§ 16. Растение — живой организм

Определения и обозначения

Организм — живое существо, части которого взаимосвязаны и совместно обеспечивают его жизнь. Растение считают единым целым, потому что его органы не действуют независимо: корень, стебель и листья участвуют в общих процессах. Если нарушена работа одной части, это может повлиять на другие органы.

Обмен веществ — поступление в организм веществ, их преобразование и использование, а также удаление ненужных продуктов. Растение получает вещества из почвы и воздуха, перерабатывает их и расходует на жизненные процессы. Без обмена веществ клетки не смогли бы расти и поддерживать свою работу.

Фотосинтез — образование органических веществ из углекислого газа и воды на свету с участием хлорофилла. Хлорофилл — зелёное вещество, помогающее клеткам листа использовать световую энергию. При фотосинтезе выделяется кислород, а образованные вещества нужны растению для роста и жизнедеятельности.

Дыхание растения — процесс, при котором органические вещества расщепляются и высвобождается энергия. Эта энергия необходима клеткам для роста и других жизненных процессов. Дыхание происходит и на свету, и в темноте, поэтому его нельзя путать с фотосинтезом.

Как это устроено

Растение состоит из органов и тканей, но живёт как единый организм. Органы выполняют разные задачи, а ткани связывают их работу и помогают перемещать вещества. Например, корень получает воду, стебель проводит её к листьям, а листья участвуют в образовании органических веществ. Поэтому действие каждого органа поддерживает жизнь остальных частей.

Для нормальной жизни растению нужны вода, минеральные вещества, углекислый газ и свет. Воду и растворённые в ней минеральные вещества корень поглощает из почвы, а стебель помогает доставлять их к другим органам. Углекислый газ поступает из воздуха в листья, а свет достигает их снаружи. Эти условия нужны растению не сами по себе: они позволяют клеткам получать и преобразовывать вещества.

В листьях на свету из воды и углекислого газа образуются органические вещества — например, сахара. Этот процесс называется фотосинтезом, а его осуществление связано с хлорофиллом в клетках листа. Образованные вещества растение использует как материал для построения новых частей и как источник энергии. При фотосинтезе также выделяется кислород, который поступает в окружающую среду.

Дыхание происходит в клетках растения и не прекращается с наступлением темноты. При дыхании органические вещества расщепляются, и клетка получает энергию для своей работы. Для этого процесса используется кислород, поэтому растение дышит и ночью, когда фотосинтез не идёт. Фотосинтез создаёт органические вещества на свету, а дыхание высвобождает энергию из этих веществ.

Рост и развитие заметны, когда растение увеличивается и со временем меняется: например, образует новые листья и цветки. Оно также может изменять положение частей в ответ на условия среды, например направлять побег к свету. Образование новых растений при размножении помогает сохраняться виду. Все эти проявления связаны с работой клеток, получением веществ и использованием энергии.

Жизненные процессы растения

В таблице собраны процессы, по которым можно судить о жизнедеятельности растения. Сопоставляйте не только название процесса и его значение, но и то, что происходит внутри растения. Так проще увидеть, как разные процессы дополняют друг друга.

Разбор задач

Задача 1

Условие. Объясните, почему растение нельзя считать просто набором отдельных органов. Нужно не перечислить части растения, а показать, как их работа связана. Для ответа проследим, как органы участвуют в общих процессах.

1. Корень поглощает из почвы воду и минеральные вещества.
2. Стебель проводит воду к листьям и поддерживает их, а листья получают углекислый газ и используют свет.
3. В листьях образуются органические вещества, которые нужны самому растению; взаимосвязь органов помогает обеспечивать эту работу.

Ответ. Растение — единый организм, потому что его органы связаны и выполняют согласованные функции. Корень, стебель и листья не могут полностью заменить друг друга. Нарушение работы одного органа способно повлиять на жизнедеятельность всего растения.

Задача 2

Условие. Растение несколько дней находилось в темноте. Можно ли утверждать, что оно перестало дышать? Чтобы ответить, нужно различить фотосинтез и дыхание, а не считать их одним процессом. Сначала выясним, какой из них зависит от света.

1. Фотосинтез требует света, поэтому в темноте он не происходит.
2. Дыхание идёт в клетках и не требует света; при нём расщепляются органические вещества и высвобождается энергия.
3. Следовательно, отсутствие света прекращает фотосинтез, но не означает прекращения дыхания.

Ответ. Нет, утверждать это нельзя: растение продолжает дышать и в темноте. Оно расходует органические вещества, а клетки получают энергию при их расщеплении. Темнота мешает фотосинтезу, а не самому дыханию.

Задача 3

Условие. Растение поливали, но держали в темноте и лишили доступа к углекислому газу. Объясните, почему нормальный рост затруднён. В условии есть вода, но остальные условия фотосинтеза отсутствуют. Проследим, к чему это приводит.

1. Для фотосинтеза нужны свет, вода, углекислый газ и хлорофилл.
2. В темноте нет света, а без доступа углекислого газа растение не получает одно из исходных веществ для фотосинтеза.
3. Поэтому образование органических веществ затруднено, хотя полив обеспечивает поступление воды.

Ответ. Одной воды недостаточно для нормального фотосинтеза: растению также нужны свет и углекислый газ. При недостатке фотосинтеза образуется меньше органических веществ, используемых для роста. Поэтому нормальное развитие растения затрудняется.

Типичные ошибки

Считать, что растения только питаются готовыми органическими веществами, — неверно: при фотосинтезе они сами образуют такие вещества из воды и углекислого газа. Так можно ошибиться, если забыть, что корень и листья получают разные исходные вещества. Проверьте себя вопросом: что образуется в листьях на свету? Если в ответе есть органические вещества, представление о процессе верное.

Фотосинтез и дыхание — разные процессы, и дыхание не прекращается ночью. Путаница возникает, когда оба процесса связывают только с газообменом растения. Проверка простая: выясните, нужен ли процессу свет; он необходим для фотосинтеза, но не для дыхания.

Кислород нужен растению не только при фотосинтезе: он также используется при дыхании. Ошибку допускают, когда замечают лишь выделение кислорода листьями на свету и не учитывают работу клеток. Чтобы проверить ответ, вспомните, что при дыхании органические вещества расщепляются, а энергия высвобождается.

Органы растения не независимы друг от друга. Такое впечатление может возникнуть из-за того, что корень, стебель и листья выглядят и действуют по-разному. Проверьте себя, проследив путь воды от почвы к листу: связь органов становится очевидной, а нарушение работы одной части может затронуть всё растение.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что живые организмы состоят из клеток и нуждаются в веществах и энергии. Знания о корне, стебле и листе помогают понять, как растение получает и перемещает вещества между органами. Представления о фотосинтезе и дыхании пригодятся при изучении питания растений, обмена веществ и круговорота веществ в природе. Так отдельные темы складываются в объяснение жизни растения и его роли в окружающей среде.

Что запомнить

• Растение — целостный живой организм.
• Органы растения взаимосвязаны.
• Для фотосинтеза необходим свет.
• При фотосинтезе образуются органические вещества и выделяется кислород.
• Дыхание происходит в клетках растения постоянно.
• Рост, развитие и размножение — признаки жизнедеятельности растения.