§ 17. Как питаются растения?

Определения и обозначения

Питание растений — это поступление из окружающей среды нужных веществ и образование из них веществ, необходимых для жизни. Растению они нужны для роста, построения новых частей и других процессов. Поэтому питание включает не только получение веществ, но и их дальнейшее использование.

Корневое питание — поглощение корнями воды с растворёнными минеральными веществами из почвы. Минеральные вещества — это вещества почвы, которые нужны растению в небольших количествах. Корневое питание снабжает растение водой и этими веществами.

Воздушное питание — поступление углекислого газа из воздуха и образование органических веществ в листьях на свету. Органические вещества, например сахар, растение использует для жизни и роста. Это объясняет, почему одних воды и почвы растению недостаточно.

Фотосинтез — образование органических веществ из воды и углекислого газа при участии света и хлорофилла. Хлорофилл — зелёное вещество, которое находится в клетках зелёных частей растения и участвует в использовании света. Фотосинтез помогает растению самостоятельно создавать органические вещества.

Как это устроено

На корнях есть корневые волоски — тонкие выросты клеток, которые соприкасаются с почвой. Благодаря им поверхность корня становится больше, а значит, больше участков может поглощать воду с растворёнными веществами. Без этих выростов корню было бы труднее получать всё необходимое из почвы. Поэтому особенно активно поглощают вещества молодые участки корня с корневыми волосками.

Вода из почвы проходит через корневые волоски в корень. Вместе с водой поступают растворённые минеральные вещества, после чего вода перемещается по растению к стеблю, листьям и другим органам. Так растение получает воду не только у корня, но и в тех частях, где она нужна для жизни и образования веществ. Если почва сухая, корням становится труднее поглощать воду, а её перемещение по растению нарушается.

Углекислый газ находится в воздухе и поступает в листья через небольшие отверстия на их поверхности. В листьях есть хлорофилл, который помогает использовать энергию света. На свету вода и углекислый газ участвуют в образовании органических веществ. Именно поэтому растение, которому хватает воды, но которое долго находится в темноте, не может нормально образовывать эти вещества.

Корневое и воздушное питание работают вместе: корни доставляют воду и минеральные вещества, а листья получают углекислый газ. В зелёных частях растения на свету эти вещества участвуют в фотосинтезе. Образовавшиеся органические вещества нужны растению для роста и построения его частей. Значит, ни корни, ни листья не обеспечивают всё питание по отдельности.

Для нормального питания важны почва, вода, свет и воздух. Из почвы корни получают воду с растворёнными минеральными веществами, а из воздуха листья — углекислый газ. Свет необходим для фотосинтеза, а хлорофилл помогает использовать его в зелёных частях растения. Если одного из этих условий не хватает, питание нарушается, даже когда остальные условия подходят.

Как растение получает вещества для питания

Сначала сравните, откуда поступают вещества и через какие части растения они входят. Затем посмотрите, чем отличаются необходимые условия и дальнейшая судьба веществ. Таблица показывает, что два вида питания различаются, но вместе помогают растению получать всё необходимое.

Разбор задач

Как вода попадает из почвы в растение?

Условие: ученик полил растение водой и хочет понять, как она может оказаться внутри растения. Нужно проследить путь воды от почвы до корня. При этом следует учитывать, что воду поглощают не листья, а корень и его корневые волоски.

1. После полива вода оказывается в почве вокруг корней.
2. Вода соприкасается с корневыми волосками. Их многочисленные выросты увеличивают поверхность, через которую корень может поглощать воду.
3. Вода проходит через корневые волоски в корень, а затем перемещается к другим органам растения.

Ответ: вода из почвы попадает в растение через корневые волоски, проходит в корень и оттуда перемещается дальше. Если в почве растворены минеральные вещества, они поступают вместе с водой.

Почему одного полива недостаточно?

Условие: растение несколько дней находилось в темноте, хотя его регулярно поливали. Нужно объяснить, почему при наличии воды оно всё равно не получает всё необходимое для нормального питания. Для ответа важно различать поступление веществ через корни и образование органических веществ в зелёных частях.

1. Полив помогает корням получать воду, а вместе с ней — растворённые минеральные вещества из почвы.
2. Но растение также получает углекислый газ из воздуха через листья.
3. Для образования органических веществ из воды и углекислого газа необходим свет и участие хлорофилла.
4. В темноте фотосинтез не может идти нормально, поэтому одного полива недостаточно.

Ответ: вода обеспечивает корневое питание, но не заменяет свет. Без света растение не может нормально образовывать органические вещества, поэтому ему нужны и корневое, и воздушное питание.

Что будет при уменьшении количества углекислого газа?

Условие: растение поместили под прозрачный колпак, где постепенно становилось меньше углекислого газа. Требуется предположить, как это повлияет на образование органических веществ. Прозрачность колпака позволяет свету проникать внутрь, но не восполняет запас углекислого газа.

1. Углекислый газ поступает из воздуха в листья и участвует в фотосинтезе.
2. Для фотосинтеза нужны и другие условия: вода, свет и хлорофилл.
3. Если углекислого газа становится меньше, одного света и полива недостаточно, чтобы процесс шёл как обычно.
4. Поэтому образование органических веществ будет замедляться.

Ответ: при уменьшении количества углекислого газа образование органических веществ замедлится, потому что он нужен для фотосинтеза. Прозрачный колпак пропускает свет, но не заменяет углекислый газ.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что растение получает готовую пищу только из почвы. Так можно подумать, потому что корни находятся в почве и через них поступают нужные вещества. Но корни поглощают воду с минеральными веществами, а органические вещества растение образует само. Проверьте себя: не называете ли вы воду и минеральные вещества готовой пищей?

Ошибка: путать воду с растворёнными минеральными веществами и готовые органические вещества. Их могут смешивать, потому что все они нужны растению. Однако это разные вещества: первые поступают из почвы, а органические образуются в зелёных частях. Чтобы проверить ответ, уточните, откуда поступает каждое названное вещество.

Ошибка: полагать, что фотосинтез происходит в корнях. Возможно, это кажется логичным, потому что корни поглощают воду, которая нужна для образования органических веществ. Но фотосинтез происходит в зелёных частях растения, прежде всего в листьях. Проверьте себя: назвали ли вы место, где есть хлорофилл и используется свет?

Ошибка: считать, что для образования органических веществ достаточно воды и почвы. Вода важна, но такой ответ не учитывает углекислый газ, свет и хлорофилл. Без них фотосинтез не может идти нормально. Проверьте себя, перечислив все условия: вода, углекислый газ, свет и хлорофилл.

Связь с другими темами

Чтобы понять питание растений, нужно знать, что корень поглощает вещества из почвы, а лист является органом растения. Эти сведения помогают представить путь веществ от почвы и воздуха к разным частям растения. Тема также опирается на общее знание: растениям, как и другим живым организмам, нужны вещества и энергия.

Понимание питания пригодится при изучении строения листа: его особенности связаны с получением углекислого газа и использованием света. Позже можно подробнее изучить фотосинтез и узнать, как вещества перемещаются в природе. Так питание растений связывается с круговоротом веществ в природе.

Что запомнить

• Корни поглощают из почвы воду с растворёнными минеральными веществами.
• Корневые волоски помогают корню поглощать вещества.
• Листья получают из воздуха углекислый газ.
• На свету в зелёных частях растения образуются органические вещества.
• В образовании органических веществ участвуют вода, углекислый газ, свет и хлорофилл.
• Растению необходимы и корневое, и воздушное питание.