Как живут растения?

Определения и обозначения

Питание растений — получение растением необходимых веществ и образование органических веществ для жизни. Иными словами, растение не просто впитывает готовую пищу из почвы: оно использует полученные вещества, чтобы создавать нужные ему соединения. Без питания невозможны рост, восстановление частей растения и другие жизненные процессы.

Фотосинтез — образование растением органических веществ из воды и углекислого газа на свету; при этом выделяется кислород. Органические вещества служат растению материалом для роста и источником энергии, а часть из них может запасаться. Поэтому фотосинтез помогает растению создавать себе питательные вещества.

Дыхание растений — использование кислорода для получения энергии из органических веществ; при этом выделяются углекислый газ и вода. Энергия нужна клеткам, чтобы выполнять работу и поддерживать жизнь растения. Дыхание не следует путать с фотосинтезом: это другой процесс, который нужен для получения энергии.

Рост растений — увеличение размеров растения и его органов. Он происходит благодаря образованию новых клеток и их увеличению, поэтому со временем меняются высота, длина корней и размеры листьев. Рост помогает растению становиться крупнее и продолжать развитие.

Как это устроено

Растение получает необходимые вещества из окружающей среды, потому что без них его клетки не смогут нормально работать. Корни поглощают из почвы воду с растворёнными минеральными веществами, а листья получают углекислый газ из воздуха. Затем эти вещества используются в жизненных процессах, в том числе при образовании органических веществ. Поэтому корень и листья выполняют разные, но связанные задачи.

В листьях на свету происходит фотосинтез: из воды и углекислого газа растение образует органические вещества. Свет необходим, потому что именно при его участии идёт этот процесс. Полученные вещества растение расходует на жизнь и рост, а часть может откладывать про запас. При фотосинтезе также выделяется кислород, который поступает в окружающий воздух.

Растение дышит постоянно, поскольку энергия нужна ему не только при свете, но и в темноте. Для дыхания оно поглощает кислород и получает энергию из органических веществ, образовавшихся, в частности, при фотосинтезе. Поэтому дыхание происходит и днём, и ночью. При этом выделяются углекислый газ и вода.

Растение растёт и развивается за счёт образования новых клеток и изменения уже существующих. Поэтому увеличиваются его органы, меняются размеры и внешний вид. Развитие — это не только увеличение растения: на определённых этапах могут появиться новые органы, например цветки и плоды. Их появление связано с дальнейшим жизненным циклом растения.

Растения могут размножаться семенами: из семени при подходящих условиях развивается новое растение. Для начала прорастания обычно нужны вода, воздух и подходящее тепло. Вода помогает запустить процессы внутри семени, а воздух и тепло необходимы для жизнедеятельности зародыша. Если важного условия не хватает, семя может не прорасти.

Основные процессы в жизни растений

В таблице собраны основные процессы и подсказки, по которым их можно различать. Сравнивай не только названия, но и то, что происходит и при каких условиях. Например, наличие света относится к фотосинтезу, а дыхание не прекращается ночью.

Разбор задач

Задача 1. Ученик поставил комнатное растение в тёмный шкаф на несколько дней. Объясни, почему это может повредить растению.

1. Определяем, чего лишилось растение: в шкафу нет света.
2. Вспоминаем, что фотосинтез происходит на свету, поэтому без света образование органических веществ прекращается.
3. Учитываем, что растению нужны органические вещества для жизни, а запасы не бесконечны.

Ответ: длительное пребывание в темноте может повредить растению, потому что оно не сможет образовывать органические вещества при фотосинтезе. Запасы будут расходоваться, и их может не хватить.

Задача 2. В опыте листья растения на свету поглощали углекислый газ, а ночью выделяли его. Объясни наблюдение.

1. Сначала учитываем, что на свету в листьях происходит фотосинтез, при котором используется углекислый газ.
2. Затем вспоминаем, что дыхание идёт постоянно и сопровождается выделением углекислого газа.
3. Ночью света нет, поэтому фотосинтез не идёт, а дыхание продолжается. Днём фотосинтез может использовать углекислый газ, поэтому наблюдаемое поглощение связано с ним.

Ответ: ночью листья выделяют углекислый газ при дыхании, а на свету фотосинтез поглощает его. Растение дышит и днём, но на свету одновременно происходит фотосинтез.

Задача 3. Семена фасоли поместили в сухую землю, влажную землю и воду без доступа воздуха. В каких условиях вероятнее появятся проростки и почему?

1. Проверяем наличие воды: в сухой земле её не хватает для запуска прорастания.
2. Проверяем наличие воздуха: в воде без доступа воздуха семени не хватает кислорода для дыхания.
3. Учитываем также тепло: семенам нужна подходящая температура, чтобы зародыш мог развиваться.

Ответ: вероятнее всего проростки появятся во влажной земле, если там есть воздух и подходящее тепло. Сухость мешает получить воду, а отсутствие воздуха препятствует дыханию семени.

Типичные ошибки

• Ошибка: считать, что растения питаются только водой и минеральными веществами. Так думают, потому что корни берут вещества из почвы, но забывают о фотосинтезе. Растение образует органические вещества на свету. Проверь себя: можешь ли ты назвать, что образуется в листьях из воды и углекислого газа?
• Ошибка: думать, что растение дышит только ночью. Ночное выделение углекислого газа заметно в опытах, поэтому дыхание ошибочно связывают лишь с темнотой. На самом деле оно идёт и днём, и ночью. Проверь себя: если убрать свет, прекратится ли дыхание? Нет, прекратится фотосинтез.
• Ошибка: путать фотосинтез и дыхание. Оба процесса связаны с газами, и это может сбить с толку. При фотосинтезе на свету образуются органические вещества и выделяется кислород, а при дыхании кислород используется для получения энергии. Чтобы проверить себя, сравни условия и результаты процессов.
• Ошибка: считать, что для прорастания достаточно только воды. Вода важна, но семени также обычно нужны воздух и подходящее тепло. Это легко проверить, сравнив влажную землю с водой, в которой нет доступа воздуха. Назови все три условия — воду, воздух и тепло — и убедись, что ни одно не пропущено.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в жизни растений, полезно знать, что растение состоит из органов, а корень и листья выполняют разные функции. Эта тема связана с изучением почвы, воздуха и условий жизни организмов: именно из среды растение получает необходимые вещества и условия для развития. Знания о фотосинтезе пригодятся при изучении роли растений в природе и круговорота веществ. Так становится понятнее, как процессы внутри растения связаны с жизнью окружающего мира.

Что запомнить

• Корни поглощают воду и минеральные вещества из почвы.
• Для фотосинтеза необходим свет.
• При фотосинтезе растение образует органические вещества и выделяет кислород.
• Растения дышат постоянно.
• Для прорастания семени нужны подходящие условия.
• Рост и развитие — важные процессы жизни растения.