§ 21. Царство растений

Определения и обозначения

Царство растений — группа организмов, объединённых общими особенностями строения и жизнедеятельности. Это означает, что растения относят к одной большой группе живой природы не по одному признаку, а по совокупности особенностей. Понятие царства помогает изучать разнообразные организмы и сравнивать их с животными и грибами.

Фотосинтез — образование органических веществ из воды и углекислого газа на свету; при этом выделяется кислород. Органические вещества — это вещества, которые служат материалом для клеток и источником энергии. Понимание фотосинтеза помогает объяснить, как большинство растений получает необходимую для жизни пищу.

Хлорофилл — зелёный пигмент, который поглощает свет и участвует в фотосинтезе. Пигментом называют вещество, придающее организму окраску; хлорофилл поглощает световую энергию, нужную растению. Это понятие объясняет, почему зелёные части большинства растений способны проводить фотосинтез.

Автотрофы — организмы, которые образуют органические вещества из неорганических. Неорганические вещества, используемые растением при фотосинтезе, — вода и углекислый газ. Термин помогает отличать организмы, создающие органические вещества самостоятельно, от тех, кто получает их с пищей.

Как это устроено

Растения очень разнообразны: одни можно увидеть только под микроскопом, а другие вырастают крупными; одни обитают в воде, другие — на суше. Это разнообразие связано с тем, что растения приспосабливаются к разным условиям жизни. Поэтому внешний вид и размеры сами по себе не позволяют описать всё царство растений.

Большинство растений содержит хлорофилл и может образовывать органические вещества самостоятельно. Для фотосинтеза нужны свет, вода и углекислый газ: свет даёт энергию, а вода и газ служат исходными веществами. Если одного из этих условий не хватает, образование органических веществ затрудняется; в результате фотосинтеза также выделяется кислород.

Клетки растений имеют оболочку, которая отделяет клетку от окружающей среды и помогает сохранять её форму. У многих растений есть корни, стебли и листья, но эти органы нужны не каждому растению. Причина различий — образ жизни и среда: строение водного или микроскопического растения может отличаться от строения привычного наземного растения.

Растения обычно не перемещаются с места на место, как многие животные. Однако они растут, а их части могут реагировать на условия среды: например, побег способен расти в направлении источника света. Такие реакции помогают растению получать нужные условия, хотя оно не может активно перейти в другое место.

Растения важны для природы и человека, потому что их жизнедеятельность поддерживает другие организмы. При фотосинтезе они выделяют кислород, а сами растения и их части становятся пищей для животных и людей. Кроме того, растения создают места, где другие организмы могут жить и укрываться.

Чем растения отличаются от животных и грибов

В таблице сравниваются три группы организмов по важным признакам. Оболочка есть у растительных и грибных клеток, но это не означает, что грибы содержат хлорофилл. Сравнивайте каждый признак отдельно: так легче увидеть и сходства, и различия.

Разбор задач

Ученик увидел зелёный организм на берегу водоёма. Можно ли только по зелёному цвету уверенно определить, что это растение? Цвет — заметная подсказка, но зелёными могут быть и организмы, которые нельзя отнести к растениям. Чтобы ответить верно, нужно проверить несколько особенностей.

1. Сначала отметим, что зелёный цвет может быть связан с хлорофиллом. Но одного внешнего признака недостаточно для надёжного определения организма.
2. Затем выясним, какие ещё особенности можно наблюдать: как устроены клетки организма, как он получает органические вещества и как реагирует на условия среды. Сопоставление нескольких признаков даёт более обоснованный вывод.
3. Наконец, учтём, что на берегу водоёма могут жить разные организмы. Само место находки тоже не доказывает, что перед нами растение.

Ответ: нет, только по зелёному цвету уверенно определить растение нельзя. Нужно рассмотреть другие признаки, в том числе особенности строения и способ получения органических веществ.

Комнатное растение долго стояло в темноте, хотя его поливали. Почему оно может ослабеть? Рассуждать нужно не только о воде: для образования органических веществ при фотосинтезе растению необходим свет. Проследим, что происходит, когда одного условия не хватает.

1. Полив обеспечивает растение водой, но сам по себе не заменяет свет. Вода — лишь одно из условий фотосинтеза.
2. В темноте фотосинтез не идёт, потому что нет света, который растение использует для образования органических веществ. Поэтому привычный процесс получения необходимых веществ нарушается.
3. Если темнота длится долго, растение может ослабеть, несмотря на полив. Для нормального роста ему нужны не только вода, но и подходящие условия освещения.

Ответ: без света фотосинтез нарушается, и растение не образует нужные органические вещества этим способом. Поэтому одного полива недостаточно, чтобы оно оставалось здоровым.

Сравните растение, животное и гриб по способу получения органических веществ и наличию клеточной оболочки. Важно не смешивать клеточную оболочку с хлорофиллом: это разные признаки. Заполним таблицу, рассуждая по каждому пункту отдельно.

1. У большинства растений есть хлорофилл, и они образуют органические вещества при фотосинтезе. У животных и грибов хлорофилла нет, а готовые органические вещества они получают с пищей или из окружающей среды.
2. У растительных и грибных клеток есть оболочка, а у животных клеток её нет. Значит, наличие оболочки не доказывает способности к фотосинтезу.
3. Сверим оба признака, не подменяя один другим: способ питания показывает, откуда организм получает органические вещества, а оболочка относится к строению клетки.

Ответ: у растений и грибов есть клеточная оболочка, у животных её нет; фотосинтез характерен для большинства растений. Животные и грибы получают готовые органические вещества, хотя способы их получения различаются.

Типичные ошибки

• Ошибка — считать, что у всех растений обязательно есть корни, стебли и листья. Так думают, потому что знакомые наземные растения часто имеют все эти органы. Проверьте себя: помните, что строение зависит от образа жизни, а у некоторых растений привычных органов нет.

• Ошибка — думать, что фотосинтез происходит в темноте. Её допускают, если связывают процесс только с наличием воды или не учитывают роль света. Для проверки спросите себя, какое условие даёт растению энергию для фотосинтеза: это свет.

• Ошибка — считать, что растения получают готовую пищу из почвы. Путаница возникает потому, что корни действительно поглощают вещества из почвы. Проверьте себя: из почвы поступают вода и минеральные вещества, а органические вещества растение образует при фотосинтезе.

• Ошибка — утверждать, что растения совсем не реагируют на окружающую среду. Так можно решить, если сравнивать их только с подвижными животными. Проверьте себя на примере побега, который меняет направление роста в ответ на свет: растение реагирует, хотя не перемещается с места на место.

Связь с другими темами

До изучения растений полезно знать, что живые организмы состоят из клеток и отличаются от неживых тел. Эти знания помогают понять, почему растения относят к живой природе и по каким признакам их изучают. Представление о клетке пригодится при знакомстве с её строением и работой частей.

Знание клетки помогает перейти к изучению строения растений и функций их органов. Например, можно связать устройство растения с тем, как оно получает воду и растёт. При этом важно помнить, что набор органов у разных растений неодинаков.

Фотосинтез связывает тему растений с питанием организмов и круговоротом веществ в природе. Понимание этого процесса помогает объяснить, откуда берутся органические вещества и почему растения важны для других живых существ. Эти знания пригодятся и при изучении значения растений в природе.

Что запомнить

• Растения относятся к отдельному царству живых организмов.
• Большинство растений содержит хлорофилл.
• При фотосинтезе растения используют свет, воду и углекислый газ.
• В результате фотосинтеза образуются органические вещества и выделяется кислород.
• Растения разнообразны по строению и среде обитания.
• Растения важны для жизни других организмов и человека.