Испарение воды растениями

Испарение воды растениями — Науколандия

Растения испаряют большое количество воды; больше, чем используют на процессы жизнедеятельности. Испарение осуществляется в основном через листья. Вода поступает в листья из корней по стеблям. Корни всасывают воду из почвы.

Испарение воды растениями также называют транспирацией.

Значение испарения

Зачем же растениям всасывать большое количество воды из почвы, если потом они всё-равно ее испаряют?

Во-первых, растения всасывают не только воду, но и растворенные в ней минеральные вещества. Их не так много. Поэтому, чтобы удовлетворить потребность в минеральных веществах, растению требуется «прогнать» через себя большое количество воды. Излишки воды при этом испаряются. А сам процесс испарения, наряду с корневым давлением, способствует поднятию воды из корней в листья.

Во вторых, испарение способствует охлаждению растения. Принцип тот же, что потоотделение у животных. Вода обладает большой теплоемкостью («вмещает», «поглощает» в себя большое количество тепла). Поэтому, когда растение на солнце начинает перегреваться, оно испаряет большое количество воды. Водяной пар уносит из растения излишки тепла.

В третьих, вода нужна самому растению. Много воды содержится в клетках, она участвует во многих химических реакциях в клетках, является средой для протекания остальных реакций. Если бы на Земле не было воды, то жизнь бы не возникла.

Это связано с тем, что в клетке протекает множество химических реакций, которые возможны лишь в водной среде. Следует особо отметить, что вода участвует в процессе фотосинтеза.

В частности, из воды и углекислого газа образуется органическое вещество.

Устьица

Большинство растений испаряют воду в основном нижней стороной листа. Здесь среди бесцветных клеток покровной ткани есть особые образования — устьица. Они состоят из пары зеленых клеток, способных образовывать между собой щель.

Количество устьиц на листе большое, у разных видов растений разное. Все зависит от приспособленности растений к конкретным условиям обитания.

Когда растению требуется испарить воду, устьица открываются, между их клетками образуется щель, и через нее выходят водяные пары. Внутри листа есть много межклетников, куда из клеток выходит часть воды. В межклетниках вода находится в виде пара. Когда устьица открываются, вода из межклетников выходит за пределы листа.

Обычно у растений устьица открыты днем, а ночью закрыты. Однако, если растению не хватает воды, то оно закрывает устьица, стараясь уменьшить испарение.

Листья и испарение

У растений произрастающих в разных условиях окружающей среды выработались некоторые свои приспособления к испарению воды листьями.

У растений обитающих во влажном теплом климате большие листовые пластинки. Такие растения испаряют много воды.

Растения засушливых жарких мест имеют очень маленькие листья. Это позволяет им испарять меньшее количество воды. Тем же самым приспособлением обладают растения, произрастающие в холодном климате. Здесь воды в жидком состоянии также недостаточно.

Существуют и другие (не только размер листовой пластинки) приспособления к увеличению или уменьшению испарения. Так листья многих растений покрыты волосками, восковым налетом. Это препятствует испарению.

У водных покрытосеменных растений устьица расположены на верхней стороне листа. Это увеличивает испарение. Такое приспособление связано с тем, что недостатка воды такие растения не испытывают, а испарять нижней стороной листа практически невозможно. Ведь большинство листьев лежат на воде.

Процесс транспирации: испарение через лист, способствующие факторы и характеризующие показатели

Рост растения в большой степени зависит от воды. Любой организм будет нормально развиваться и функционировать, только когда все его составные будут получать достаточное количество влаги. Процесс обмена воды между растительностью и окружающей средой довольно сложен и многофункционален и называется транспирацией.

Испарение воды растениями

Транспирация — это процесс получения растениями водного потока и испарение влаги. Вода является необходимым элементом для роста и развития растения, но для этого её используется лишь 10%, остальные 90% – приходятся на испарение. Она защищает растительность от перегрева и улучшает поступление минеральных и органических веществ, попадающих с потоком воды в стебли и листву от корней.

Транспирация позволяет растению:

• получать постоянный запас питательных элементов и полезных минералов;
• принимать солнечную энергию и регулировать температуру;
• поддерживать охлаждение листвы с жаркое время суток;
• обеспечивать процесс вегетативного размножения.

Влияющие факторы

Транспирация у растительных организмов зависит от размера и численности проводящих сосудов, количества устьиц. Не менее важное значение имеет толщина кутикулы, структура коллоида и насыщенность сока клеток.

Из-за испарения в клетках листвы образуется всасывающая сила, поэтому водяной поток направлен снизу вверх по всей длине стебля.

Благодаря такому процессу длительное время не вянут срезанные ветки и цветущие растения, помещённые в вазу, наполненную водой.

Среди факторов, в большой степени влияющих на процесс испарения, имеют место свет, температура воздуха, ветер, насыщенность воздуха водяным паром:

• Благодаря свету устьице открываются и улучшается проникаемость содержимого клетки листа и клеток, для испарения воды. Из-за поглощения лучей солнца хлорофиллом повышается температура листвы. Кроме того, процесс транспирации становится сильнее, что понижает температуру испаряющих листьев, и они не перегреваются. Испарение при свете на 30—40% выше нежели в темноте.
• Если повышается температура воздуха, испарение усиливается. Происходит это из-за ускорения потока водных молекул и быстроты проникновения паров воды с верхнего слоя коллоидов оболочки клеток.
• Сила ветра влияет на ход транспирации в двустороннем направлении. Ветер заменяет влажный слой воздуха, находящийся над листвой, на сухой, поэтому влияет испарение воды из межклетников листьев. Из-за колыхания листа порывами сильного ветра закрываются щели устьиц, что способствует снижению процесса испарения.
• Влияние насыщенности воздуха водяным паром происходит следующим образом: чем ниже влажность воздуха, тем медленнее протекает транспирационный процесс — и наоборот.

  Разведение калифорнийских червей в домашних условиях

Транспирация на протяжении суток

Рано утром испарение слабое. Чем выше поднимается солнце и температура воздуха, тем сильнее становится транспирация. Вечером — ниже, ночью — сводится до минимума.

В самое жаркое время дня устьица закрываются, а растение обезвоживается, из-за чего происходит ещё один минимум транспирации. Также в течение суток могут быть два максимума.

Правильный суточный ход лучше всего наблюдается при отсутствии облаков на небе.

Показатели процесса

Характерными знаками испарения влаги у растительности являются:

• интенсивность испарения;
• относительная транспирация;
• коэффициент;
• продуктивность.

Формула интенсивности транспирации — количество влаги, испаряющееся единицей площади листа в единицу времени. В продолжительности 24 часов у разных растительных организмов она разная: в дневное время у большего количества растений она составляет 15—250 грамм в час на 1 м², в ночное время — от 1 до 20 граммов.

Транспирационный коэффициент указывает на то, какое количество воды нужно затратить растению, чтобы создать 1 грамм сухого вещества. Для верного его расчёта, кроме сухой листвы, учитывается вес корневой системы и стебля.

Самый верный расчёт можно произвести для однолетних растительных организмов: в среднем его составная величина 300—400 г.

Благодаря тому, что с помощью транспирационного коэффициента можно высчитать требуемое растению количество воды, его нередко применяют для расчёта объёма воды, используемого для полива.

Продуктивность транспирации показывает, какое количество грамм сухого вещества растение накопило в период испарения 1 килограмма воды. В среднем она составляет 3 грамма, может изменяться от 1 до 8 грамм.

Виды транспирации

Лист, как орган транспирации, играет главную роль в процессе испарения. Состав листа:

1. Эпидермис (называемый также кожицей) — покров внешней стороны, содержащий в себе один ряд клеток, защищающих растение от бактерий, повреждений от факторов окружающей среды, пересыхания. Кожицу покрывает ещё один восковой слой, который называется кутикула.
2. Мезофилл или основная ткань. Располагается между верхним и нижним слоями кожицы.
3. Жилки, благодаря которым обеспечивается поток воды с питательными веществами.
4. Устьица — поры, которые находятся на верхнем или нижнем слое эпидермиса. Через них происходит испарение и газообмен. В зависимости от того, достаточное ли количество в них содержится, устьица способны как открываться, так и закрываться.

  Лечение хлороза на листьях растений и у человека

Процесс испарения листьями осуществляется через кутикулы или устьица.

Прежде всего, испарение начинается с поверхности главной клеточной ткани. Происходит потеря клетками влаги, натягивается поверхностная часть листа, и воде становится сложно испаряться.

У разных растительных организмов численность устьиц тоже различная. На поверхности одного и того же размера испарение воды происходит значительно быстрее несколько маленьких щелей, чем через одну крупную. Даже через полузакрытые устьице скорость транспирации не падает.

У молоденькой листвы кутикула слаборазвита, поэтому испарение в большинстве случаев составляет 0,5 от общей интенсивности. У взрослых листьев устьичная транспирация сильнее кутикульной в 10—20 раз.

У растительности на местности с постоянной влажностью устьичное и кутикульное испарения равные.

На регулирование кутикульной транспирации влияет толщина и целостность кутикулы и иных слоёв, покрывающих поверхность листа и защищающих его.

Регулирование водного баланса

Основное количество воды растение впитывает с помощью корней из почвы. Благодаря своему чуткому реагированию на насыщенность почвы влагой, корням присуща способность изменять направление роста в сторону усиленной влажности. Некоторые растения могут принимать воду и своими надземными частями. Примером являются мох и лишайник.

Вода, которая поступает в растительный организм, растекается по всем его частям и применяется для процессов, необходимых для роста и здорового развития растения. Самая малая часть приходится на фотосинтез, большое количество влаги поддерживает тургор (наполненность ткани). Ещё часть воды предназначается для восстановления влажности после испарения.

Водный баланс распределён в правильных пропорциях, если поглощаемое растением количество воды пропорционально распределено с её расходом на требуемые для нормального развития организма процессы. Если срок сбоя водного баланса маленький, растение сможет справиться с нарушениями. Но при длительных сбоях возможна гибель растительности.

  Спанбонд: применение на даче, характеристики и свойства

Итак, правильный водный баланс как и испарение в жизни растений просто необходимы для жизнедеятельности и здорового развития каждого растительного элемента.

Биология в лицее

Испарение воды растениями

Известно, что вода имеет жизненно важное значение для любого организма. Тогда почему растение испаряет воду? Все ли растения имеют одинаковые потребности в воде? Наша цель – выяснить, какие именно функции вода выполняет в растении.

Доказательство испарения воды листьями. Капельки воды, появившиеся на стенках колбы (см. рис.), свидетельствуют только об одном – листья испаряют воду. В результате обмена веществ в клетках основной ткани листа, на поверхности клеток появляется парообразная вода. Затем она проходит в межклетники и испаряется через открытые устьичные щели.

Растение может регулировать интенсивность процесса испарения, увеличивая или уменьшая устьичную щель. Замыкающие клетки устьиц обладают способностью закрывать щель при переработке воды в растении. При закрытых устьицах водяной пар накапливается в межклетниках и испарение с поверхности клеток мякоти прекращается.

Незначительное количество воды испаряется и через клетки кожицы.

Водный обмен в растении. Большую часть воды растение получает из почвы с помощью корневых волосков корня. По сосудам корня вода с растворёнными в ней минеральными солями поступает в сосуды древесины стебля. Наконец, она попадает через сосуды жилок листа к каждой клеточке основной ткани.

Здесь часть воды используется в процессе фотосинтеза, другая часть – во многих химических процессах преобразования веществ. В результате разложения органических веществ до углекислого газа и воды, она освобождается, выделяется из клетки и испаряется.

Заметим, что большинство химических процессов идёт именно в водных растворах, поэтому поступление воды в клетку должно быть постоянным. Почему же клетка выделяет воду? Это помогает притоку новых порций водных растворов минеральных веществ из почвы.

Вода затем испарится, а минеральные вещества останутся в растении, образуя так называемое сухое вещество. Они войдут в состав различных соединений организма растения.

Следовательно, водный ток в растении идёт снизу вверх – от корней к листьям. Снизу вода подаётся корнем, вверху листья её испаряют. Таким образом, ток воды с растворёнными веществами становится непрерывным.

При нормальном водном обмене в благоприятных условиях растение испаряет до 95 % воды, полученной из почвы.

В процессе фотосинтеза на создание органического вещества используется совсем небольшая её часть (из 1 литра – 1,5–2 г).

Посмотрите видеофрагмент “Экологические группы растений по отношению к воде” – http://depositfiles.com/files/yhngh6201

Интерактивный урок-тренажёр. (Выполните все задания урока)

Вода необходима для протекания всех процессов жизнедеятельности растений. Водный обмен происходит во всех органах растений и складывается из нескольких этапов:

– поглощение водного раствора корнями из почвы;

– передвижение водных растворов по сосудам древесины;

– поступление водных растворов в клетки и участие воды в многообразных химических процессах;

– выделение воды при реакциях разложения;

– испарение воды с поверхности клеток, а затем и с поверхности листьев.

Интенсивность испарения зависит от температуры, освещённости, влажности, силы ветра. У растений выработались специальные приспособления к излишней потере воды.

Испарение воды растениями

Испарение воды растениями.

Испарение воды растениями — сложный физико-биологический процесс, который называют транс-пирацией. Растение при помощи корневой системы всасывает воду из почвы и испаряет ее через листовую поверхность. Испарение имеет двоякое значение для растений.

Во-первых, вода, поднима­емая из почвы, представляет собой раствор различных минераль­ных солей, которые служат для питания и роста растений; во-вторых, испаряя воду, растение понижает свою температуру.

Чтобы избежать перегрева в полуденные часы, растение вынуж­дено испарять значительные количества воды.

Количество воды, необходимое растению для образования еди­ницы массы сухого вещества растительности, называют коэффи­циентом транспирации.

Коэффициент транспирации зависит от вида растения и его сорта, от состояния растения и фазы его развития, от состояния внешней среды — атмосферы, почвы, солнечной радиации. В це­лом за период вегетации в зависимости от перечисленных факто­ров для многих культурных растений умеренного климата коэф­фициент транспирации меняется от 300 до 800.

Скорость испарения воды растениями в посеве зависит в ос­новном от влажности воздуха, освещенности и температуры тех органов растений, с поверхности которых происходит испарение. Прямая радиация резко увеличивает испарение.

Ветер непрерыв­но относит от растения воздух, обогащенный' водяным паром, заменяет его более сухи»'и таким образом усиливает испарение. Большое влияние скорости ветра на испарение растений отмечал К. А.

Тимирязев, приводя примеры, когда испарение возрастало в 2—3 раза (по сравнению с безветрием) даже при скорости вет­ра всего 3 м/с.

Значительное влияние на интенсивность транспирации оказы­вает влажность корнеобитаемого слоя почвы. При прочих равных условиях транспирация уменьшается с уменьшением влажности почвы.

Растения в зависимости от условий произрастания имеют различные регулирующие системы и приспособления (опушение и восковой налет на листьях, различную ориентацию листьев и др.

), которые позволяют уменьшать испарение, экономно расхо­довать воду.

Сумму испарения воды с поверхности почвы и транспирации называют суммарным испарением. Суммарное испарение сельско­хозяйственных полей зависит как от метеорологических факторов, так и от мощности растительного покрова, биологических особенностей    растений,    глубины   корнеобитаемого   слоя, агротехника и т. п.

Испарение непосредственно измеряют испарителями или вы­числяют по уравнениям теплового и водного -баланса и по другим теоретическим и эмпирическим формулам. Практически его обыч­но характеризуют высотой испарившегося слоя воды, выражен­ной в миллиметрах.

Для измерения испарения с водной поверхности используют испарительные бассейны площадью 20 и 100 м2, а также испари­тели с площадью поверхности 3000 см2 (ГГИ-3000).

Испарение в таких бассейнах и испарителях определяют по изменению уров­ня воды с учетом выпадения осадков.

Однако условия испарения в небольших бассейнах и сосудах не вполне соответствуют естест­венным, так как нормальный обмен влагой и теплом в них нару­шается. Поэтому результаты измерений испарения при помощи испарителей являются приближенными.

Испарение с поверхности почвы (из слоя почвы 0—50 см) из­меряют почвенным испарителем ГГИ-500-50. В зоне недостаточ­ного увлажнения применяют испаритель ГГИ-500-100 (для слоя почвы 0—100 см). Измеряют испарение почвенными испарителя­ми только в теплое время года.

Наиболее совершенным прибором является гидравлический почвенный испаритель (ГПИ). Это сложная установка, в которой монолит почвы массой около 400 кг при площади испаряющей поверхности 2000 см2 помещен в поплавок, находящийся в баке с водой. Глубина погружения монолита меняется в зависимости от испарения.

Способ расчета испарения методом водного баланса изложен в разделе 6.3.4.

Суточный и годовой ход испарения

Испарение в естественных условиях происходит непрерывно, но в течение суток скорость испарения изменяется. Ее максимум приходится на 13—14 ч, когда наиболее велики температура ис­паряющей поверхности, дефицит насыщения водянога пара и ско­рость ветра.

Ночью температура испаряющей поверхности пони­жается, дефицит насыщения и скорость ветра уменьшаются, что уменьшает скорость испарения иногда до нуля и даже до отри­цательных значений. Это означает смену испарения противопоч ложным процессом — конденсацией водяного пара из атмосферы на земную поверхность.

Наиболее резко выражен суточный ход испарения в летние месяцы.

В годовом ходе испарения максимум в северном полушарии наблюдается в июле, минимум в ноябре—декабре. С высотой ко­личество водяного пара в атмосфере быстро убывает, суточный и годовой ходы испарения сглаживаются.

При сопоставлении суточного и годового хода испарения с со­ответствующим ходом влажности и температуры воздуха видно, что ход испарения соответствует ходу дефицита насыщения и температуры воздуха.

Испарение воды листьями. Листопад. Видеоурок. Биология 6 Класс

Питательные и минеральные вещества перемещаются по органам растений исключительно в виде водных растворов. Вода – необходимый компонент для фотосинтеза. Но большинство воды растение теряет путем испарения через листья.

Транспирация – процесс испарения воды листьями.

Опыт: взять горшок с растением. Одну из его веток, не отрезая, поместить в стеклянную колбу. Закрыть горлышко колбы ватой. Через некоторое время стенки колбы будут покрыты мельчайшими капельками воды.

Испарение воды можно оценить количественно.

Опыт: срезать ветку растения с крупными листьями и поставить ее в бутылку с водой. На поверхность воды налить растительного масла, что не даст ей испаряться через горлышко.

Поставить бутылку на чашу весов. Уравновесить чаши гирями (см. Рис. 1). Уже через сутки воды станет меньше, и чаша весов с бутылкой поднимется вверх.

Снова уравновесив чаши весов, можно выяснить, сколько воды испарила ветка растения.

Рис. 1. Уравновешенные чаши весов

Внутри листа вода по межклетникам проходит к устьицам, и главным образом, испаряется через них (см. Рис. 2). Остальная поверхность листа защищена от испарения воскоподобным слоем кутикулы. Особенно много воды испаряют молодые листья.

Рис. 2. Срез листа; стрелками указано испарение воды

В зависимости от температуры и влажности воздуха, растения могут открывать или закрывать устьица. При неблагоприятных условиях устьица закрыты, а при благоприятных открываются снова.

Частичное испарение воды может происходить через кутикулу листков и чечевичку коры, но оно происходит в 10-20 раз медленнее, чем через устьица.

Растения разных видов испаряют разное количество воды, которое зависит от их строения и размеров. Так, за сутки растение кукурузы испаряет до 0,8 л воды, растение капусты – до литра, березы – до 60 л.

В пасмурную погоду испарение менее интенсивно, чем в жаркий солнечный день.

Наибольшее количество воды испаряется при сильном сухом ветре.

Испарение воды листьями способствует передвижению воды в теле растения (см. Рис. 3).

Рис. 3. Передвижение воды в теле растения

Вместе с корневым давлением, испарение воды создает ту силу, которая поднимает воду из корней растения в листья. Вместе с водой поднимаются минеральные вещества.

Испарение воды охлаждает листья растений, располагающиеся на ярком солнечном свету.

Чем крупнее листья растений (чем большую площадь поверхности они имеют), тем больше влаги они испаряют. Поэтому растения влажных мест обитания имеют крупные листья (японский банан (см. Рис. 4)). А у растений сухих мест обитаний листья меньше (тамарикс).

Рис. 4. Японский банан

Также испарение воды регулируется открыванием и закрыванием устьиц.

Зимой растения умеренных широт не могут корнями впитывать холодную или замерзшую воду. Поэтому, если бы они сохраняли листья, то это привело бы к высыханию. Таким образом, осенью листья растений умеренных широт обычно опадают. Это явление называют листопад.

Листопадные растения – растения, которые хотя бы недолго пребывают в состоянии без листьев.

Вечнозеленые растения – растения, листья которых сохраняются всю зиму (ель, сосна, вереск обыкновенный (см. Рис. 5), клюква, брусника).

Рис. 5. Вереск обыкновенный

Их листья малы и испаряют мало влаги. Листья вечнозеленых кустарничков защищены от испарения слоем снега. Под снегом зимуют вечнозеленые травы (гравилат, земляника, чистотел).  Каждый лист таких растений живет несколько лет, затем опадает.

Листопад связан со старением листьев, в результате которого постепенно уменьшается интенсивность фотосинтеза и дыхания. К осени в листьях растений накапливаются ненужные и вредные вещества. И вместе с опавшими листьями эти вредные вещества удаляются из тела растения.

В процессе старения листка у двудольного растения около его основания формируется слой отделения. При этом проводящие элементы закупориваются, и раневая поверхность превращается в листовой рубец. У однодольных и травянистых двудольных растений шар отделения не образуется, а листья отмирают и разрушаются постепенно, вместе со стеблем.

Лабораторная работа

Приготовьте спиртовые вытяжки из зеленых и желтых листьев растения. Налейте их в чашки Петри. В каждую чашку опустите кончик длинной полоски фильтровальной бумаги. Через некоторое время на бумаге появятся полосы, соответствующие растительным пигментам. Посмотрите на количество полос и их окраску. Назовите пигменты зеленых и желтых листьев.

Прокипятите красные листья растений (свеклы, клена, краснокочанной капусты). Полученные растворы разлейте по разным банкам. В одну из банок по каплям прибавляйте слабый раствор уксусной кислоты.

Следите за изменением окраски раствора. В другую банку по каплям добавляйте раствор слабой щелочи (питьевая сода). Наблюдайте за изменением окраски раствора.

Изменение окраски происходит по причине содержания в красных листьях пигмента антоциана.

Осенью листья желтеют по причине разрушения хлорофилла, что делает заметными желтые и оранжевые пигменты.

Лабораторная работа

Поставить в воду, окрашенную красными чернилами, молодой побег какого-либо дерева. Через несколько суток выньте побег из воды и смойте с него чернила. Отрежьте кусочек нижней части побега. Рассмотрите его поперечный и продольный срезы. Объясните причину появления полосок красного цвета.

Знаете ли вы, что…

Леса, состоящие из деревьев различных видов, испаряют различное количество воды. За одно лето гектар елового леса испаряет 2240 тонн воды, букового – 2070 тонн, соснового – 470 тонн.

Береза высотой около 15 м каждый год сбрасывает около 250 000 листьев, общей массой около 35 кг.

Листья вечнозеленых растений живут от 2 до 7 лет.

Список литературы

1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В.   Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил.
2. Тихонова Е.Т., Романова Н.И. Биология, 6. – М.: Русское слово.
3. Исаева Т.А., Романова Н.И. Биология, 6. – М.: Русское слово.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Biologiya-uroki.ru (Источник).
2. Fizrast.ru (Источник).
3. Bsu.ru (Источник).

Домашнее задание

1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В.   Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил. – с. 175, задания и вопрос 1, 5 (Источник).
2. Почему осенью изменяется цвет листьев растений?
3. Какое значение в жизни растений имеет транспирация?  
4. *  Листья клена желтеют уже в начале осени, березы – чуть позже. Практически до самых холодов стоят листья сирени. Когда желтеют и опадают листья растений, растущих в вашем дворе? Подумайте, с чем это может быть связано?

Испарение воды растением. Листопад

В растении идет постоянный процесс транспирации — испарения влаги через листья, стебли, цветки. Наиболее активную роль в процессе транспирации играет листва. Во-первых, ее поверхность самая большая, во-вторых, у листьев есть специальные приспособления для испарения. Каково значение транспирации?  

• Чем активнее испарение через листья, тем больше ток воды от корня. Нужно понимать, что растение постоянно впитывает воду с минеральными веществами. В теплое время года этот процесс не останавливается. Так что активное испарение — залог того, что механизм (словно качающий насос) работает исправно, влага поступает в корни, идет вверх по растению, частично усваивается и большей частью испаряется.
• При испарении воды идет охлаждение листа. В природе листва растений нередко подвергается перегреву. Транспирация дает возможность листу охлаждаться — точно так же, как человек, потея в жару, охлаждает перегретый организм. Однако в сухом климате есть риск обезвоживания, поэтому растение стремится уменьшить испарение воды.

Как растение защищается от излишнего испарения воды?

• Толстые стенки кожицы с плотной кутикулой не пропускают ценную воду наружу, как происходит у агав, например.
• Листовая пластинка уменьшается и видоизменяется, как у степного ковыля или пустынного кактуса.
• Эпидермис (кожица) покрывается волосками у сенполии, крапивы, герани — одноклеточными или многоклеточными выростами, которые к тому же защищают лист от поедания, выделяют эфирные масла, запасают воду.
• Испарение, наконец, регулируется посредством устьиц. Мало воды в листе — устьица закрываются, пары воды остаются в межклетниках.

Листопад и его значение

Осенний листопад — одно из самых красивых явлений природы. Мы привыкли к нему и мало задумываемся о его механизмах.

Однако листопад — важный процесс для растения, и, кстати, имеет прямое отношение к тому, о чем мы говорили выше: к защите растения от пересыхания. По критерию листопада растения бывают вечнозеленые и листопадные.

Вечнозеленые имеют многолетние листья-иглы, например, листья сосны жизнеспособны 2-4 года, ели — дольше, до 7 лет. Итак:

• Листопад — защита от иссушения. Основной объем воды испаряется через крону, а если листвы нет, то почти нет и испарения, растение в холодный период засыпает, все процессы замирают, а минеральные вещества сохраняются.
• Снижается вероятность поломки побегов из-за снега. Нередко бывают ранние снегопады, мокрый снег всей тяжестью падает на облиственные ветки, ломая их. Если бы это происходило всю зиму, то весну встречали бы сплошь искалеченные деревья и кустарники. А после листопада голые ветви готовы к зиме.
• Со старыми листьями растение избавляется от вредных веществ. Здесь, кстати, встает не решенный пока вопрос уборки и сжигания листьев в городах. С одной стороны, листва в природе должна перегнивать и убирать ее нельзя, с другой — городские кроны собирают за теплый сезон все вредные вещества.    

Как происходит опадение листа?

• До опадения листа между его основанием и стеблем формируется слой пробки — отделительный слой, который некоторое время сохраняет связь с проводящими пучками.
• В пазухе листа до опадения листа формируется пазушная почка.
• На месте опавшего листа формируется листовой рубец, покрытый пробкой.

Значение для растения испарения воды листьями. Листопад

“Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 класс”. В.В. Пасечник

Вопрос 1. Какое значение для растения имеет испарение воды листьями?
Испарение, наряду с корневым давлением, способствует передвижению воды в растении. Испарение воды создает силу, под влиянием которой вода поднимается вверх по стеблю. С токами воды передвигаются и минеральные вещества.

У видов, интенсивно испаряющих воду, разница между температурой воздуха и температурой листа может достигать 15oС. Интенсивность испарения регулируется при помощи устьиц. Освещение листа приводит к открыванию устьиц, в темноте они закрыты. Устьица закрываются также днем, в сильную жару. Происходит это следующим образом. Замыкающие клетки устьиц содержат хлоропласты.

При освещении листа в них начинается фотосинтез, образуются сахара и осмотическое давление в клетках возрастает. Вследствие усиленного притока воды тургор замыкающих клеток увеличивается, их стенки растягиваются и устьичная щель раскрывается.

При отсутствии фотосинтеза (в темноте) и при усиленном испарении воды в жаркий день тургор замыкающих клеток ослабевает и устьица закрываются.
Таким образом, испарение воды растением имеет огромное значение для жизнедеятельности растения. Испарение называется транспирацией.

Вода испаряется через всю поверхность тела растения, но особенно интенсивно через устьица в листьях. Значение транспирации: она принимает участие в передвижении воды и растворенных веществ по телу растения; способствует углеводному питанию растений; защищает растения от перегрева.

Вопрос 2. Как влияют на испарение воды растениями условия внешней среды?
Интенсивность испарения зависит от внешних условий среды и состояния устьиц. У некоторых растений устьица открыты только днем, а на ночь закрываются.

При недостатке воды устьица таких растений закрываются даже днем, и выделение водяного пара из листьев в воздух прекращается. В благоприятных условиях устьица открываются снова. При разных условиях внешней среды одно и то же растение испаряет разное количество воды.

Например, в пасмурную погоду воды испаряется меньше, чем в солнечный день. При сильном сухом ветре испарение идет сильнее, чем в тихую погоду.

Вопрос 3. Каково значение устьиц?
Через устьица происходит газообмен с окружающей средой, а также испарение воды. У растений испарение регулируется открыванием и закрыванием устьиц.

Вопрос 4. Каково значение воды в жизни растений?
Вода необходима для всех жизненно важных процессов, происходящих в организме растений, в том числе для образования органических веществ в процессе фотосинтеза.

Вопрос 5. Каково значение листопада?
Листопад представляет собой адаптацию растений к сезонным изменениям климата, из-за которых происходит уменьшение испарения воды осенью и зимой.

С понижением температуры всасывание воды корнями снижается, и поэтому растение может обезводиться и погибнуть. Сбрасывание листвы уменьшает общую площадь поверхности дерева, что предотвращает поломку ветвей при снегопаде.

Кроме того, за счет сбрасывания листьев растения освобождаются от вредных и ненужных веществ.

Вопрос 6. Отчего изменяется окраска листьев?
Перед листопадом хлорофилл разрушается, а каротиноиды становятся видимыми. Они придают желтую, оранжевую и красную окраску листьям.

Испарение воды растениями. Листопад. Передвижение воды и питательных веществ в растении

Растения примерно на 80% состоят из воды, которая поступает в растение из почвы через корневые волоски, и поднимается вверх ко всем органам и тканям растения по сосудам.

Вода не­обходима для передвижения питательных веществ. Часть её используется на образование органических ве­ществ. Главная же масса воды испаряется через устьица листьев в воздух.

Чтобы доказать, что листья испаряют воду, проведём небольшой эксперимент. Наклоним  ветку с листьями и, не отрезая её от растения, поместим в стеклянную колбу. Горлышко колбы закроем ватой. Через некоторое время стенки колбы покроются капельками воды. Её испарили листья.

Можно определить количество воды, испаряемой растением. Возьмём три пробирки, нальём в них одинаковое количество воды, в две пробирки на поверхность воды нальём масло.  Оно покроет воду и не даст ей испаряться с поверхности.

Срежем ветку с листьями какого-нибудь растения и поставим в третью пробирку. Уже через сутки воды в пробирке без масла станет меньше, так как часть её испарится. В третьей пробирке воды станет меньше всего.

Значит, вода поднялась вверх по растению и испарилась через листья.

Разные растения испаряют разные количества воды. Одно можно сказать точно, так это то, что растения испаряют очень много воды. Для примера одно растение подсолнечника испаряет за день от 3 до 4 стаканов воды, капуста – 5 стаканов, а берёза в жаркий день испаряет до 6 вёдер воды. Представляете, сколько воды может испариться, если этими растениями будет засеян целый гектар земли.

При разных условиях даже одно и тоже растение испаряет разные количества воды. Например, в тени воды испаряется меньше, чем при солнечном освещении; при сильном сухом ветре испарение идет сильнее, чем в тихую погоду.

Испарение зависит от окружающих условий и состояния устьиц. Если растениям достаточно воды, устьица открыты днём и ночью.

У некоторых растений устьица открыты только днём, а на ночь закрываются.

При недостатке воды устьица таких растений закрываются даже днём и выделение водяного пара из листьев в воздух прекращается. Когда наступают благоприятные условия, устьица снова открываются.

Испарение играет в жизни растений большую роль. Ярко освещённые солнцем листья сильно нагреваются. При испарении листья охлаждаются и растение не перегревается.

Испарение способствует передвижению воды в растении. Благодаря испарению листьями вода поступает через корни по стеблю в листья. С токами воды передвигаются и минеральные вещества.

У растений испарение регулируется открыванием и закрыванием устьиц.

Чем крупнее листья растений, чем больше их поверхность, тем больше испаряется воды. В этом легко убедиться, проделав следующий опыт.  Поставим в две одинаковые пробирки с водой по одной веточке комнатного растения с мелкими и крупными листьями. Уровень воды быстрее понизится в пробирке, в которой находится ветка с крупными листьями.

Органические вещества образуются в листьях в результате фотосинтеза. Для нормальной жизнедеятельности растения вода и питательные вещества должны поступать во все его ор­ганы. Все растение пронизано проводящими тканями.

По одним проводящим тканям движется вода с рас­творёнными минеральными веществами, по другим — раствор органических веществ. Проводящие ткани объ­единяются в сосудисто-волокнистые пучки, часто окружённые прочными волокнами механической ткани.

Со­судисто-волокнистые пучки проходят по всему стеблю, соединяя корневую систему с листьями.

Воду и минеральные вещества корень поглощает из почвы. Но эти вещества не остаются в корне, а поднимаются по сосудам вверх и поступают в стебель, листья, цветки, плоды и семена.

Разберёмся, каким путём вода и минеральные вещества попадают из корня в другие органы растения.

Рассмотрим срез побега с ветки, поставленной в окрашенную воду. Краска окрасила только древесину. В опыте краска как бы заменяла минеральные вещества, растворённые в воде. Растворы этих веществ, как и подкрашенная вода, поднимаются от корня вверх внутри стебля по сосудам древесины.

Так же можно увидеть, как вода поднимается по стеблю в листья, окрашивая их жилки. Сосуды проходят через стебель, ответвляются в листья и разветвляются там. По этим сосудам вода и поступает в листья.

Как вы уже знаете, крахмал, образовавшийся в листьях, превращается в сахар и поступает во все органы расте­ния. Рассмотрим, как это происходит.

На стебле комнатного растения осторожно сделаем кольцевой надрез. Удалим с поверхности стебля кольцо коры и обнажим древесину. На стебле укрепим пакет с водой. Окольцованную ветку поставим в воду.

Через несколько недель на ветке выше кольца появляется утолщение в виде наплыва. На нём начнут развиваться придаточные корни. Видимо, в этом месте скопились какие-то вещества.

Вспомним строение стебля липы.

Он состоит из кожицы, пробки, первичной коры, луба, камбия, древесины и сердцевины. В лубе расположены ситовидные трубки, по которым передвигаются органические вещества из листьев в другие органы растения. Окольцевав ветку, мы перерезали ситовидные трубки. Органические вещества, оттекающие из листьев, дошли до кольцевой вырезки и скопились там.

На поверхности свежего среза у растения всегда образуется раневая пробка. Клетки, находящиеся под раневой пробкой, энергично делятся.

Они используют питательные вещества, скопившиеся перед кольцевым надрезом. Вскоре возникает кольцеобразный наплыв, заживляющий рану.

Из наплыва развиваются придаточные корни, а у некоторых растений — и почки. Итак, органические вещества передвигаются по лубу.

Зная, как передвигаются в растении питательные вещества, человек может управлять их движением. Например, если обрезать боковые побеги у томата и винограда, можно направить к плодам те органические вещества, которые использовались бы при развитии удаленных побегов. Это ускорит созревание плодов и увеличит урожай.

Не все органиче­ские вещества используются для питания растений и роста его молодых органов сразу. Часть веществ откла­дывается в запас в клетках плодов, семян, корней и стеблей. Вы уже знаете, что корнеплоды моркови, свёклы, репы и некоторых других растений — это свое­образные кладовые питательных веществ.

Все вы, конечно, бывали в осеннем лесу или парке. Листья многих  растений стали жёлтыми и красными. Да и количество их на деревьях уменьшилось. И только ели и сосны выглядят почти так же, как летом. Это вечнозелёные растения.

Мелкие плотные листья этих растений, слабо испаряют воду и сохраняются под снегом. Называя некоторые растения вечнозелёными, надо помнить, что листья этих растений не вечны.

Они живут несколько лет и опадают, но не одновременно.

 Осенью листья деревьев желтеют и краснеют из-за разрушения пигмента зелёного цвета — хлорофилла. Хлоропласты постепенно превращаются в хромопласты, что и придает листьям оранжево-бурую  и красную окраски. Со временем жёлтые и красные листья опадают.

Это явление называется листопадом. Листопад играет большую роль в жизни растений. Вместе с опадающими листьями из растений удаляются вредные вещества, которые накапливаются в них к осени.

Перед листопадом питательные вещества, образовавшиеся в листьях, перемещаются к зимующим почкам.

Листопад — это ещё и приспособление растений к уменьшению испарения воды осенью и зимой.

С наступлением холодов корни многих растений перестают всасывать воду с растворёнными в ней минеральными веществами. Когда же листья опадают, растения предохраняют себя от высыхания.

Кроме того, зимой во время сильных снегопадов покрытые листьями ветки скорее всего обламывались бы под тяжестью снега.

Значение воды в жизни растений. Испарение воды листьями

Значение воды в жизни растений. Вода имеет очень важное значение для растительного организма. Ее недостаток приводит к замедлению роста и в конечном счете приводит к его гибели. Вода участвует и влияет на следующие процессы:

1. Образование органических веществ в ходе фотосинтеза невозможно без участия воды. Недостаток влаги приводит к полному прекращению фотосинтеза в листьях и других зеленых частях растения.

2. Вода осуществляет транспорт растворенных веществ — сахаров, минеральных солей и т. д. Вещества в организме растений не могут перемещаться в сухом виде. Поэтому транспорт любых веществ по организму растений осуществляется в виде растворов.

Как вы помните, растворенные минеральные (неорганические) вещества переносятся по сосудам ксилемы — древесины, а органические вещества по ситовидным трубкам луба — флоэмы.

3. Если бы листья не испаряли воду, то растворы перестали бы подниматься по стеблям на большие расстояния. Это особенно важно для высоких древесных растений.

Поскольку силы, с которой клетки корня выталкивают водные растворы в стебель, не хватает для того, чтобы вода достигла листьев. Процесс испарения способствует продвижению воды по стеблю, как бы подгоняя ее вверх.

4. Вода составляет значительную часть массы живых клеток. Значит, при росте, размножении и формировании новых клеток необходимо достаточное количество воды. Нужны и другие вещества, из которых состоят клетки. Это белки, жиры, углеводы и минеральные соли. Но в целом их нужно меньше, чем воды.

5. В жаркие дни испарение защищает листья от перегрева солнечными лучами.

Испарение воды (транспирация) происходит в основном в листьях. Чем больше пластинка листа, тем больше испаряется влаги. В испарении воды растением можно убедиться, поставив следующие опыты (рис. 1, а-б).

Рис.1 Опыты по определению испарения воды листьями растений

Опыт №1. Возьмем комнатное растение и на один из его побегов наденем колбу. Горлышко колбы закроем ватой. Через несколько дней на внутренней стороне колбы появятся капельки воды. Они образовались из паров, которые выделяются листьями.(рис. 1, а)

Для проведения опыта №2 возьмем 3 пробирки, наполненные водой (рис. 1, б).
В первую пробирку наливается вода, при этом она ничем не прикрывается. Во вторую пробирку приливаем такой же объем воды и сверху наливается масло тонким слоев (0,5-0,6 см).

В третью пробирку помещается веточка с листьями, приливается вода по уровню, равному с первыми двумя пробирками. Сверху приливаем растительное масло. Через 2-3 дня можно обнаружить, что воды в первой пробирке стало меньше, поскольку ничто не препятствовало ее испарению с поверхности.

Уровень воды во второй пробирке не изменился, так как слой масла препятствовал испарению. В третьей пробирке количество воды также уменьшилось, потому что идет процесс испарения листьями.

Вода испаряется даже в плотно закупоренном сосуде, если в него через маленькое отверстие вставлена веточка растения, (рис.1, в).

Испарение воды осуществляется через устьица. Если растению не хватает воды, устьица закрываются (рис.2).

Рис.2 Закрытое и открытое устьице

Приспособление листьев к влажному и сухому климату. В районах с повышенной влажностью листья у растений крупные и темно-зеленые, на них очень много устьиц. Насыщенность воздуха и почвы влагой способствует увеличению размера листьев.

Листья растений, произрастающих в засушливых местах, приспособлены к замедленному испарению. У одних растений они мелкие, у других преобразовались в колючки, чешуйки. Иногда они покрыты восковым налетом или густыми волосками.

Листья саксаула, растущего в южных областях Казахстана, из-за недостатка влаги видоизменены в мелкие чешуйки (рис. 3). Устьица находятся в молодых побегах, поэтому процесс фотосинтеза происходит в молодых зеленых побегах, а не в листьях.

Рис.3 Саксаул

У песчаной акации и чингиля, растущих на засоленных и песчаных почвах, листья мелкие, узкоконусовидной формы.

Снаружи они покрыты небольшими короткими густыми волосками — серебристым пушком, поэтому воду они испаряют в очень незначительном количестве.

Обычно, если влаги достаточно, то устьица растений открываются, и лишняя вода испаряется. Когда наступает дефицит влаги, устьица закрываются и испарение прекращается.

Испарение воды листьями — обязательный процесс, без него вода не поднималась бы : по стеблю, а вместе с ней не транспортировались бы по растению растворенные вещества. Вода всасывается корнем, а испаряется листьями через устьица. Фотосинтез без воды тоже невозможен.

Испарение воды — защита от перегрева. Чтобы растениям хватало воды, они приспособились к разному климату.

У растений засушливых мест листья мелкие с толстой оболочкой, видоизмененные в колючки или чешуйки (саксаул), У растений влажных мест листья широкие, большие, с большим количеством устьиц.

Проверочное тестовое задание включает в себя вопросы с одним и несколькими правильными ответами

Вы уже проходили тест ранее. Вы не можете запустить его снова.

Вы должны войти или зарегистрироваться для того, чтобы начать тест.

Вы должны закончить следующие тесты, чтобы начать этот:

Урок Получить доступ за 50 баллов Дыхание растений. Передвижение и испарение воды в растениях

Растения состоят из одной или множества клеток.

Дыхание- такой же признак, характерный для живых организмов, как и рост, размножение.

Даже одноклеточные растения, такие как водоросль хлорелла, дышат, хотя и живут в воде.

Зачем растениям нужен кислород?

О том, что растения являются главным источником кислорода (О2), знают даже ученики младших классов.

Из-за этого и возникает путаница.

Многие ошибочно считают, что раз растения внешне не похожи на животных, значит дыхание у них происходит «в обратную сторону».

Часто люди думают, что растительные клетки выделяют кислород и поглощают углекислый газ (СО2) и таким образом дышат.

Мы развеем эти заблуждения.

Но для начала зададим вопрос- почему ученые не советуют ставить большие растения в спальне?

Почему у людей, которые не слушались этого совета, утром болела голова и они себя чувствовали, мягко говоря, не очень хорошо?

Исследователи выяснили причину этого странного явления.

Оказывается, что растения, так же, как и люди, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.

За счет этого они получают энергию.

Человек, который ночью спал в комнате с растениями, не получал достаточно кислорода и буквально травился углекислым газом, выделенным растением.

Схематично молекулу углекислого газа (СО2) можно представить так:

Запомните и никогда не путайте:

Дыхание- это процесс поглощение кислорода, а фотосинтез- его выделение растительными клетками.

Отличие дыхания от фотосинтеза:

Дыхание	Фотосинтез
свойственно всем клеткам	характерно только для растений
кислород поглощается	кислород выделяется
углекислый газ выделяется	углекислый газ поглощается
образуется энергия	образуются сложные химические вещества

Влияние внешних факторов на процесс дыхания растений

• увеличение содержания кислорода в воздухе до 8–10 % сопровождается повышением интенсивности дыхания у растений, но дальнейшее увеличение концентрации кислорода не влияет существенно на дыхание
• в атмосфере чистого кислорода(без примесей азота и углекислого газа) интенсивность дыхания растений снижается, а при длительном его действии растение погибает
• при высоком содержании углекислого газа в воздухе дыхание растений замедляется, т.к. устьица закрываются
• дыхание некоторых растений идет и при температуре ниже 0 оС, например, ель дышит при- 25 оС
• активность дыхания, возрастает при повышении температуры до определенного предела (35–40 о С)

• повышение содержания воды в семенах приводит к резкому увеличению интенсивности дыхания
• такие элементы, как сера, железо, медь, марганец, необходимы для дыхания, поэтому дыхание активируется при их высоком содержании, например, в воде
• механическое повреждение усиливает дыхание
• интенсивность дыхания корней, как и листьев, по мере старения растений снижается

Откуда берется энергия у растений?

Когда вы учили строение клетки, то узнали о такой органелле, как митохондрия.

На рисунке она похожа на фасолинку, хотя встречаются и другие ее формы.

Это очень странная часть клетки.

Некоторые ученые считают, что она образовалась из какого-то микроорганизма, который проник в клетку-хозяина и потом потерял большую часть своих способностей.

Правда, митохондрии сохранили способность двигаться и даже могут сливаться друг с другом!

Эта органелла стала просто незаменимой для клеток.

Ведь она выполняет одну из главных задач- образует молекулу АТФ (Аденозин-Три-Фосфорная кислота).

Когда от АТФ отщепляется один из трех фосфатов, то выделяется 40 000 Джоулей энергии.

Чтобы было понятнее- столько энергии нужно, чтобы нагреть примерно половину стакана льда до состояния кипятка.

И это только один фосфат отщепляется, а если три?

Представляете, сколько энергии в одной молекуле?

Присоединяя фосфаты, АТФ запасает энергию и постепенно отдает ее.

«А при чем здесь кислород?»- спросите вы.

Кислород участвует в сложном процессе образования АТФ с помощью глюкозы внутри митохондрии- это называется внутриклеточным дыханием.

И в результате всех этих химических реакций образуется углекислый газ и вода, так же, как и при горении.

Следовательно, горение похоже на дыхание.

Есть лишь небольшая разница: при горении в результате реакции кислорода с молекулами других веществ, энергия высвобождается мгновенно.

Опыты, доказывающие дыхание растений

Опыт №1  Образование углекислого газа при дыхании

Возьмем веточку растения, поставим ее в стакан с водой, рядом поставим другой стакан с прозрачной известковой водой, закроем всё стеклянным колпаком и поместим в темное место, чтоб приостановился процесс выделения кислорода.

Примерно через сутки, мы увидим, что стакан с известковой водой помутнел, эта реакция известковой воды на углекислый газ.

От куда в закрытом колпаке образовался углекислый газ?

Делаем вывод: растение выделило углекислый газ в ходе дыхания.

Таким образом, мы видим, что растение активно дышит, забирая из воздуха кислород и выделяя углекислый газ.

Но не забывайте, что дыхание растений идет непрерывно и днем, и ночью, как у человека и животных.

Опыт №2  Необходимость воздуха для дыхания корней

Взяли два растения и поместили их в сосуды с водой, на поверхность воды налили масло (слой масла задерживает поступление воздуха в воду).

Воду в одном из сосудов ежедневно насыщаем воздухом из пульверизатора, растение в этом сосуде активно развивается.

А другое растение начинает гибнуть из-за недостатка воздуха, который необходим корням растения. 

Вывод: корни растения дышат, без дыхания корней все растение может погибнуть.

Опыт № 3  Дыхание семян

В одну банку положим проросшие семена, в другую банку положим сухие семена.

Закроем плотно обе банки и поставим в темное теплое место.

На следующий день проверим состав воздуха.

Вы знаете, что для горения необходим кислород.

Опустим в бутылку с сухими семенами зажженную свечку, она хорошо и непрерывно горит, т.е. воздух в банке остался неизменным, т.к. не прорастающие семена дышат очень слабо.

А поместим свечку в банку с прорастающими семенами, свечка сразу потухла, потому что прорастающие семена активно израсходовали кислород в ходе дыхания и выделили большое количество углекислого газа, а раз нет кислорода горение свечи происходить не может, т.к. для горения нужен кислород.

Опыт доказывает, что проросшие семена активно дышат, поглощая кислород и выделяя углекислый газ.

Вывод: дыхание растениям необходимо для получения энергии, которая тратится на различные процессы жизнедеятельности (рост, размножение, питание и другие процессы)

Дыхание во всех живых клетках и органов растения происходит непрерывно.

Как и животные, растения погибают с прекращением дыхания.

Растения пьют воду так же, как и люди.

Только процесс этот происходит путем поглощения влаги из почвы.

Для того чтобы вырастить 1 кг пшеницы нужно затратить 1 тонну воды.

Если бы эта влага никуда не девалась из растений, то их бы просто разрывало от высокого давления, как лопается воздушный шарик.

Избавиться от лишней воды помогает такое явление, как испарение, или, по-научному- транспирация.

Потеют ли растения?

Люди испаряют жидкость через кожу, рот и нос.

В зимнее время можно увидеть, как вода в виде пара выходит изо рта, а если у человека есть усы, то она оседает на них в виде инея.

Летом в этом процессе помогают также потовые железы, удаляя излишки влаги в виде пота.

Растения не потеют и у них нет рта. Как же они избавляются от лишней воды?

Для этого у высших растений есть орган, который называется устьицем.

На каждом, даже маленьком листике расположены сотни таких органов и чем больше площадь листа, тем больше устьиц у него.

Как вы знаете, самые большие листья, обычно, у растений тропических лесов, поскольку в том климате бывают сезоны обильных дождей.

Как устроено устьице?

Устьице состоит из двух продолговатых, так называемых замыкающих клеток, между которыми есть небольшое расстояние- устьичная щель или пора.

Та сторона, которая не соприкасается с другими клетками, имеет более толстую оболочку.

Когда воды поступает слишком много, клетка начинает раздуваться, а толстая сторона не дает оболочке слишком сильно растягиваться.

Из- за этого устьичные клетки выгибаются, как сосиски на сковородке.

И щель между ними увеличивается, позволяя испаряться большему количеству воды.

Кстати, дыхание наземных растений также осуществляется через устьица.

Где находятся устьица?

Устьица у привычных нам деревьев, таких как береза, дуб, клен и других, расположены в преимущественно на нижней стороне листа.

У однодольных, листья которых стоят почти вертикально по отношению к солнцу, устьица почти равномерно покрывают обе стороны.

Почему так? По одной простой причине- чтобы нежные оболочки клеток, образующих эти органы, не страдали от избыточного ультрафиолета.

Ведь эти невидимые лучи изменяют структуру молекул оболочки, делая ее менее эластичной.

Обожженные клетки теряют свои способности расширять или сужать пору.

Под устьичными клетками находится нежная паренхимная ткань, которую тоже нужно защищать от солнечных ожогов.

Транспирация (движение води и ее испарение через наружные органы) может осуществляться не только через устьица, но и через клетки кожицы верхней поверхности листа, покрытые кутикулой.

Такое испарение воды называется- кутикулярная транспирация.

Но испарение воды с верхней поверхности листа незначительное, т.к. лист покрыт восковым налетом и устьица практически там отсутствуют.

Испарение воды растением способствует передвижению воды и минеральных веществ от корней по стеблю к листьям.

Посмотри, как выглядит молекула воды:

Сейчас мы рассмотрим один пример.

Самое высокое дерево в мире- секвойя.

Она называется также «мамонтовым деревом» и высота ее почти 116 метров.

Если 80 твоих одноклассников и одноклассниц среднего роста поставить друг другу на голову, верхний ребенок сможет украсить макушку такого дерева к Новому году.

Представляете, какие мощные насосы должны работать в секвойе, чтобы доставлять воду к кончикам ее иголок наверху?

Но у «мамонтова дерева» нет насосов и даже нет мышц, таких как сердечная, которые помогают людям обеспечить движение жидкости в организме.

Как вода поднимается к верхушкам деревьев?

Вода, на самом деле, способна двигаться против силы тяжести.

Правда, только в очень тонких сосудах- капиллярах.

В этом ей помогают силы поверхностного натяжения.

Пока воздействие этих сил больше, чем давление столба воздуха, жидкость будет стремиться по капилляру вверх.

Можно провести опыт, доказывающий движение воды и минеральных веществ по сосудам растения

Возьмем лист бальзамина или цветок подснежника, опустим в воду с окрашенной водой (чернила для окрашивания, как бы дает замену минеральным веществам) и увидим, что по жилкам (сосудам) поднимается окрашенная вода.

Поднятию воды по растению так же способствует транспирация, о которой мы уже знаем и корневое давление, убедиться в этом мы можем, глядя на следующий опыт.

Опыт показывающий силу корневого давления.

Берем растение бальзамина и срезаем его побег, оставив только небольшой пенек и корень в почве, на пенек надеваем стеклянную трубку, через некоторое время вода будет подниматься по трубке и вытекать наружу.

Делаем вывод: корень всасывает воду из почвы и по сосудам корня вода под давлением попадает в стебель растения.

Чтобы впитывать воду, у корней есть специальные выросты- корневые волоски, которые проводят воду внутрь растения.

А вот так выглядят некоторые корни:

Как же происходит всасывание воды корневыми волосками?

Для этого необходимо рассмотреть движение воды на клеточном уровне.

Движение воды в клетке зависит от количества соли в межклеточном пространстве и самой клетке.

Движение воды через полунепроницаемую мембрану из области с низкой концентрацией соли в область с высокой концентрацией соли называется осмос.

Если раствор в клетке перенасыщен солями, то вода, которая находится снаружи клетки, стремится его разбавить.

Когда, наоборот, межклеточная жидкость более “соленая”, то вода вытекает из клетки в направлении высокой концентрации ионов.

Благодаря осмосу происходит передвижение воды по клеткам и межклеточному пространству.

• Видео
• Изображения
• Дополнительная информация
• Таблицы
• Тесты

Получить доступ