Для чего растения испаряют воду
Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
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.
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.
Внешнее и внутреннее строение листа
Видоизменения листа
Роль воды в жизни растений
Состояние каждого живого организма напрямую зависит от правильности ухода за ним. Растения исключением не являются. Тепло, свет, воздух, питание – это основные условия для развития и роста зеленых представителей живого мира. Безусловно, важна и вода, ведь именно эта жидкость – источник жизни на нашей планете.
Роль воды в жизни растений
Растительный организм состоит из воды на 70-95 процентов от массы тела. Она является составной частью каждого его органа. Недостаток жидкости приводит к гибели растения.
Вода помогает выполнять 8 основных функций:
Даже самые стойкие растения, растущие в засушливых районах, должны регулярно получать воду. Недостаток жидкости или же полное ее отсутствие может привести к гибели организма.
Роль испарения воды
Вода из окружающей среды поступает через корни. Далее жидкость, содержащая минеральные и органические вещества, поступает по стеблю в листья. Биологически значимые элементы усваиваются, а после происходит отдача воды окружающей среде. Такое явление в биологии именуется испарением.
Испарение – необходимый процесс жизнедеятельности растительных организмов.
Жидкость, поступившая в листья, превращается в пар, в результате чего температура растения снижается. И чем крупнее лист, тем больше и быстрее испаряется влага.
В неблагоприятный период многие растения сбрасывают листья. Так деревья и кустарники спасают себя от обезвоживания, ведь количество испаряемой воды уменьшается.
Содержание воды в растениях
Молодые листья содержат в себе 90-95 % воды, тогда как одревесневшие органы получили всего 50 %. В листьях капусты содержится 90 % воды, в огурце – 96 %. Объем жидкости в созревших семенах составляет всего лишь 10-15 %.
Содержание жидкости зависит от:
Вода необходима для прорастания семян. Без неё зародышевый стебелек не сможет разорвать семенную кожуру. Чтобы зародыш был живым, важно регулярно поливать семена.
Какие растительные организмы нуждаются в частом и обильном поливе
Часто поливают цветки, растущие в глиняных горшках. Пористая глина испаряет воду.
Чтобы количество влаги, испаряемой глиняным горшком, уменьшилось, перед посадкой посуду оставьте на некоторое время в воде.
Обильно поливают растения с тонкими стеблями, крупными или свисающими листьями, с хорошо развитой корневой системой. Цветущие и активно растущие организмы тоже нуждаются в частом поливе.
В теплое время года, когда температура высока, в комнате от солнца ярко, воздух сухой, полив тоже должен быть частым и обильным.
Какие растения можно поливать реже
Растения с небольшим количеством листьев, цветы с мясистыми стеблями и листьями, а также организмы, пострадавшие от болезней или вредителей, не требуют частого полива.
В дождливую погоду, когда влажность повышена, когда в комнате темно, можно поливать реже.
Растительные организмы, пересаженные в горшки большего объема тоже можно поливать не часто. Важен и материал посуды, например, частый полив не нужен растениям, развивающимся в пластиковых или металлических горшках.
Какой водой поливать растения
Выносливые растительные организмы поливать можно водой из-под крана, но таких организмов очень-очень мало, потому для полива предпочтительно использовать мягкую воду с низким содержанием солей.
Самый простой способ очистить воду от вредных веществ – это отстоять ее в течение 1-2 дней. Хлор за это время улетучится, а жидкость станет мягкой.
Горячая вода содержит в себе смягчители, потому она изначально мягкая, в ней меньше растворенных газов. Такая жидкость тоже подойдет для полива растений. Однако и ей нужно дать отстояться несколько дней.
Во многих домах есть фильтры для очистки воды, которая тоже подойдет для полива растений. Этот вариант нельзя назвать самым быстрым, но плюс все, же есть. В сравнении со стоимостью воды, приобретенной в цветочном магазине, затраты на фильтр будут более низкими.
Размороженная вода мягкая, потому и она пригодна для полива растений. Однако важно помнить, что замораживать ее нужно правильно. Лед образуется не сразу, постепенно. И воду, которая не успела замерзнуть, нужно успеть вылить. Именно в этой жидкости содержатся вредные вещества для растительных организмов. Для полива пригоден только растаявший лед.
Торф поглощает тяжелые металлы. Он подходит для очистки воды. Этот природный фильтр можно найти в любом цветочном магазине. К примеру, на 5 литров вы потратите примерно 50 г торфа.
Кипячение тоже смягчает воду, но при этом из жидкости испаряется весь кислород, необходимый для развития растительных организмов. Высокая температура убивает вредные и полезные для организмов вещества. Поэтому кипяченой водой не советуют поливать растения.
Какой должна быть температура воды для полива
Поливать цветы нужно водой комнатной температуры. Эксперты не советуют использовать прохладную воду. Например, тропические растения, привыкшие к теплу, от холода могут погибнуть.
Выводы и рекомендации
Роль воды для растительных организмов велика. С помощью неё они получают питательные вещества, осуществляют терморегулирование и фотосинтез. Не забывайте заботиться о растительных организмах, они лёгкие нашей планеты!
Испарение воды растениями. Листопад. Передвижение воды и питательных веществ в растении
Урок 32. Биология 6 класс
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «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.
Испарение воды растениями
Каждый представитель царства флоры испаряет внушительные объемы влаги. Вода необходима растениям для осуществления процессов жизнедеятельности и поглощается ими через корневую систему. По стеблям она перекачивается в листья, откуда, следовательно, и испаряется. Как показывают научные исследования, растения усваивают только 3% поступающей к ним воды, а остальное – испаряют.
Процесс испарения воды с поверхности растений называется транспирацией. Фактически, это избавление живого организма от излишков воды, а также аналог потоотделения у представителей царства животных. Основная часть растений испаряет воду обратной стороной листьев, где находятся особые зеленые клетки (устьица), образующие между собой небольшие щели.
Роль испарения воды в жизни растений
Для окружающей среды, и в частности, для человека, испарение воды растениями тоже весьма значимо. Интенсивность этого явления, например, снижает питательность и вкусовые качества сельскохозяйственных культур. Чем чаще испаряется влага, тем скуднее становится почва, постоянно отдающая воду, обогащенную минеральными компонентами. Отсюда возникает необходимость регулярного облагораживания земель и их удобрения.
Процесс испарения воды растением
Как уже было обозначено, испарение воды возможно за счет наличия устьиц на листьях. Их количество у каждого организма неодинаковое и определяется ареалом обитания и характеристиками того или иного представителя флоры (уровнем воды в клетках, возрастом, осмотическим давлением клеточного сока). Интенсивность испарения влаги также зависит от наличия тени, воздушных масс и уровня воды в грунте.
Когда растение накапливает излишки воды, устьица расширяются, и их клетки образуют отверстия, откуда выходит водяной пар. В межклетниках жидкость всегда пребывает в состоянии пара, но выйти за пределы листа она может только при открытии устьиц. Обычно процесс транспирации происходит днем, когда устьица автоматически открыты. Но если растение страдает от засухи, оно меняет свой режим и минимизирует испарение воды.
Растения, которые произрастают в теплом климате, например, в тропиках, всегда имеют большие листья, чтобы с их поверхности испарялся максимальный объем воды в короткие сроки. В холодном или засушливом климате, соответственно, наоборот. Также, если растение не заинтересовано в регулярном избавлении от избытков воды, его листья в процессе эволюции покрываются восковым налетом или мелкими ворсинками. Нередки случаи, когда листья скручиваются при солнечном освещении, чтобы испарение уменьшилось.
Покрытосеменные растения испаряют воду не только с обратной, но и лицевой стороны листовых пластин. Это связано с тем, что устьица размещены по обеим сторонам, однако изнанка листа практически всегда находится в воде и испарение невозможно.