- Какое строение имеют устьица? Какие функции они выполняют?
- Какое значение для растений имеет вода?
- Испарение воды растениями
- Значение испарения
- знать новые понятия: транспорт веществ, испарение воды, корневое давление, механизм испарения
- уметь объяснять роль транспорта веществ в растительном организме
Растения, как и все живые организмы, нуждаются в воде. Вода, являясь хорошим растворителем, переносит по растению минеральные и органические вещества, обеспечивая все его части питательными веществами.
Что же заставляет воду передвигаться по растению?
Испарение воды растениями
В растительном организме беспрерывно происходят многочисленные процессы: синтез белков, жиров, углеводов и других веществ, их транспорт и использование на процессы жизнедеятельности.
Органические и минеральные вещества не могут самостоятельно передвигаться по растению, они должны быть растворены в воде и уже в виде растворов доставляться ко всем частям растения.
В клетках перемещение цитоплазмы обеспечивает равномерное поступление питательных веществ и воды ко всем органоидам клетки.
Клеточные стенки имеют отверстия — поры. Через них цитоплазмы соседних клеток сообщаются между собой, образуя тонкие канальцы. Вместе с цитоплазмой от клетки к клетке перемещаются и питательные вещества.
Органы растения также сообщаются между собой посредством проводящих тканей, образующих волокнисто-проводящие пучки. Они проходят через всё тело растения, объединяя все его органы в единое целое.
- Вспомните строение сосудов и ситовидных трубок.
- В каких слоях стебля растения они находятся?
- Какие вещества и в каком направлении по ним передвигаются?
Так, благодаря проводящей системе все органы растения обеспечиваются минеральными и органическими веществами. По сосудам, расположенным в древесине, минеральные вещества поднимаются от корня, а по ситовидным трубкам, находящимся в лубе, органические вещества оттекают от листьев ко всем органам, в том числе и в корень.
В органических веществах более всего нуждаются растущие органы, где они быстро расходуются. Часть органических веществ откладывается в запас в сердцевине стебля, в корнях, плодах или стеблях растений.
Проводящие ткани в процессе эволюции впервые появляются у наземных растений. Благодаря проводящей системе каждый орган, ткань и клетка растения обеспечены необходимыми для жизнедеятельности веществами. Наличие проводящей системы обеспечивает большую высоту многих растений, например эвкалипты царственные могут достигать более 100 м в высоту.
Вы можете установить, по каким частям стебля происходит транспорт веществ в растении. Для это проведём несложные опыты.
Опыт 1. Срежьте побег растения и поставьте его в подкрашенную чернилами воду. Через двое суток сделайте поперечный и продольный разрез стебля. Вы увидите, что часть стебля окрасилась (рис. 1). Окрашиваются сосуды древесины, по которым поднимаются вверх минеральные вещества. Клетки луба при этом не окрасятся.
Вывод: минеральные вещества перемещаются по клеткам древесины.
Рис. 1. Опыт, доказывающий передвижение минеральных веществ по древесине
Рис. 2. Опыт, доказывающий отток органических веществ по клеткам луба
Опыт 2. На срезанном побеге растения удалим кольцо коры, тем самым мы перерезаем ситовидные трубки луба, по которым органические вещества оттекают сверху вниз (рис. 2). Поставим побег в воду. Место среза обрастает раневой пробкой — клетками, защищающими место пореза. Теперь органические вещества не могут перетекать ниже места ранения и будут накапливаться выше среза. Большое количество органических веществ будет стимулировать образование придаточных корней.
Вывод: органические вещества перемещаются по клеткам луба.
Значение испарения
Транспорт веществ по растению возможен благодаря корневому давлению (рис. 3) и испарению (рис. 4).
Поступление питательных веществ в растение начинается с поглощения их корневыми волосками. Далее по проводящей системе корня минеральные вещества поднимаются выше и достигают всех органов растения.
Корневое давление — это сила, вызывающая восходящий ток воды от корней к побегам.
Рис. 3. Опыт, демонстрирующий наличие корневого давления
Опыт 3. На рисунке 3 изображён опыт, демонстрирующий наличие корневого давления. Срежем комнатное растение, оставив пенёк около 10 см высотой. На него наденем резиновую трубку, соединённую со стеклянной трубкой. Если полить почву в горшке тёплой водой, то в скором времени мы сможем наблюдать, как вода из стеклянной трубки начинает вытекать.
Вывод: вода поглощается корнями и поднимается вверх по стеблю.
Величина корневого давления обычно составляет от 1 до 3 атм. Этого достаточно, чтобы по проводящей системе поднимать воду на высоту более 100 м, даже у невысоких растений.
Вода, поступившая в листья, частично используется на фотосинтез, но это всего 0,2 %. Основная же часть влаги будет испаряться через устьица. Они регулируют количество испаряемой воды. В жаркий день большинство устьиц закрыто, чтобы сохранить воду. В прохладные дни устьица максимально открыты.
В устьица пары воды попадают через межклетки, окружающие клетки мякоти листа. Основная влага для испарения поступает из них.
Доказать, что листья растения испаряют влагу, можно следующим опытом.
Рис. 4. Опыт, доказывающий испарение листьями воды
Опыт 4. Лист или побег комнатного растения поместим в стеклянную колбу на штативе. Горлышко колбы плотно закроем ватным тампоном. Через сутки на стенках колбы можно обнаружить капельки воды.
Вывод: листья растений испаряют влагу.
Чтобы вычислить, сколько же воды испаряется растением за определённый промежуток времени, проведём следующий опыт.
Рис. 5. Опыт, позволяющий установить количество испарённой растением воды
Опыт 5. Срежем ветку комнатного растения и поставим его вводу. На поверхность воды нальём тонкий слой растительного масла для предотвращения испарения с поверхности воды. Поставим колбу с растением на одну чашу весов и уравновесим гирями (рис. 5).
Через сутки чаша с растением окажется выше: это означает, что она стала легче. Вычислив разницу в массе колбы с растением в начале опыта и в конце, можно определить количество влаги, испарённой за сутки веткой растения.
Испарение имеет большое значение в жизни растения. Вода, испаряясь с поверхности листьев, освобождает в побеге место для свежей порции воды с минеральными веществами. Так вода в растении не застаивается, а постоянно обновляется и к клеткам непрерывно поступают минеральные вещества. В жаркие дни растениям грозит опасность перегрева, но благодаря испарению часть энергии покидает растение и оно не перегревается.
Контрольные вопросы
- Каково значение испарения в жизни растения?
- В чём заключается роль устьиц?
- Какие клетки обеспечивают транспорт веществ по растению?
- Благодаря каким процессам обеспечивается передвижение воды от корня к листьям?
- Что понимается под корневым давлением?
Транспорт веществ по растению обеспечивается проводящей системой растения — сосудами и ситовидными трубками. По сосудам минеральные вещества поднимаются от корня вверх, по ситовидным трубкам органические вещества оттекают от листьев ко всем органам. Транспорт минеральных веществ и воды в растении возможен благодаря наличию корневого давления и испарения. В испарении воды большую роль играют устьица, регулирующие количество испаряемой влаги.
