак, встречающийся у разных царств.
2. У растительной клетки есть клеточная стенка, а у животной её нет. Кроме того, в клетках многих зелёных растений находятся хлоропласты, тогда как у животных их нет.
3. Проверяем, что оба названных признака действительно подходят для сравнения растения с животным. Ответ: клеточная стенка и хлоропласты.

Задача: У растения есть клеточная стенка, но нет хлоропластов. Можно ли только по этим данным заключить, что оно способно к фотосинтезу?

1. Разделяем признаки: клеточная стенка характеризует строение клетки, а для фотосинтеза важны хлорофилл и условия, в которых идёт этот процесс.
2. Клеточная стенка встречается не только у растений, но и у грибов. Она сама по себе не поглощает свет и не образует органические вещества.
3. Если хлоропластов нет, имеющихся данных недостаточно, чтобы утверждать, что растение фотосинтезирует. Ответ: нет, по одной клеточной стенке сделать такой вывод нельзя.

Задача: Объясните, почему растение, которое несколько дней находилось в темноте, не может неограниченно долго образовывать органические вещества.

1. Вспоминаем, что для фотосинтеза нужны вода, углекислый газ и свет. В темноте световая энергия недоступна, поэтому фотосинтез прекращается.
2. Растение может использовать органические вещества, которые были образованы раньше и отложены про запас. Но запас не бесконечен и постепенно расходуется.
3. Значит, без света растение не может постоянно пополнять запас фотосинтезом. Ответ: темнота останавливает фотосинтез, а накопленных веществ хватает лишь на некоторое время.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все растения зелёные и фотосинтезируют. Так думают, потому что многие знакомые растения имеют зелёные листья, однако существуют растения без хлорофилла, а у отдельных групп бывают особые способы питания. Проверяйте себя: не делайте вывод обо всём царстве по одному привычному примеру.

Ошибка: называть хлоропласт зелёным пигментом. Их путают, потому что хлоропласты связаны с зелёным цветом клетки. Но хлоропласт — структура клетки, а хлорофилл — пигмент, который находится внутри него. Проверка: спросите себя, что именно поглощает свет, — это хлорофилл.

Ошибка: утверждать, что растения питаются готовыми органическими веществами из почвы. Путаница возникает из-за того, что корни действительно поглощают вещества из почвы. Но обычно растение получает оттуда воду и минеральные вещества, а органические вещества создаёт при фотосинтезе. Проверяйте себя: вода и минеральные вещества не заменяют органическую пищу.

Ошибка: считать, что растения совсем не движутся. Обычно они не могут переместиться с места на место, поэтому кажется, что любое движение им недоступно. Однако отдельные части могут двигаться, а рост меняет направление под влиянием среды. Проверка: различайте передвижение всего организма и движение его частей или рост.

Связь с другими темами

Перед изучением царства растений нужно знать, что живые организмы состоят из клеток и что у клетки есть основные части. Эти знания помогают понять, чем растительная клетка отличается от животной и какую роль играют её структуры. Позже знание о клетке и фотосинтезе пригодится при изучении разнообразия растений, их органов и условий жизни. Например, особенности органов легче понять, если знать, какую воду и вещества получает растение и зачем ему свет.

Что запомнить

• Растения составляют отдельное царство живых организмов.
• Клеточная стенка — важная особенность растительной клетки.
• В хлоропластах находится хлорофилл.
• При фотосинтезе на свету образуются органические вещества и выделяется кислород.
• Для фотосинтеза растению нужны вода, углекислый газ и свет.
• Растения обычно не перемещаются с места на место, но растут и реагируют на условия среды.