§9. Живые царства. Растения

Определения и обозначения

Царство растений — группа живых организмов, объединённых общими признаками. К растениям относят травы, кустарники и деревья, а также многие водные и мелкие растения. Их объединяют не по одному признаку, например не только по цвету, а по совокупности особенностей. Понятие царства помогает учёным упорядочивать разнообразие живой природы.

Фотосинтез — образование органических веществ из воды и углекислого газа на свету. Для процесса нужны свет, вода и углекислый газ, который растение получает из воздуха или воды. При фотосинтезе в окружающую среду выделяется кислород. Это понятие объясняет, как растение создаёт вещества, необходимые ему для жизни и роста.

Хлорофилл — зелёный пигмент растений, поглощающий свет. Пигмент — вещество, которое придаёт тканям определённую окраску. Хлорофилл помогает растению использовать энергию света при фотосинтезе. Поэтому он нужен не просто для зелёного цвета: с его помощью растение получает энергию для образования органических веществ.

Автотрофы — организмы, которые сами образуют органические вещества из неорганических. К таким веществам относятся, например, вода и углекислый газ. Большинство растений является автотрофами и создаёт органические вещества при фотосинтезе. Этот термин помогает отличить их от организмов, которые получают готовую пищу.

Как это устроено

Растения выделяют в самостоятельное царство, потому что у них есть общий набор особенностей, отличающий их от животных. Большинство растений способно образовывать органические вещества из неорганических при фотосинтезе, тогда как животные получают готовую пищу. Растения также могут сильно различаться по внешнему виду, поэтому для определения царства учитывают не один заметный признак, а их сочетание. Так становится понятнее, почему зелёная окраска сама по себе ещё не доказывает, что организм — растение.

Большинство растений содержит хлорофилл, который придаёт им зелёную окраску. Он поглощает свет, а энергия света используется в фотосинтезе. Без использования этой энергии растение не могло бы образовывать органические вещества описанным способом. Однако окраска может быть неяркой или скрытой другими пигментами, поэтому не каждое растение обязательно выглядит зелёным.

Во время фотосинтеза растение использует воду и углекислый газ, а источником энергии служит свет. Из этих неорганических веществ образуются органические вещества, которые нужны растению для роста и жизнедеятельности. Одновременно выделяется кислород, попадающий в окружающую среду. Значит, фотосинтез важен и для самого растения, и для живых организмов вокруг него.

Органические вещества, образованные растениями, становятся пищей для животных и человека напрямую или через другие звенья питания. Например, растениями питаются травоядные животные, а ими могут питаться хищники. Кислород, выделяемый при фотосинтезе, нужен многим организмам для дыхания. Поэтому жизнь множества существ зависит от того, что растения создают пищу и обогащают окружающую среду кислородом.

Растения встречаются на суше и в воде, бывают крошечными и очень крупными. Трава, кустарник и дерево отличаются размерами и строением, а водные растения приспособлены к жизни в другой среде. Такое разнообразие помогает растениям обитать в разных местах и выполнять важную роль в природных сообществах. При этом внешние различия не отменяют общих признаков, по которым растения объединяют в одно царство.

Признаки растений и их значение

Сопоставляй признак со второй колонкой, чтобы понять, как он проявляется, а затем смотри, почему он важен для растения или других организмов. Таблица показывает, что отдельные свойства растений связаны между собой. Например, хлорофилл помогает использовать свет, а фотосинтез приводит к образованию органических веществ и выделению кислорода.

Разбор задач

Задача 1. Ученик увидел зелёный организм на берегу пруда. Можно ли только по зелёной окраске уверенно заключить, что это растение?

1. Сначала отметим признак, который заметил ученик: организм зелёный.
2. Зелёный цвет часто связан с хлорофиллом, но встречается и у других организмов. Значит, окраска может подсказать, что стоит проверить, но не даёт окончательного ответа.
3. Нужно учитывать совокупность признаков и выяснить, как устроен организм и как он получает органические вещества. По одному цвету отнести его к царству растений нельзя.

Ответ. Нет, одной зелёной окраски недостаточно. Нужно учитывать другие признаки организма.

Задача 2. В опыте растение поместили на свет, обеспечив его водой и воздухом. Какой процесс может происходить и какое вещество выделяется?

1. Для фотосинтеза нужны свет, вода и углекислый газ. Воздух содержит углекислый газ, а в условии есть свет и вода.
2. Сопоставим условия опыта с условиями процесса: они позволяют предположить, что растение может фотосинтезировать. Хлорофилл поглощает свет, и его энергия используется в этом процессе.
3. При фотосинтезе образуются органические вещества, а в окружающую среду выделяется кислород. Значит, следует назвать именно кислород.

Ответ. Может происходить фотосинтез; выделяется кислород.

Задача 3. Составьте объяснение, почему растения важны для животных и человека, используя сведения о фотосинтезе и образовании органических веществ.

1. Вспомним, что при фотосинтезе растения образуют органические вещества. Эти вещества нужны растениям и могут стать пищей для других организмов.
2. Проследим путь пищи: человек или животное может питаться растениями либо животными, которые питались растениями. Поэтому растения лежат в основе многих цепей питания.
3. Добавим второй результат фотосинтеза: выделение кислорода. Он необходим для дыхания многих животных и человека, значит, растения важны не только как источник пищи.

Ответ. Растения образуют органические вещества, которые служат пищей людям и животным прямо или через другие организмы, и выделяют кислород, необходимый для дыхания.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что любой зелёный организм относится к растениям. Так думают, потому что зелёный цвет часто связан с хлорофиллом, но этот признак не уникален. Проверь себя: можешь ли ты назвать другие особенности организма, а не только его окраску? Для определения царства нужна совокупность признаков.

Ошибка — утверждать, что растения получают готовую пищу из почвы. Такое представление возникает потому, что корни поглощают вещества из почвы. Но из почвы поступают вода и минеральные вещества, а органические вещества большинство растений образует при фотосинтезе. Проверь себя: различаешь ли ты воду и минеральные вещества и готовую органическую пищу?

Ошибка — путать фотосинтез с дыханием. Эти процессы связаны с жизнью растения, но это не одно и то же; фотосинтез происходит на свету и приводит к образованию органических веществ. Путаница появляется, если объединять все процессы растения в один. Проверь себя: можешь ли ты назвать условия фотосинтеза и его результат?

Ошибка — думать, что для фотосинтеза достаточно одного света. Свет нужен, но он не заменяет исходные вещества, используемые в процессе. Также необходимы вода и углекислый газ. Проверь себя: перед ответом перечисли все условия, а не только самое заметное.

Связь с другими темами

До изучения растений полезно знать, что живые организмы объединяют в группы по общим признакам. Дальше эта тема поможет разобраться в строении растительной клетки и органов растений: станет понятнее, как части растения участвуют в его жизни. Роль растений пригодится и при изучении пищевых цепей, круговорота веществ и экосистем. Во всех этих темах важно, что растения создают органические вещества и влияют на жизнь других организмов.

Что запомнить

• Растения образуют отдельное царство живой природы.
• Большинство растений содержит зелёный пигмент хлорофилл.
• Фотосинтез происходит на свету.
• Для фотосинтеза нужны вода и углекислый газ.
• При фотосинтезе образуются органические вещества и выделяется кислород.
• Растения служат источником пищи и кислорода для многих организмов.