Жизнь растений

Определения и обозначения

Питание растений — получение веществ, необходимых для жизни и роста. Корни берут из почвы воду и минеральные вещества, а листья производят органические вещества при фотосинтезе. Питание обеспечивает растение материалом для построения новых частей и поддержания жизненных процессов.

Фотосинтез — образование органических веществ из воды и углекислого газа на свету с выделением кислорода. Он происходит главным образом в листьях, где находится хлорофилл — зелёное вещество, улавливающее свет. Фотосинтез помогает растению создавать вещества, которые оно использует для роста и получает из них энергию при дыхании.

Дыхание растений — использование кислорода для получения энергии из органических веществ. Энергия нужна клеткам для роста и других жизненных процессов. Дыхание происходит непрерывно, поэтому растение нуждается в кислороде и днём, и ночью.

Размножение растений — образование новых растений. У цветковых растений новое поколение обычно появляется из семян, образующихся после опыления и оплодотворения. Благодаря размножению растения сохраняются и расселяются на новые места.

Как это устроено

Корневые волоски соприкасаются с почвой и поглощают из неё воду с растворёнными минеральными веществами. Вода нужна клеткам растения, а минеральные вещества участвуют в их работе и построении тканей. Затем стебель проводит воду и растворённые вещества к листьям и другим частям, поэтому повреждение проводящих путей мешает снабжать растение.

В листьях есть хлорофилл, который поглощает энергию света. Она позволяет преобразовать воду и углекислый газ в органические вещества; углекислый газ поступает из воздуха через маленькие отверстия на поверхности листа. При этом образуется кислород, который выходит в окружающую среду. Без света этот процесс не идёт, потому что растению неоткуда получить необходимую для образования органических веществ энергию.

Одновременно с фотосинтезом растение дышит: клетки используют кислород, чтобы высвободить энергию из органических веществ. Эта энергия нужна, например, для образования новых клеток и поддержания их работы. Дыхание происходит и на свету, и в темноте, потому что жизненные процессы не останавливаются ночью. Поэтому фотосинтез и дыхание не следует считать одним и тем же: условия и результат у них различаются.

Рост зависит от сочетания воды, света, тепла и минеральных веществ. Если воды мало, клетки не получают её в достаточном количестве, и растение может увядать; недостаток света мешает фотосинтезу. При низкой температуре жизненные процессы замедляются, а бедная минеральными веществами почва хуже обеспечивает развитие. Даже при достатке остальных условий нехватка одного необходимого фактора ограничивает рост.

У цветковых растений сначала происходит опыление — перенос пыльцы на часть цветка, где находятся семязачатки, а затем оплодотворение. После этого развиваются семена, содержащие зачаток нового растения и запас питательных веществ. Чтобы семя проросло, ему обычно нужны вода, тепло и воздух; свет для начала прорастания подходит не каждому семени. Когда проросток начинает расти, свет становится необходим для нормального фотосинтеза.

Основные процессы жизни растений

Сначала найди в таблице нужный процесс, затем сравни, что происходит и какие условия для этого нужны. Последний столбец показывает, зачем процесс важен для растения. Так можно увидеть, что рост связан с питанием и подходящими условиями, а образование нового растения — с размножением.

Разбор задач

Задача 1. Назови условия, которые нужны комнатному растению для нормального роста. Чтобы ответить, перечислим не только то, что растение получает при поливе, но и другие необходимые факторы. Затем свяжем каждый фактор с его ролью. Это поможет не забыть, что одного ухода водой недостаточно.

1. Вода поступает из почвы через корни и нужна клеткам растения.
2. Свет позволяет листьям проводить фотосинтез и образовывать органические вещества.
3. Тепло поддерживает нормальное течение жизненных процессов, а минеральные вещества из почвы необходимы для развития.

Ответ: комнатному растению нужны вода, свет, тепло и минеральные вещества. Если один из факторов долго отсутствует, развитие будет нарушено, даже когда остальные условия соблюдены.

Задача 2. Почему растение нельзя надолго оставлять в тёмном шкафу, даже если его регулярно поливать? Сначала отделим питание водой и минеральными веществами от образования органических веществ в листьях. Затем вспомним, для какого процесса необходим свет. Полив не может заменить этот процесс.

1. При поливе корни получают воду, но сами по себе вода и минеральные вещества не обеспечивают образование органических веществ.
2. Для фотосинтеза в листьях нужен свет: его энергия используется при образовании органических веществ из воды и углекислого газа.
3. Дыхание продолжается и в темноте, однако оно не заменяет фотосинтез и не создаёт новые органические вещества таким же способом.

Ответ: в тёмном шкафу растение не сможет нормально фотосинтезировать. Даже при регулярном поливе длительный недостаток света лишит его важного условия для образования веществ и роста.

Задача 3. Семена проросли во влажной тёплой почве, но один проросток оказался в темноте. Сравни, как будут развиваться растения, и объясни различия. Нужно различать прорастание семени и дальнейший рост. Для первого свет требуется не всегда, а для фотосинтеза проростка он необходим.

1. Влажная тёплая почва создаёт подходящие условия для начала прорастания обоих семян, если к ним поступает воздух.
2. Проросток на свету сможет развивать листья и проводить фотосинтез, образуя органические вещества.
3. В темноте проросток не сможет нормально фотосинтезировать; его развитие будет ослабленным, даже если семя уже проросло.

Ответ: оба семени могут прорасти при подходящих условиях, но проросток на свету будет развиваться лучше. Темнота не всегда мешает самому прорастанию, зато мешает последующему фотосинтезу.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что растения питаются только водой и минеральными веществами из почвы. Так думают, потому что корни получают эти вещества, но при этом забывают о работе листьев. Органические вещества образуются при фотосинтезе; проверь себя вопросом: что именно создаётся в листьях на свету?

Ошибка — думать, что растения дышат только ночью. Путаница возникает потому, что днём на свету особенно заметен фотосинтез, а процессы дыхания глазом увидеть нельзя. Дыхание идёт постоянно; для проверки вспомни, что клеткам энергия нужна и днём, и ночью.

Ошибка — смешивать фотосинтез и дыхание. Оба процесса связаны с веществами и газами, поэтому их легко перепутать, но у них разные условия и результаты: фотосинтезу нужен свет, а при дыхании используется кислород для получения энергии. Проверь себя, спросив, какой процесс образует органические вещества, а какой высвобождает энергию из них.

Ошибка — считать, что для роста достаточно одного полива. Воду легко заметить и кажется, что именно она решает всё, но растению также нужны свет, тепло и минеральные вещества. Для самопроверки перечисли четыре условия и подумай, что изменится, если убрать любое из них.

Связь с другими темами

Чтобы понять жизнь растения, полезно знать, как устроены его корень, стебель и листья: каждая часть участвует в получении или перемещении веществ. Изучение цветка, опыления и образования семян объясняет, как у цветковых появляются новые растения. А знания о фотосинтезе помогают увидеть связь растений с воздухом, животными и другими организмами: растения выделяют кислород и создают органические вещества, от которых зависит жизнь многих организмов.

Что запомнить

• Корень поглощает воду и минеральные вещества из почвы.
• Листья — основное место фотосинтеза.
• Для фотосинтеза необходим свет.
• При фотосинтезе образуются органические вещества и выделяется кислород.
• Растения дышат и днём, и ночью.
• Для роста растениям нужны подходящие условия.
• Из семени при благоприятных условиях может развиться новое растение.