Биология
План урока:
Минеральное питание растений
Все физиологические процессы не могут быть осуществлены без присутствия различных элементов. Растение своими корнями одновременно с водой вбирает из почвы и соли, то есть осуществляется процесс минерального питания. В почве содержатся различные элементы, но не все они нужны организму.
Какие же вещества необходимы для минерального питания растениям? Много времени и труда было затрачено учеными на выяснение этого вопроса. Многочисленными опытами установлено, что для минерального питания растениям необходимы следующие вещества: азот, фосфор, калий, а также некоторые другие.
Так, если растить растение в сосуде с раствором, в котором содержатся все требуемые в питании минеральные вещества, то оно нормально растет, цветет и плодоносит. Но если выращивать то же растение в растворе, в котором недостает какого-либо элемента, то оно вырастает маленьким, а затем погибает от голода.
Таким образом,не давая растению то одной, то другой соли, удалось выяснить, какие вещества необходимы для минерального питания. Из всех необходимых растительному организму элементов мы называем только три, потому что их часто недостает в почве. Познакомимся с ролью некоторых веществ в минеральном питании растений.
У высших растительных существ минеральное питание осуществляется корнями. На поверхности корня находится огромное количество волосков. Посредством их как раз и осуществляется поглощение питательных веществ из земли. Волоски корня соприкасаются с почвенными частичками, что способствует лучшему всасыванию влаги. Поступающий в корневые волоски раствор переходит по клеткам и достигает сосудов. По ним раствор движется к стеблю, а из него – к остальным органам. Этот процесс обеспечивается благодаря корневому давлению.
Проиллюстрировать корневое давление возможно, проводя опыт. У молодого растения, лучше всего комнатного, стебель обрежем чуть выше начала корня, на 4 см. Увлажним землю в горшке теплой водой. На обрезанный стебель поместим резиновую трубочку, а другой конец совместим со стеклянной трубкой. В течение определенного времени будем наблюдать подъем воды по трубке. Эксперимент доказывает наличие корневого давления.
Значение корневого давления в жизни растительного организма велико. Благодаря ему происходит поступление питательных растворов ко всем органам, которые необходимы для различных процессов.
Питательные элементы растительный организм поглощает из почвы, в которой укрепляется корнями. Что же собой представляет почва?
Почва – поверхностный слой земли, покрытый растениями, способный создавать условия для их жизни. Поверхностный слой обладает плодородием, которое зависит от наличия органических веществ.
Органический материал почвы получил название перегноя. Формирование его происходит при перегнивании остатков других организмов. Также в почве имеется песок, глина, минеральные соли, вода, воздух.
Следует учитывать, что впитывая питательные растворы, растительный организм истощает почву, то есть содержание различных элементов снижается. Для восполнения дефицита в почву добавляют минеральные и органические удобрения.
Самым распространенным органическим удобрением считается навоз, который является отходами жизнедеятельности животных. В почве он постепенно перегнивает, и от него остаются различные минеральные элементы. Внесение этого органического удобрения делает почву более рыхлой, она лучше удерживает воду, содержит больше воздуха и питательных элементов.
Жидким органическим удобрением является навозная жижа.Получают ее добавляя к навозу воду.
Особенно богат питательными элементами птичий помет. Его разбавляют водой, получившим настоем поливают землю.
Обогащают почву и считаются органическими удобрениями перегной, торф, компост. Компост специально приготавливают из разных органических отбросов в смеси с землей.
Широко применяются в сельском хозяйстве минеральные удобрения, производимые на заводах. Азотные и калийные удобрения хорошо растворяются в воде, фосфорные же малорастворимые. Все эти минеральные удобрения обыкновенно имеют вид порошков, но нередко их изготавливают в виде гранул.
Установлено, что гранулированные удобрения лучше используются растительными организмами, чем порошкообразные.
Внесение минеральных, а также органических удобрений, производят в разные периоды роста организма. Органические удобрения лучше вносить в почву до посева семян и посадки растений. Минеральные удобрения напротив важны растительному организму уже в период роста. Каждый вид удобрений определенным образом влияет на развитие организма. Так, азотные удобрения затягивают созревание, поэтому их вносят обычно в первую половину лета. Кроме того, они способствуют лучшей перезимовке растений. С этой целью, например, широко применяют осеннюю подкормку озимых культур фосфорными и калийными удобрениями.
В результате минерального питания растение поглощает питательные растворы из почвы,а формирование органических веществ осуществляется при фотосинтезе.
Фотосинтез
Из углекислого газа и воды в зеленых листьях на свету образуются органические вещества, то есть протекает процесс фотосинтеза.
Впервые процесс фотосинтеза был открыт английским химиком Джозефом Пристли в 1771 году.
В дальнейшем исследованию этого сложного явления, происходящего в листьях, посвятил свою жизнь русский ученый К.А.Тимирязев. Он изучал важнейшую роль хлорофилла, а также солнечного света при формировании органических веществ.
Фотосинтез очень сложный и многоступенчатый процесс, который происходит в зеленых частях растений. Зеленый цвет придает хлорофилл, в котором и осуществляется протекание фотосинтеза.
Можно выделить две фазы фотосинтеза:
- Световая фаза фотосинтеза, как видно из названия, осуществляется в светлое время.Энергия солнца достигает молекулы хлорофилла, и она активизируется, воздействуя на воду. Происходит распад молекулы воды и образование кислорода, который выделяется в воздушное пространство. В этой же фазе образуется энергия, нужная для последующего протекания фотосинтеза в растении.
- Темновая фаза очень сложна и может протекать без участия света, однако он участвует в ее регуляции. Веществами, обеспечивающим протекание фотосинтеза в клетках растений является углекислый газ, а также вода.Они принимают участие в различных химических реакциях, способствующих образованию крахмала.
Для нормального протекания процесса фотосинтеза необходимы определенные условия.
- Важным условием протекания фотосинтеза является достаточный объем солнечного света. Рассмотрим это на примере опыта. Поместим какое-либо комнатное растение в темноту и продержим дня два, затем вынем его. Часть листа закроем от света двумя пластинками так, чтобы к этому месту свет не проникал. Затем выставим растение на освещенное место. В конце дня срежем лист, снимем с него пластину. Положим лист в спиртовой раствор и прокипятим. Горячий спиртовой раствор способствует растворению хлорофилла, лист становится бесцветным. Зальем бесцветный лист йодом. Освещенная частичка листа приобретает синий цвет – здесь есть крахмал. Закрытая часть останется желтой — крахмала в ней нет.
Из опыта видно, что все реакции фотосинтеза протекают при наличии одного из основных условий – света.
- Немаловажным условием фотосинтеза является присутствие углекислого газа. Рассмотрим опыт для демонстрации этого условия фотосинтеза.
Растение поместим на свет, прикроем прозрачным колоколом. Вместе с ним поставим сосуд со щелочью — она будет вбирать из воздуха углекислый газ. Со временем внутри колокола снижается количество углекислого газа. К концу дня срежем один лист, обесцветим его спиртовым раствором, а потом обольем йодом. Лист останется желтым.
После проведения опыта становится, очевидно, что без углекислого газа в клетках зеленых листьев крахмал не образуется даже на свету, значит, фотосинтез не протекает.
Подведя итог можно сказать, что основными условиями процесса фотосинтеза являются наличие зеленых листьев, света и углекислого газа. Только в этом случае растительный организм будет формировать органические вещества, необходимые для построения его тела, на образование клеток. Большая часть таких веществ еще и откладывается в запас, к примеру, в семенах, плодах и других органах.
К слову сказать, фотосинтез считается управляемым процессом. Его интенсивность повышается при улучшении освещенности растений, достаточном снабжении их водой и минеральными элементами, поддерживание в теплицах и парниках нужной температуры, а также достаточной концентрации углекислого газа в воздухе.
Дыхание растений
Как и для всех живых существ, для растений характерно дыхание. Каких-то особых органов дыхания у растений нет. Их организм дышит всеми органами непрерывно, и днем, и ночью. В процессе дыхания растения поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
Рассмотрим опыт, доказывающий дыхание органов растения.
В три сосуда помещаем влажные семена, корнеплоды и срезанные ветки растений. Плотно прикрываем эти сосуды и помещаем в темный шкаф на двое суток.
После этого достаем сосуды и проверяем состав воздуха. Для этого опускаем горящую свечу, и она гаснет. Соответственно, если бы в сосуде был кислород, то горение свечи продолжилось, так как он способствует этому процессу. В сосуде кислорода нет, значит,при дыхании клетки растений его поглотили.Однако, там высокое содержание углекислого газа, так как происходит потухание свечи, а, как известно, этот газ не поддерживает горение.
Причем на данном опыте мы можем убедиться, что дыхание происходит не только в листьях, но и во всех других органах растений, к примеру, в семенах и корнеплодах.
В любом организме все процессы жизнедеятельности связаны между собой. Питание из воздуха, то есть фотосинтез, осуществляется лишь теми органами, в которых содержится хлорофилл, главным образом листьями. К клеточному дыханию способны все органы растения – корни, стебли, листья, цветки. При питании из воздуха поглощается углекислый газ и выделяется кислород, а при дыхании наоборот. Получается, что фотосинтез и дыхание растений, прямо противоположные процессы.
Различие фотосинтеза и дыхания можно представить в таблице.
Какова же может быть взаимосвязь между такими разными процессами как дыхание и фотосинтез?
При фотосинтезе растительный организм увеличивает количество органических веществ, происходит их накопление, образование новых клеток и рост тела. Для всего этого растение использует энергию солнечного света и накапливает ее в виде органических веществ. В процессе дыхания организм расходует накопленные вещества и освобождается энергия, необходимая для других процессов. В этом и проявляется взаимосвязь процессов фотосинтеза и дыхания, которую можно отразить в виде схемы.
Оба эти процессы необходимы для жизни растения. При всем этом, они необходимы и для других организмов. Взаимосвязь фотосинтеза и дыхания проявляется также в поддержании постоянства состава воздуха. Питание растений происходит только днем, дыхание – непрерывно, в течение всего времени. Но так как при питании растение выделяет раз в 20 больше кислорода, чем поглощает его при дыхании, то днем, на свету, происходит обогащение воздуха кислородом. Ночью же, в темноте, зеленые растения только дышат, и поэтому в воздухе становится больше углекислого газа.
В науке признано, что кислород, который содержится в атмосфере, выделен зелеными растениями в процессе питания из воздуха. Этим кислородом дышит все живое на планете.
Источник
Жизнедеятельность растений растение получает воду
Вставьте в текст «Жизнедеятельность растения» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем получившуюся последовательность цифр (по тексту) впишите в приведённую ниже таблицу.
Растение получает воду в виде почвенного раствора с помощью ___________ (А) корня. Наземные части растения, главным образом, ___________ (Б), напротив, через особые клетки — ___________ (В) — испаряют значительное количество воды. При этом вода используется не только для испарения, но и как исходный материал для образования органических веществ в ходе процесса ___________ (Г).
| 1) дыхание | 2) корневой чехлик | 3) корневой волосок | 4) лист |
| 5) побег | 6) стебель | 7) устьица | 8) фотосинтез |
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Растение получает воду в виде почвенного раствора с помощью корневых волосков корня. Наземные части растения, главным образом, листья, напротив, через особые клетки — устьица — испаряют значительное количество воды. При этом вода используется не только для испарения, но и как исходный материал для образования органических веществ в ходе процесса фотосинтеза.
Источник
Биология
План урока:
Испарение воды растениями
Растение потребляет из земли минеральные соли, растворенные в воде. Вода требуется для перемещения питательных элементов. Наконец, она нужна для создания органических веществ. Большая же часть воды испаряется листьями растений.
Убедиться в том, что совершается процесс испарения воды у растений очень легко. Возьмем любое растение и введем один из ее листьев, не отрывая его, в чистую сухую прозрачную емкость. Прикроем ватой отверстие емкости и поместим ее на какую-либо подставку. Польем растение теплой водой, оставим его на свету.
Уже через несколько часов на внутренней стенке колбы можно будет видеть капельки воды. Эту воду выделил лист в виде пара. Пар сгустился в капельки воды на стенках колбы.
Опыт показывает, что у растений посредством листьев происходит испарение воды.
Растительный организм способен испарять значительное количество воды, причем у каждого вида по-разному.
Огромную роль в испарении воды играют устьица. Давайте вспомним строение устьиц, для того, чтобы определить какую роль они играют в жизни растений.
Каждое устьице состоит из двух замыкающих клеток, между которыми находится щель. У очень многих растений устьица расположены с нижней стороны листа, но не у всех. Познакомимся на рисунке.
Устьица в жизни растений играют роль форточек, через которые клетки мякоти листа сообщаются с окружающей средой.
Испарение воды во многом зависит от состояния устьиц и условий внешней среды.
Так, днем, на свету, устьица обычно открыты, и испарение идет более активно. Ночью же температура обычно понижается и устьица закрываются. Роль устьиц заключается в регулировании испарения воды у растений. К примеру, в засушливую погоду, когда у растений бывает недостаток влаги, устьица закрываются, и испарения не происходит, так как она необходима для других процессов. И, наоборот, в дождливую погоду, при избытке воды, испарение будет интенсивным. Так проявляется зависимость испарения от условий окружающей среды.
Попробуем выявить, какое значение имеет испарение воды для растений?
Прежде всего, листья, испаряя воду, получают ее из корня и стебля. Вода перемещается и разносит растворенные минеральные соли к органам растений. Соответственно, испарение имеет большое значение в перемещении веществ по растительному организму.
Самое главное значение испарения воды в жизни растений – это предохранение от перегревания солнцем. К примеру, смочите руку и помашите ею – вода испаряется и рука охлаждается. Точно так же в результате испарения воды охлаждаются листья. Причем свою роль регуляторов здесь выполняют устьица. В жаркую погоду в лесу дотроньтесь до листьев деревьев, и вы почувствуете прохладу.
Таким образом, испарение воды в жизни растений имеет приспособительный характер.
Листопад
Еще одним приспособлением растений к снижению испарения воды осенью и зимой считается листопад. Какие же растения можно отнести к листопадным?
У громадного большинства растений листья живут одно лето, поэтому они получили название листопадные. Опадают листья в осенний период и приобретают при этом очень красивую окраску. Что же происходит в листьях в этот период времени?
Весеннюю окраску листьям обеспечивает хлорофилл, в этот период они зеленые. Осенью хлорофилл в листьях разрушается, и они постепенно меняют свою зеленую окраску на желтую, коричневую, оранжевую, красную – самых различных оттенков. Окраску осенних листьев обеспечивают различные пигменты: ксантофилл – пигмент желтого цвета, каротин – оранжевый пигмент, антоцианы – пигменты красного цвета.
Разрушение хлорофилла идет более быстрыми темпами на ярком свету, поэтому в пасмурную дождливую погоду листья дольше сохраняют зеленую окраску. С приходом теплой ясной погоды листья очень быстро приобретают осеннюю окраску.
Листопадные растения мы с вами можем встретить в лесу, парке, на аллеях. Они окружают нас везде, стоит нам выйти на улицу. Примером листопадных растений будут береза, ива, тополь, клен и многие другие.
Листопад является приспособлением к переживанию неблагоприятного времени года. Представьте себе, что наши листопадные растения остались бы на зиму с неопадающей листвой. Листья продолжали бы испарять воду, а добывание ее корнями прекратилось бы из-за промерзания почвы. В этих условиях растениям грозило бы высыхание и гибель.
Помимо этого, вместе с опадающими листьями из растительного организма удаляются находящиеся в листьях ненужные, а иногда и вредные вещества.
Как известно, среди деревьев и кустарников имеются растения, зимующие с зеленой листвой, – сосна, ель, можжевельник и другие. Эти растения получили название вечнозеленые.
Вы уже знаете, что листья этих вечнозелёных растений имеют вид хвоинок и испаряют очень мало влаги. Однако хвоя этих деревьев не вечна. Отрастая каждую весну, она держится у сосны 3–4 года, у ели 6 – 9 лет и более, а затем желтеет и опадает.
Однако, среди хвойных растений встречаются и листопадные виды. К примеру, лиственница в осенний период сбрасывает всю листву. С приходом тепла у нее появляются первые весенние листья – хвоинки.
Вечнозеленые растения встречаются не только у хвойных, но и у цветковых растений есть такие виды. К примеру, брусника, вереск, клюква считаются вечнозелеными кустарничками. Их листья мелкие и плотные, мало испаряют влагу, и поэтому под снегом сохраняются зелеными.
Брусника под снегом
Осенью в смешанном лесу можно встретить листопадные и вечнозеленые растения. Тогда в осеннем лесу можно любоваться не только красными, желтыми, оранжевыми красками, но и зелеными. Очень красив лес осенью! Многие поэты и художники в своих произведениях восхищаются осенним пейзажем.
«Золотая осень» И.И.Левитан
Передвижение веществ в растении
Передвижение воды и веществ у растения начинается с всасывания корнем из земли питательных растворов. Эти растворы минеральных веществ не остаются в корне, а происходит их передвижение по стеблю.
Выясним, особенности передвижения воды и различных веществ по стеблю.
Возьмем веточку дерева и поместим ее в подкрашенную воду. Спустя сутки вынем ее и разрежем стебель вдоль. На срезе видно, что окрасилась древесина, а кора и сердцевина сохранились неокрашенными. Тогда передвижение воды и питательных веществ в растении осуществляется только по древесине. Здесь находятся длинные трубки, именуемые сосудами. Собственно по ним происходит передвижение воды и минеральных веществ.
Рассмотрим листья на вынутой ветке. Подкрашенная вода поднялась по черешку и жилкам и окрасила листья в красноватый цвет. Стало быть, передвижение воды и минеральных веществ происходит по стеблю и проникает к листьям. В жилках листа также есть сосуды, именно по ним и осуществляется передвижение воды и минеральных веществ.
Данный процесс в растительном организме можно использовать для получения различной окраски цветов. Так получают, к примеру, черную или синюю розу, то есть ту окраску, которая не характерна для данного вида. В магазине можно приобрести синюю орхидею, а через определенное время она потеряет окраску и станет белой.
Постепенное превращение синей орхидеи в белую
Давайте рассмотрим на опыте, как же получают цветы необычной окраски. Возьмем белые хризантемы и поместим их в окрашенную разными оттенками воду. В растении вода будет перемещаться по стеблю, и доходить до цветка, который окрашивается в определенный цвет. Этот опыт очень легко провести в домашних условиях, для этого можно использовать любые белые цветы.
По стеблю происходит перемещение и органических веществ. Как известно, они образуются из углекислого газа и воды в зеленых листьях при солнечном свете. Но мы можем обнаружить органические вещества и в корне моркови, и в клубне картофеля, и в семенах гороха, и в плодах яблони. Значит, образующиеся питательные вещества в листьях не остаются, происходит их передвижение по растению к различным органам.
По какой же части стебля происходит передвижение веществ у растений?
Это можно узнать из следующего опыта. Срежем ветку тополя или ивы. На некотором расстоянии от нижнего ее конца осторожно снимем с ветки кольцо коры. Если потом поместить ветку в воду, то через несколько недель выше вырезки коры образуется наплыв или утолщение. Через определенное время на этом утолщении формируются придаточные корни. Ниже вырезки, на ветке, корни или совсем не появляются, или вырастают очень маленькие. Очевидно, что кольцевая вырезка коры мешает передвижению органических веществ по стеблю.Органические вещества скапливаются выше вырезки в виде наплыва. Именно поэтому здесь формируются придаточные корни. Получается, что органические вещества перемещаются в стебле по коре.
Передвижение органических веществ по стеблю происходит ко всем органам растения: растущей верхушке корня, растущей верхушке стебля, к распускающимся листьям, завязывающимся плодам. За счет этих веществ осуществляется образование и рост органов растения.
В растительном организме происходит не только образование органических веществ, но и их запасание. У однолетних растений они откладываются только в плодах и семенах. А у двулетних и многолетних растений отложение происходит также в различных органах: у хрена – в корнях, у ландыша – в корневищах, у картофеля – в клубнях, у лука и чеснока – в луковицах, у капусты в кочерыге и листьях кочана.
У деревьев и кустарников запасы органических веществ откладываются на зиму в стеблях и корнях. Весною они притекают к распускающимся почкам и развивающимся из них побегам. Это процесс получил название сокодвижение. Наблюдать его мы можем, если увидим сломанную ветку березы или недавно спиленный пень. Вытекающий из растения сок называют пасока. В весенней пасоке, кроме воды и минеральных веществ, содержится сахар. Поэтому березовый сок имеет сладковатый привкус.
Прорастание семян
Цветковые растения рано или поздно образуют плоды и семена. Попадая в благоприятные условия, семена прорастают и дают начало молодым растениям.
Какие же условия необходимы семенам для прорастания?
- Наличие воды – одно из условий прорастания семян. Познакомимся на опыте.
Соответственно, для прорастания семян требуется влага. Она необходима для набухания семян, при этом происходит разрыв кожуры и появление зародыша. Влага кроме того нужна для растворения питательных веществ семени. Зародыш способен потреблять питательные вещества только в жидком виде.
Но семенам разнообразных растений нужно разное количество влаги. К примеру, семенам гороха необходимо столько же воды, сколько они весят сами, семенам пшеницы почти в два раза меньше, а семенам проса даже в три раза меньше.
- Для прорастания семян также важен воздух, рассмотрим это на опыте.
Потребность в воздухе у семян растений неодинакова. К примеру, семенам гороха и фасоли нужно немало воздуха, поэтому они не способны прорастать под водой. Семена риса наоборот, способны нормально развиваться под водой. Им нужно совсем немного воздуха, растворенного в воде.
- Условие необходимое для прорастания семян считается тепло.Различные растения относятся к теплу по-разному. Зерна хлебных злаков начинают прорастать при низкой температуре – +1,+2 0 С. Для зерен кукурузы нужна более высокая температура +10,+12 0 С. Высокая температура требуется тем растениям, родиной которых являются страны с жарким климатом. К примеру, родиной огурцов является Индия, поэтому для прорастания семян необходимо много тепла.
Внутри семени находится живой зародыш растения. Если ему дать необходимые условия – воду, кислород и тепло, он начнет усиленно дышать, питаться и расти. Семя от воды набухает, и кожура лопается. Зародышевый корень и стебель пробиваются наружу. Зародыш превращается в проросток.
Проросток – растеньице, развивающееся из зародыша при прорастании семян. Рост проростка происходит постепенно. В первое время питание проростка осуществляется за счет тех веществ, которые отложены в семени.
У фасоли, гороха, тыквы, то есть у двудольных растений, они находятся в семядолях; у пшеницы, кукурузы, большинства однодольных растений они находятся в эндосперме.
Затем появляется корешок, который укрепляется в почве и начинает всасывать воду и питательные вещества. Вслед за корнями начинает расти стебель с листьями. На поверхности почвы появляются всходы.
По мере роста проростка запасные вещества используются на питание, семядоли сморщиваются и отпадают.
«От худого семени не жди доброго племени», — гласит старая русская пословица. Поэтому для посева семян производят их сортировку.
Какие же семена прорастают? Доказано, что из более крупных семян появляются более мощные растения. Объясняется это тем, что в крупных семенах более крупный зародыш и больше питательных веществ.
Для посева пригодны только всхожие семена. У них живой зародыш, и при благоприятных условиях они могут прорасти и дать всходы. Поэтому семена обязательно проверяют на всхожесть.
Для этого отбирают 100 семян, обеспечивают им необходимые условия. У большинства растений семена проращивают в течение 7 дней. Если по истечении этого времени из 100 семян проросло 97, то всхожесть их составляет 97%. Остальные три семени не способны прорасти.
Подготовленные к посеву семена высеваются в разные сроки. От чего же зависит скорость прорастания семян? Определяется она степенью прогрева почвы. В зависимости от требовательности к теплу все растения подразделяются на холодостойкие и теплолюбивые растения. В первую очередь высевают ранние культуры – пшеницу, лен, ячмень, горох морковь и другие. Семена этих растений могут прорастать уже при +1…+3 0 С, а всходы их не страдают от весенних заморозков. Эти растения считаются холодостойкими.
Другие растения, к примеру, кукурузу, просо, томат, сеют в более поздние сроки, когда наступит теплая погода. Это требовательные растения к теплу, привезенные из южных стран.
При посеве семена разных растений заделывают в почву на различную глубину.
Так, семена моркови мелкие, поэтому их сеют на глубину 1-2 см, а более крупные семена кукурузы – на 6-8 см и глубже.
Все вышеперечисленные условия имеют большое значению для получения хорошего урожая.
Источник
