Осуществляется процесс фотосинтеза в листьях растений. Фотосинтез свойствен лишь зеленым растениям.

Эту важнейшую сторону деятельности листа полнее всего характеризует К. А. Тимирязев:

Можно сказать, что в жизни листа выражается самая сущность растительной жизни. Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались — в растении ли, в животном или в человеке, — прошли через лист, произошли из веществ, выработанных листом.

Строение листьев растений

Листья растений по анатомическому строению отличаются большим разнообразием, которое зависит и от вида растения, и от условий их роста. Лист сверху и снизу покрыт эпидермисом — покровной тканью с многочисленными отверстиями, называемыми устьицами. Под верхним эпидермисом расположена палисадная, или столбчатая паренхима, называемая ассимиляционной.

Под ней находится более рыхлая ткань — губчатая паренхима, за которой идет нижний эпидермис. Весь лист пронизан сетью жилок, состоящих из проводящих пучков, по которым проходят вода, минеральные и органические вещества.


Поперечный разрез листа
Поперечный разрез листа

В столбчатой и губчатой ткани листа расположены зеленые пластиды — хлоропласты, содержащие пигменты. Наличием хлоропластов и содержащихся в них зеленых пигментов (хлорофиллов) объясняется окраска растений.

Огромная листовая поверхность, достигающая 30 000 — 50 000 кв. м на 1 га у разных растений, хорошо приспособлена для успешного поглощения СО2 из воздуха в процессе фотосинтеза.

Углекислый газ проникает в лист растения через устьица, расположенные в эпидермисе, поступает в межклетники и, проникая через оболочку клеток, попадает в цитоплазму, а затем в хлоропласты, где и осуществляется процесс ассимиляции.

Образующийся в этом процессе кислород диффундирует с поверхности хлоропластов в свободном состоянии.

Таким образом, через устьица осуществляется газообмен листьев с внешней средой — поступление углекислого газа и выделение кислорода в процессе фотосинтеза, выделение углекислого газа и поглощение кислорода в процессе дыхания. Кроме того, устьица служат для выделения паров воды.

Несмотря на то, что общая площадь устьичных отверстий составляет лишь 1—2% всей листовой поверхности, тем не менее при открытых устьицах углекислый газ проникает в листья со скоростью, превышающей в 50 раз поглощение его щелочью. Количество устьиц очень велико — от нескольких десятков до 1500 на 1 кв. мм.

Хлоропласты


Хлоропласты — зеленые пластиды, в которых происходит процесс фотосинтеза. Они расположены в цитоплазме. У высших растений хлоропласты имеют дискообразную или линзовидную форму, у низших они более разнообразны.

Хлоропласты в клетках зеленых растений
Хлоропласты в клетках зеленых растений

Размер хлоропластов у высших растений довольно постоянен, составляя в среднем 1 —10 мк. Обычно в клетке содержится большое количество хлоропластов, в среднем 20—50, а иногда и больше. Расположены они главным образом в листьях, много их в незрелых плодах. В растении общее количество хлоропластов огромно; во взрослом дереве дуба, например, площадь их равняется 2 га.

Хлоропласт имеет мембранную структуру. От цитоплазмы он отделен двухмембранной оболочкой. В хлоропласте находятся ламеллы, белково-липоидные пластинки, собранные в пучки и называемые гранами.


Хлорофилл расположен в ламеллах в виде мономолекулярного слоя. Между ламеллами находится водянистая белковая жидкость — строма; в ней встречаются крахмальные зерна и капли масла.

Строение хлоропласта хорошо приспособлено к фотосинтезу, так как разделение хлорофиллоносного аппарата на мелкие пластинки значительно увеличивает активную поверхность хлоропласта, что облегчает доступ энергии и перенос ее к химическим системам, участвующим в фотосинтезе.

Данные А. А. Табенцкого показывают, что хлоропласты все время изменяются в онтогенезе растения. В молодых листьях наблюдается мелкогранулярная структура хлоропластов, в листьях, закончивших рост,— крупногранулярная.

В старых листьях уже наблюдается распад хлоропластов. В сухом веществе хлоропластов содержится 20—45% белков, 20—40% липоидов, 10—12% углеводов и других запасных веществ, 10% минеральных элементов, 5—10% зеленых пигментов (хлорофилл а и хлорофилл б), 1—2% каротиноидов, а также небольшое количество РНК и ДНК. Содержание воды достигает 75%.

В хлоропластах имеется большой набор гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов. Исследованиями Н. М. Сисакяна показано, что в хлоропластах происходит и синтез многих ферментов. Благодаря этому они принимают участие во всем сложном комплексе процессов жизнедеятельности растения.

Пигменты, их свойства и условия образования

Пигменты можно извлечь из листьев растений спиртом или ацетоном. В вытяжке находятся следующие пигменты: зеленые — хлорофилл а и хлорофилл б; желтые — каротин и ксантофилл (каротиноиды).

 

Хлорофилл

Хлорофилл представляет собой

одно из интереснейших веществ на земной поверхности

iv>

(Ч. Дарвин),

так как благодаря ему возможен синтез органических веществ из неорганических СО2 и Н2О.

Хлорофилл не растворяется в воде, под влиянием солей, кислот и щелочей легко изменяется, поэтому было очень трудно установить его химический состав. Для извлечения хлорофилла обычно применяют этиловый спирт или ацетон.

Хлорофилл имеет следующие суммарные формулы: хлорофилл а — С55Н72О5N4Mg,        хлорофилл б — С55Н70О6N4Mg.

У хлорофилла а больше на 2 атома водорода и меньше на 1 атом кислорода, чем у хлорофилла б. Формулы хлорофилла можно представить и так:

Процесс фотосинтеза в листьях растений
Формулы хлорофилла а и б

Центральное место в молекуле хлорофилла занимает Мg; его можно вытеснить, подействовав на спиртовую вытяжку хлорофилла соляной кислотой. Зеленый пигмент превращается в бурый, называемый феофитином, в котором Мg замещается двумя атомами Н из соляной кислоты.


Восстановить зеленый цвет вытяжки очень легко внесением в молекулу феофитина магния или другого металла. Следовательно, зеленый цвет хлорофилла связан с наличием в его составе металла.

При воздействии на спиртовую вытяжку хлорофилла щелочью происходит отщепление спиртовых групп (фитола и метилового спирта); в этом случае зеленая окраска хлорофилла сохраняется, что указывает на сохранение ядра молекулы хлорофилла при этой реакции.

Химический состав хлорофилла у всех растений одинаков. Содержание хлорофилла а всегда больше (примерно в 3 раза), чем хлорофилла б. Общее количество хлорофилла невелико и составляет около 1 % от сухого вещества листа.

По своей химической природе хлорофилл близок к красящему веществу крови — гемоглобину, центральное место в молекуле которого занимает не магний, а железо. В соответствии с этим различаются и их физиологические функции: хлорофилл принимает участие в важнейшем восстановительном процессе в растении — фотосинтезе, а гемоглобин — в процессе дыхания животных организмов, перенося кислород.

Оптические свойства пигментов

Хлорофилл поглощает солнечную энергию и направляет ее на химические реакции, которые не могут протекать без энергии, получаемой извне. Раствор хлорофилла в проходящем свете имеет зеленый цвет, но при увеличении толщины слоя или концентрации хлорофилла он приобретает красный цвет.

>

Хлорофилл поглощает свет не сплошь, а избирательно. При пропускании белого света через призму получается спектр, состоящий из семи видимых цветов, которые постепенно переходят друг в друга.

При пропускании белого света через призму и раствор хлорофилла на полученном спектре наиболее интенсивное поглощение будет в красных и сине-фиолетовых лучах. Зеленые лучи поглощаются мало, поэтому в тонком слое хлорофилл имеет в проходящем свете зеленый цвет.

Однако с увеличением концентрации хлорофилла полосы поглощения расширяются (значительная часть зеленых лучей также поглощается) и без поглощения проходит только часть крайних красных. Спектры поглощения хлорофилла а и б очень близки.

В отраженном свете хлорофилл кажется вишнево-красным, так как он излучает поглощенный свет с изменением длины его волны. Это свойство хлорофилла называется флюоресценцией.

Каротин и ксантофилл

Каротин и ксантофилл имеют полосы поглощения только в синих и фиолетовых лучах. Их спектры близки друг другу.

Процесс фотосинтеза в листьях растений
Спектры поглощения хлорофиллом а и б

 

Поглощенная этими пигментами энергия передается хлорофиллу а, который является непосредственным участником фотосинтеза. Каротин считают провитамином А, так как при его расщеплении образуются 2 молекулы витамина А. Формула каротина — С40Н56, ксантофилла — С40Н54(ОН)2.


 

Условия образования хлорофилла

Образование хлорофилла осуществляется в 2 фазы: первая фаза — темновая, во время которой образуется предшественник хлорофилла — протохлорофилл, а вторая — световая, при которой из протохлорофилла на свету образуется хлорофилл.

Образование хлорофилла зависит как от вида растения, так и от ряда внешних условий. Некоторые растения, например проростки хвойных, могут позеленеть и без участия света, в темноте, но у большинства растений хлорофилл образуется из протохлорофилла только на свету.

В отсутствие света получаются этиолированные растения, имеющие тонкий, слабый, сильно вытянутый стебель и очень мелкие бледно-желтые листья. Если выставить этиолированные растения на свет, то листья быстро позеленеют. Это объясняется тем, что в листьях уже имеется протохлорофилл, который под воздействием света легко превращается в хлорофилл.

Большое влияние на образование хлорофилла оказывает температура; при холодной весне у некоторых кустарников листья не зеленеют до установления теплой погоды: при понижении температуры подавляется образование протохлорофилла.

Минимальной температурой, при которой начинается образование хлорофилла, является 2°, максимальной, при которой образование хлорофилла не происходит, 40°. Кроме определенной температуры, для образования хлорофилла необходимы элементы минерального питания, особенно железо.


При его отсутствии у растений наблюдается заболевание, называемое хлорозом. По-видимому, железо является катализатором при синтезе протохлорофилла, так как в состав молекулы хлорофилла оно не входит. Для образования хлорофилла также необходимы азот и магний, входящие в состав его молекулы. Важным условием является и наличие в клетках листа пластид, способных к позеленению.

При их отсутствии листья растений остаются белыми, растение не способно к фотосинтезу и может жить только до тех пор, пока не израсходует запасы семени. Это явление называется альбинизмом. Оно связано с изменением наследственной природы данного растения.

Количественные отношения между хлорофиллом и усваиваемой углекислотой

При большем содержании хлорофилла в растении процесс фотосинтеза начинается при меньшей интенсивности света и даже при более низкой температуре. С увеличением содержания хлорофилла в листьях фотосинтез возрастает, но до известного предела. Следовательно, нет прямой зависимости между содержанием хлорофилла и интенсивностью поглощения СО2.

Количество ассимилированного листом СО2 в час в пересчете на единицу содержащегося в листе хлорофилла тем выше, чем меньше хлорофилла. Р. Вильштеттером и А. Штолем была предложена единица, характеризующая соотношение между количеством хлорофилла и поглощенным углекислым газом.


Количество разложенной в единицу времени углекислоты, приходящееся на единицу веса хлорофилла, они назвали ассимиляционным числом.

Ассимиляционное число непостоянно: оно больше при малом содержании хлорофилла и меньше при высоком содержании его в листьях. Следовательно, молекула хлорофилла используется более продуктивно при низком его содержании в листе и продуктивность хлорофилла уменьшается с увеличением его количества. Данные введены в таблицу.

Таблица
Ассимиляционное число в зависимости от содержания хлорофилла
(по Р. Вильштеттеру и А. Штолю)


Растения

Содержание хлорофилла

в 10г. листьев (мг)

Ассимиляционное число

Вяз:

зеленая раса

желтая раса

 

16,2

1,2

 

6,9

82,0

Сирень 16,2 5,8
Этиолированные проростки фасоли после освещения в течение:

6 часов

4 дней

 

 

0,3

7,8

 

 

133,0

13,3

 

Изданных таблицы видно, что нет прямой зависимости между содержанием хлорофилла и количеством поглощенной СО2. Хлорофилл в растениях всегда содержится в избытке и, очевидно, не весь участвует в фотосинтезе. Это объясняется тем, что при фотосинтезе наряду с процессами фотохимическими, которые осуществляются при участии хлорофилла, есть процессы чисто химические, которым свет не нужен.

Темновые реакции в растениях протекают значительно медленнее, чем световые. Скорость световой реакции равна 0,00001 секунды, темновой — 0,04 секунды. Впервые темновые реакции в процессе фотосинтеза обнаружены Ф. Блэкманом.

Он установил, что темновая реакция зависит от температуры, и с повышением ее скорость темновых процессов увеличивается. Длительность световых реакций ничтожна, поэтому скорость процесса фотосинтеза определяется главным образом продолжительностью темновых процессов.

Иногда при благоприятных для фотосинтеза условиях (достаточное количество хлорофилла и света) он протекает медленно. Это объясняется тем, что продукты, образующиеся при фотохимических реакциях, не успевают перерабатываться при темновых. Малое количество хлорофилла позволяет всем образующимся продуктам в фотохимической реакции быстро и полностью перерабатываться при темновой реакции.

Источник: LibTime.ru

Растения как все живые организмы должны питаться, дышать, удалять ненужные вещества, расти, размножаться, реагировать на изменения окружающей среды. Все это обеспечивается работой соответствующих органов организма. Обычно органы формируют системы органов, которые совместной работой обеспечивают выполнение той или иной функции живого организма. Таким образом, живой организм можно представить как биосистему.

Если нарушается работа какого-либо одного органа организма, то это может вызвать нарушение работы других органов и всего организма. Если, например, через корень перестанет поступать вода, то все растение может погибнуть. Если в растении не образуется достаточно хлорофилла в листьях, то оно не сможет синтезировать для своей жизнедеятельность достаточное количество органических веществ.

Таким образом жизнедеятельность организма обеспечивается взаимосвязанной работой всех систем органов. Жизнедеятельность — это все процессы, которые протекают в организме.

Благодаря питанию организм живет и растет. В процессе питания из окружающей среды поглощаются необходимые вещества. Далее в организме они усваиваются. Из почвы растения поглощают воду и минеральные вещества. Надземные зеленые органы растений из воздуха поглощают углекислый газ. Вода и углекислый газ используются растениями для синтеза органических веществ, которые используются растением для обновления клеток тела, роста и развития.

В процессе дыхания происходит газообмен. Из окружающей среды поглощается кислород, а из организма выделяется углекислый газ и пары воды. Кислород необходим всем живым клеткам для выработки энергии.

В процессе обмена веществ образуются ненужные организму вещества, которые выделяются в окружающую среду.

Когда растение достигает определенных размеров и необходимого для ее вида возраста, если оно находится в достаточно благоприятных условиях среды, то оно приступает к размножению. В результате размножения увеличивается количество особей.

В отличие от подавляющего большинства животных растения растут в течение всей жизни.

Приобретение организмов новых свойств называется развитием.

На питание, дыхание, обмен веществ, рост и развитие, а также размножение оказывают влияние условия среды обитания растения. Если они не достаточно благоприятны, то растение может плохо расти и развиваться, его процессы жизнедеятельности будут подавлены. Таким образом, жизнедеятельность растений зависит от окружающей среды.

Источник: scienceland.info

Движение воды и пищи в растениях

Пока каждое из овощных растений растёт и развивается в определённый ему срок вегетации, внутри него непрерывно движутся вода и растворённые в ней питательные вещества, поглощаемые из почвы и производимые работой листового аппарата. Движение это подчиняется суточным ритмам физиологии и биохимии растений, внешним климатическим факторам, размерам растений, клеточному строению органов и периодам вегетации (морфо­ и органогенезу).

Для нормального развития любых растений необходимо соблюдать определённые режимы температуры, влажности и поступления основных элементов питания. При нарушении этих условий выращивания культуры испытывают стресс и вынужденно снижают урожай.

Процессы поглощения воды из почвы с растворёнными в ней питательными солями, доставка их ко всем растительным органам осуществляются в навсегда установленном порядке и в соответствии с биологическими особенностями каждой из культур.

Вода, находящаяся в почве и добавляемая осадками и поливами, подходит к корням растений или корни, прирастая, находят почвенную влагу на разных уровнях пахотного слоя либо ниже него.

Корень поглощает воду своей растущей частью, которая ничтожно мала по сравнению со всей его длиной, поэтому для лучшего поглощения корень должен постоянно прирастать, а также (что более важно) ветвиться.

Поглощённая корнями вода собирается в центральных проводящих сосудах, движется по ним к корневой шейке, попадая далее в проводящие сосуды надземных частей растений – стеблей и побегов.

Перемещение воды по растению происходит благодаря градиенту водного потенциала, т. е. разности в насыщении водой клеток и тканей разных частей растительного организма. Восходящий водный поток зависит от интенсивности испарения воды через листовые отверстия – устьица – в окружающую атмосферу.

По пути от мест поглощения до мест испарения воде приходится преодолевать и разного рода сопротивления: величину поперечного сечения проводящих элементов, силу собственной тяжести и трения в сосудах, сопротивление устьиц в зависимости от степени их открытости.

Конечным этапом передвижения влаги является переход её в межклеточных пространствах листьев в парообразное состояние и выход наружу через устьица.

Поступлением воды в растения управляют физические силы. Доступность почвенной влаги в корни, которые нарастают в поисках её непрерывно, определяется разностью водных потенциалов почвы и корней, т. е. градиентом водных потенциалов, или соотношением скорости притока воды к корням и скорости её поглощения ими.

Без пополнения почвенной влаги через поливы или осадки её количество у корней растений уменьшается (почва иссушается). Водный потенциал корней (запас воды в них) снижается. Растения должны увеличивать сосущую силу корней для продолжения поглощения воды. Постепенно эта сила может достигать максимума, а вода возле корней минимума. Тогда в растениях начинается увядание, при этом из всех растительных частей больше всего воду теряют листья на свету, а меньше – затенённые. Восполнением воды в почве завядание возможно преодолеть лишь через определённое время.

Движение воды на подъём (транспирационный ток) изменяется в суточных ритмах жизнедеятельности растений, по этапам роста и развития, в зависимости от вида растений, температуры воздуха. Он тесно связан с фотосинтезом культур. На транспирацию тратится почти вся влага, поглощенная корнями, кроме 2%, которые идут на образование сухих веществ. При ухудшении условий транспирации растения "прогоняют" через себя больше воды на единицу биомассы. Проходящая через растения влага регулирует внутреннюю их температуру, стараясь удержать её на оптимизированном уровне.

Вместе с поглощённой корнями водой в растения поступают и минеральные питательные вещества из почвенного раствора, с которым контактируют корни. Вещества эти делятся на макро­ и микроэлементы и называются биогенными. Элементы питания поглощаются корнями в виде заряженных электрически частиц: катионов с положительным зарядом и анионов с зарядом отрицательным. Ионы состоят из одного или нескольких элементов. В отличие от всех других элементов ионы азота представляют собой как катионы (NH4), так и анионы (NO3).

Для хорошей доступности растениям ионы должны присутствовать в почвенном растворе в концентрациях не выше 0,3%. При более высоких концентрациях происходит образование нерастворимых солей или «солевой ожог» корневой системы, когда гибнут клетки всасывающих корневых волосков.

Из почвенного раствора в растения поступают и ненужные им элементы, а также и вредные. Значительная часть последних остаётся в корнях. От избытка вредных элементов растение может погибнуть (от натрия или хлора).

Биогенные элементы уже в корнях вовлекаются в разнообразные биохимические превращения, которые не прекращаются в надземных органах. В растениях элементам питания приходится быстро включаться в структуры важнейших соединений (азот, фосфор, магний, сера), участвовать в реакциях энергетического обмена клеток и органов (фосфор), служить посредниками в окислительно-восстановительных реакциях веществ (железо, медь, марганец, кобальт), создавать разности электрических потенциалов в клетках (калий, натрий).

Из-за электрической заряженности ионов питательных элементов растения связаны с влияющим на их рост и развитие атмосферным электричеством. Внутри же самих растительных организмов такой потенциал поддерживается на протяжении всей их жизни. Учёные установили, что подведением слабых токов к верхушкам растений и корневым шейкам (с плюсовыми и минусовыми зарядами) можно стимулировать поглощение, передвижение вверх и участие в реакциях ряда микроэлементов или, наоборот, замедлять эти процессы.

Передвижение минеральных элементов из корней в надземные части происходит по особым сосудам, называемым ксилемой.

Если в почве вода необходима для растворения питательных элементов и поглощения их корнями, то в растении её роль превращается в транспортную. Только при помощи воды как поглощенные, так и выработанные в процессе фотосинтеза вещества могут доходить до клеток, тканей, органов растений; обеспечиваться взаимообмен и общая взаимосвязь всех физиологических и биохимических процессов; создавать растение как единый целостный организм.

Отсюда ясно вытекает вывод, что при всех нарушениях поглощения воды и ее движения в растениях должен нарушаться и пищевой режим культур. Нарушения же могут вызываться температурой почвы и воздуха, световыми условиями, наличием сорняков, поражением болезнями и вредителями, кислотностью почвы, состоянием воздушной среды.

Питательные вещества из корней направляются во все органы растений и прежде всего – в места новых образований. Лучшее питание всегда получают будущие семена, как специальных семенных растений, так и тех, из плодов которых их можно получить. Растения никогда не допускают проникновения в семена вредных (токсических) веществ.

К молодым органам направляются и вторично используемые элементы питания из естественно стареющих листьев. Этот процесс, называемый реутилизацией, больше всего касается азота, калия и магния, частично фосфора.

В плоды пища попадает не сразу, а после накопления в питающих их листьях.

Кроме потока растворённых в воде минеральных веществ снизу существует и обратный поток органических веществ сверху – из листьев в другие органы, включая корни. Часть минеральных и органических соединений выделяется из корней в окружающую их почву. Поток продуктов фотосинтеза (ассимилятов) направляется по сосудам, называемым флоэмой.

Во всех случаях движения питательных веществ по растениям они направляются от производящих органов к потребляющим.

Э. Феофилов, заслуженный агроном России

(Садовод № 5, 2010)

Источник: sadisibiri.ru

Питание растительной клетки

Растения — автотрофы, их клетки могут синтезировать органические вещества из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза. Фотосинтез  представляет собой ряд последовательных химических реакций, протекающих в хлоропластах. С помощью хлорофилла растение преобразует энергию солнечного света, из бедных энергией молекул углекислого газа  и воды  растение образует богатые энергией углеводы и кислород, а кроме того энергия запасается в виде  АТФ .

Часть кислорода используется для клеточного дыхания, но большая его часть выделяется в атмосферу. В темноте фотосинтез прекращается, и кислород не образуется. Поскольку клеточное дыхание продолжается и в темноте, растение ночью выделяет углекислый газ.

Кроме углекислого газа, кислорода и воды, клетке еще необходимы минеральные вещества. Минералы входят в состав ферментов, встраиваются в клеточную стенку и т.д. Растение получает минеральные вещества в растворенном виде из почвы или воды.

Дыхание растительной клетки

Клеточное дыхание, или диссимиляция, — это процесс окисления органических веществ, чаще всего глюкозы и др.   до углекислого газа и воды, в результате чего выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности клетки. Окисление — это химическая реакция расщепления при участии кислорода. Таким образом, в результате клеточного дыхания растением потребляется кислород и выделяется углекислый газ. Этот процесс происходит и днем, и ночью в митохондриях. Энергия, выделившаяся при окислении, запасается впрок в виде молекул АТФ и используется клеткой по мере надобности. Наиболее интенсивно процессы дыхания происходят в молодых и делящихся клетках. По своей сути клеточное дыхание является противоположностью фотосинтеза, за исключением того, что фотосинтез протекает только на свету, днем, а дыхание — как на свету, так и ночью, в темноте. Это демонстрирует следующая таблица:

Фотосинтез Дыхание
1 Поглощение углекислого газа Поглощение кислорода
2 Выделение кислорода Выделение углекислого газа
3 Образование  органических веществ из углекислого газа и воды Разложение  органических веществ на углекислый газ и воду
4 Поглощение из окружающей среды и расходование воды Образование и выделение в окружающую среду воды
5 Поглощение  солнечной энергии и накопление ее в органических веществах и АТФ Высвобождение энергии и накопление ее в виде АТФ
6 Происходит только на свету Происходит непрерывно на свету и в темноте
7 Протекает в хлоропластах Протекает в митохондриях
8 Происходит  в листьях и других зеленых частях растения Протекает во всех клетках  растения

Выделение

Клетка может избавляться от ненужных или избыточных веществ различными способами — накапливать их в вакуолях, удалять их наружу или в межклеточное пространство с помощью секреторных пузырьков (везикул) и т.д. Выделение из клетки бывает  двух видов:

  1. Экскреция — это пассивное выделение через мембрану по градиенту концентрации, оно идет без затрат энергии.
  2. Секреция — активное выделение из клетки с затратой энергии.

Секреция в свою очередь может проходить тремя способами:

  • мерокриновая — выделение отдельных молекул через клеточную мембрану с помощью специальных белков-переносчиков (эккриновая секреция), либо выделение секрета с помощью везикул, образующихся в Аппарате Гольджи, обычным способом — слиянием везикулы с клеточной оболочкой и раскрытием ее наружу (гранулокриновая секреция).
  • апокриновая — когда вместе с секретом выделяется часть цитоплазмы, например, при разрыве секреторных волосков.
  • голокриновая — когда разрушается клеточная мембрана, и секрет изливается наружу. Клетка при этом теряет свои структуры и превращается в секрет. Такой тип секреции имеют клетки корневого чехлика растений.

У растений для выделения образуются различные секреторные органы и приспособления . Выделяться могут не только токсичные и ненужные вещества, но и вещества, образующиеся растением специально для защиты от поедания животными, для привлечения насекомых-опылителей, для защиты от высыхания и т.д.

К таким образованиям относятся железистые волоски, например, у крапивы:

 Нектарники:

Гидатоды:

Млечники:

Поступление и выделение газов , а также испарение воды происходит через специальные образования — устьица, расположенные чаще на нижней стороне листа.

Размножение

Размножение растительной клетки происходит с помощью деления. Этапы процесса деления показаны на схеме:

Сначала происходит удвоение хромосом, они расходятся к полюсам клетки, а затем делится цитоплазма и клетка разделяется на две дочерние клетки.

За счет деления клеток, которое происходит постоянно, растение растет всю жизнь. Отсюда и название — РАСТение.

Однако рост отдельных частей растения может быть обусловлен и накоплением воды, питательных веществ или секрета в вакуолях и их растяжением:

Источник: kid-mama.ru

Гипермаркет знаний>>Биология>>Биология 6 класс>>Основные процессы жизнедеятельности растительного организма

§ 55. Основные процессы жизнедеятельности растительного организма

Каждый орган в живом растении выполняет определенную работа. Корень поглощает из почвы воду с минеральными веществами и укрепляет растение в почве. Стебель выносит листья к свету. По стеблю передвигается вода, а также минеральные и органические вещества. В хлоропластах листа на свету из неорганических веществ образуются органические вещества, которыми питаются клетки всех органов растения. Листья испаряют воду.

Теперь представьте, что корневая система растения заболевает. Вода и минеральные вещества перестают поступать в растение из почвы или их поступает мало. Заболевание корней немедленно отразится на всем растении. Без воды растение не сможет создавать органические вещества, перегреется и завянет.

При серьезном повреждении стебля вещества из корня не поступят в листья и из листьев во все другие органы. Фотосинтез и испарение воды прекратятся. В конце концов погибнет все растение.

Многие из вас видели большие дуплистые деревья. У таких деревьев полностью разрушена сердцевина и многие сосуды древесины. Листья перестают получать воду, и нормальная жизнедеятельность растения нарушается.

При особенно активном росте и развитии отдельных органов растения изменяются и все остальные органы. Например, после подкормки растений селитрой листья становятся более крупными, темно-зелеными, в них образуется больше органических веществ. Усиливается питание растения. Это вызывает рост других органов.

Так как органы растения взаимосвязаны, развитие надземной части зависит от подземной, и наоборот. Так, весной в пустыне развиваются растения, которые живут очень недолго, всего несколько недель. Их слабые корневые системы способны извлекать влагу скудных весенних дождей только из поверхностных слоев почвы. Поэтому их надземные части развиты слабо и уже летом после образования плодов и семян отмирают. Другие пустынные растения, например верблюжья колючка и колосняк, обладают сильно развитой корневой системой, уходящей в почву на глубину до 15 м. На такой глубине находятся грунтовые воды. Вполне обеспеченные водой надземные части этих растений растут и развиваются даже в самое жаркое время года, когда дожди совсем не выпадают. Тесная взаимосвязь между всеми органами показывает, что каждое цветковое растение — единый целостный организм.

В отличие от животных цветковые растения не могут передвигаться с места на место в поисках пищи. Но, как и все живые организмы, они питаются, дышат, растут, размножаются.

При питании клетки фотосинтезирующих тканей поглощают углекислый газ, клетки всасывающей ткани корня — воду и минеральные вещества. На свету в хлоропластах зеленых клеток, поглощающих энергию солнечного света, из углекислого газа и воды образуется сахар — основа для создания всех других органических веществ. За их счет живут клетки всего растения Животные, в отличие от растений, питаются готовыми органическими веществами, созданными в клетках зеленых растений.

Дышат клетки растений круглосуточно кислородом, выделяя углекислый газ. При этом освобождается энергия, без которой растение не может жить, то есть расти, всасывать из почвы воду и минеральные вещества, создавать органические вещества, размножаться. Лишенные возможности дышать, растения, как и животные, погибают.

Таким образом, одни вещества из внешней среды постоянно поступают в растение, а другие вещества из растения переходят во внешнюю среду. Этот процесс называют обменом веществ. Обмен веществ происходит в каждой клетке живого растения. Когда обмен прекращается, растение умирает.

Рост растений, то есть увеличение размеров их корней, листьев, стеблей, цветков и плодов, происходит в результате делений и роста клеток. Деление клеток камбия вызывает утолщение стебля. За счет деления клеток образовательных тканей в кончиках корней, верхушках побегов и в молодых междоузлиях растут корни и побеги.

Каждое цветковое растение после опыления и следующего за ним оплодотворения развивается в многоклеточный организм из одной клетки — зиготы. Зигота образуется при слиянии двух гамет — яйцеклетки и спермия. Затем зигота делится на две клетки, потом на четыре, восемь и т. д. Развивается многоклеточный зародыш. Он находится в семени.

Из зародыша при благоприятных условиях вырастет взрослое цветковое растение. Так происходит размножение растений семенами, то есть семенное размножение.

При вегетативном размножении новые растения образуются тоже в результате деления клеток. Почки, а из них и побеги могут возникнуть на корнях, стеблях и листьях.

Каждое цветковое растение начинает размножаться в определенную пору своей жизни. И независимо от того, семенным или вегетативным способом размножается растение, оно воспроизводит организмы, подобные материнскому.

Размножаясь, растения не только сохраняются на участках, обжитых ими, но и расселяются, занимая новые территории.

1. Какая взаимосвязь существует между корнями, стеблями и листьями растения?
2. Что произойдёт с растением, если у него будут повреждены корни?
3. Почему погибают дуплистые деревья?
4. Как происходит обмен веществ при дыхании и при фотосинтезе?
5. Как развивается семя?
6. Из чего развивается зародыш?
7. Какие способы размножения растений вы знаете?
8. С помощью каких органов можно размножать растения вегетагивно?
9. Какие растения можно размножать листьями?
10. Каково значение размножения в жизни растений?
11. Какие способы вегетативного размножения растений человек использует в своей практической деятельности?

1. Осмотрите стволы деревьев, растущих около школы. Обнаружив повреждения или небольшие дупла, сообщите об этом в лесничество и при мите участие в оказании помощи растениям.

2. Для усиления роста и развития комнатных растений проведите их жидкую подкормку. С марта до конца учебного года поливайте растения один раз в неделю жидким удобрением, приготовленным из птичьего помета.

Корчагина В. А., Биология: Растения, бактерии, грибы, лишайники: Учеб. для 6 кл. сред. шк. — 24-е изд. — М.: Просвещение, 2003. — 256 с.:ил.

Видео по биологии скачать, домашнее задание, учителям и школьникам на помощь онлайн

Содержание урока 1236084776 kr.jpg конспект урока 1236084776 kr.jpg опорный каркас  1236084776 kr.jpg презентация урока 1236084776 kr.jpg акселеративные методы  1236084776 kr.jpg интерактивные технологии   Практика 1236084776 kr.jpg задачи и упражнения  1236084776 kr.jpg самопроверка 1236084776 kr.jpg практикумы, тренинги, кейсы, квесты 1236084776 kr.jpg домашние задания 1236084776 kr.jpg дискуссионные вопросы 1236084776 kr.jpg риторические вопросы от учеников  Иллюстрации 1236084776 kr.jpg аудио-, видеоклипы и мультимедиа  1236084776 kr.jpg фотографии, картинки  1236084776 kr.jpg графики, таблицы, схемы 1236084776 kr.jpg юмор, анекдоты, приколы, комиксы 1236084776 kr.jpg притчи, поговорки, кроссворды, цитаты  Дополнения 1236084776 kr.jpg рефераты 1236084776 kr.jpg статьи  1236084776 kr.jpg фишки для любознательных  1236084776 kr.jpg шпаргалки  1236084776 kr.jpg учебники основные и дополнительные 1236084776 kr.jpg словарь терминов  1236084776 kr.jpg прочие   Совершенствование учебников и уроков 1236084776 kr.jpg исправление ошибок в учебнике 1236084776 kr.jpg обновление фрагмента в учебнике  1236084776 kr.jpg элементы новаторства на уроке  1236084776 kr.jpg замена устаревших знаний новыми   Только для учителей 1236084776 kr.jpg идеальные уроки  1236084776 kr.jpg календарный план на год  1236084776 kr.jpg методические рекомендации  1236084776 kr.jpg программы 1236084776 kr.jpg обсуждения   Интегрированные уроки  

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

Источник: edufuture.biz