Водные растения поглощают кислород из воды через всю поверхность тела
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов
Сертификат и скидка на обучение каждому участнику
Биологические особенности водных растений.
Конспект для учителя.
Вода создает условия для жизни, коренным образом отличающиеся от условий жизни растений наземных, и это наложило свой отпечаток на строение соответствующих органов и частей водных растений.
У наземных растений вода с растворенными в ней веществами проходит через корень, а у водных растений вода воспринимается всей соприкасающейся с ней поверхностью. У большинства водных растений корни не имеют значения органов поглощения питательных веществ. Большой частью они являются только органами прикрепления к грунту или же совсем не развиваются.
У некоторых растений, например, у рясок, корни являются главным образом органом равновесия, способствующим их плаванию по поверхности водоема. Недоразвиты и сосуды; у некоторых растений, например, у роголистника, пути, проводящие воду не развиваются совсем, у других сосудистая система в большей или меньшей степени недоразвивается.
Недоразвивается и механическая ткань, так как водные растений в значительной мере поддерживаются водой.
У растений, возвышающихся над водой, развитие корня, сосудов и механических элементов ослаблено в меньшей степени, нежели у чисто водных растений.
У полностью погруженных в воду растений исчезают устьица. У листьев, расположенных на поверхности воды, устьица располагаются на верхней стороне листа.
У водных растений чрезвычайное развитие получают межклетники и ,следовательно, рыхлость тканей. До 70% объёма составляют в них внутренние полости, наполненные газом. Кроме кислорода, выделяющегося при фотосинтезе, в эти полости может проникать и воздух через устьица выступающих из воды частей. Газ может проникать и в корни, зарытые в ил, нуждающиеся также в дыхании. Проникающие через устьица поверхностных частей водных растений, воздух может служить для них также источником углекислого газа.
Обилие межклеточных пространств, наполненных газом, уменьшает удельный вес водных растений. Вследствие этого, они могут всплывать наверх, где количество света больше.
У многих водных растений листовые пластинки разделены на узкие нитевидные доли. Возможно, что такое расчленение листовой пластинки имеет значение для увеличения поглощающей поверхности листа. У водных растений появляются изменения в покровной ткани- в кожице или эпидермисе. Стенки кожицы не утолщены, с малоразвитой кутикулой- наружным не пропускающим воду слоем,-без волосков, восковых налетов. Зато в клетках кожицы развивается хлорофилл, благодаря чему кожица принимает ассимиляционную функцию-синтез органических веществ. Рассеченность листовых пластинок и рыхлость их тканей так же имеют значение для улавливание света: первое способствует увеличению листовой, воспринимающей свет поверхности, второе-проникновение внутрь листа слабых световых лучей.
У большинства водных растений размножение совершается почти исключительно вегетативным способом. Его легкость и быстрота являются следствием способности водных растений к быстрому росту. Если водные растения образуют цветки, то обычно они на более или менее длинной стрелке выносятся на поверхность воды и опыление их производится посредством насекомых или ветром.
Немногие однолетники из водных растений перезимовывают в виде семян. Некоторые перезимовывают в виде корневищ: рдест плавающий, кувшинки. Самый распространённый способ зимовки- в виде побегов с сильно скученными и укороченными листьями или в виде зимующих почек, образующихся в конце вегетационного периода. Наполняясь крахмалом и получая высокий удельный вес, они осенью опускаются на дно. Зимующие почки образуются, например, у водокраса, роголистника и пузырчатки. Некоторые из водных растений перезимовывают без специальных приспособлений на дне водоёмов, как ряска, болотники, некоторые рдесты
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.
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:
свойственно всем клеткам
характерно только для растений
углекислый газ выделяется
углекислый газ поглощается
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. При длительном его действии растение погибает
- при высоком содержании углекислого газа в воздухе дыхание растений замедляется, так как устьица закрываются
- дыхание некоторых растений идет и при температуре ниже 0 о С (например, ель дышит при -25 о С)
- 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.
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, чтобы приостановился процесс выделения кислорода.
Примерно через сутки мы увидим, что стакан с известковой водой помутнел, эта реакция известковой воды на углекислый газ.
Откуда 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, то есть воздух в банке остался неизменным, так как непрорастающие семена дышат очень слабо.
А если поместим свечку в банку с прорастающими семенами, свечка сразу потухнет, потому что прорастающие семена активно израсходуют кислород в ходе дыхания и выделят большое количество углекислого газа, а раз нет кислорода - горение свечи происходить не может, так как 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)
Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ
Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation
Растения, как все живые организмы, постоянно дышат. Для этого им необходим кислород. Он нужен и одноклеточным, и многоклеточным растениям. Кислород участвует в процессах жизнедеятельности клеток, тканей и органов растения.
Большинство растений получает кислород из воздуха через устьица и чечевички.
Водные растения потребляют его из воды всей поверхностью тела. Некоторые растения, произрастающие на заболоченных местах, имеют особые дыхательные корни, поглощающие кислород из воздуха.
Дыхание – сложный процесс, протекающий в клетках живого организма, в ходе которого при распаде органических веществ высвобождается энергия, необходимая для процессов жизнедеятельности организма. Основным органическим веществом, участвующим в дыхательном процессе, являются углеводы, главным образом сахара (особенно глюкоза). Интенсивность дыхания у растений зависит от количества углеводов, накопленных побегами на свету.
Дыхание – это протекающий с участием кислорода процесс распада органических питательных веществ до неорганических (углекислого газа и воды), сопровождающийся выделением энергии, которая используется растением для процессов жизнедеятельности.
Дыхание – процесс, противоположный фотосинтезу. Сравним процессы дыхания и фотосинтеза в клетках зеленого листа растения.
Процесс дыхания связан с непрерывным потреблением кислорода днем и ночью. Особенно интенсивно идет процесс дыхания в молодых тканях и органах растения. Интенсивность дыхания обусловлена потребностями роста и развития растений. Много кислорода требуется в зонах деления и роста клеток. Образование цветков и плодов, а также повреждение и особенно отрывание органов сопровождается усилением дыхания у растений. По окончании роста, с пожелтением листьев и особенно в зимнее время интенсивность дыхания заметно снижается, но не прекращается.
Дыхание – непременное условие жизни растений.
Дыхание листьев. (Анимация)
Чтобы жить, растение обязательно должно получать путем питания и дыхания необходимые ему вещества и энергию.
Поглощенные вещества в процессе преобразований в клетках и тканях становятся веществами, из которых растение строит свое тело. Все преобразования веществ, происходящие в организме, всегда сопровождаются потреблением энергии. Зеленое растение (как автотрофный организм), поглощая световую энергию, преобразует ее в химическую и накапливает в сложных органических соединениях. В процессе дыхания при расщеплении органических веществ эта энергия высвобождается и используется растением на преобразование веществ и процессы жизнедеятельности, которые происходят в клетках.
Оба эти процесса – фотосинтез и дыхание – идут путем последовательных многочисленных химических реакций, в которых одни вещества преобразуются в другие.
Например, в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды образуются сахара, которые затем через ряд промежуточных реакций превращаются в крахмал, клетчатку или белки, жиры и витамины – вещества, необходимые растению для питания и запасания энергии.
Весь процесс дыхания протекает в клетках растительного организма. Он состоит из двух этапов, в ходе которых сложные органические вещества расщепляются на более простые, неорганические – углекислый газ и воду. На первом этапе при участии специальных белков, ускоряющих процесс (ферментов), происходит распад молекул глюкозы. В итоге из глюкозы образуются более простые органические соединения и выделяется немного энергии. Этот этап дыхательного процесса происходит в цитоплазме.
На втором этапе простые органические вещества, образовавшиеся на первом этапе, взаимодействуя с кислородом, окисляются – образуют углекислый газ и воду. При этом высвобождается много энергии. Второй этап дыхательного процесса протекает только с участием кислорода в специальных органоидах клетки – митохондриях.
Таким образом, в процессе дыхания происходит расщепление более сложных органических веществ на простые неорганические соединения – углекислый газ и воду. При этом растение обеспечивается высвобождающейся энергией. Одновременно идет передача различных химических элементов из одних соединений в другие. Эти превращения веществ в организме называют обменом веществ. Обмен веществ – один из важных признаков жизни.
Обмен веществ – это совокупность протекающих в организме различных химических превращений, обеспечивающих рост и развитие организма, его воспроизведение и постоянный контакт с окружающей средой.
Интерактивный урок-тренажёр. (Выполните все задания урока)
Обмен веществ связывает все органы организма в единое целое. Вместе с этим благодаря обмену веществ организм объединяется с окружающей средой. Из нее растение поглощает вещества через корни и листья и выделяет в среду продукты своей жизнедеятельности. Дыхание, как и питание, – необходимое условие обмена веществ, а значит, и жизни организма.
Из урока вы узнаете о дыхании растений. О том, что при дыхании растения поглощают кислород и расходуют органические вещества, в результате чего освобождается энергия. В данном уроке приводится понятие о дыхании.
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, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Дыхание растений"
Дыхание — один из важнейших процессов обмена веществ у растений, в результате которого происходит поглощение кислорода и окисление органического вещества с выделением углекислого газа и энергии.
От части процесс дыхания противоположен фотосинтезу.
Вспомним, что при фотосинтезе растениями потребляется углекислый газ и выделяется кислород.
В этом можно убедиться благодаря опыту.
Посмотрите: освещённое растение — элодея — выделяет пузырьки — это кислород. Поместим на стакан с водой лабораторную воронку.
А сверху её стебля — пробирку. Проверим наличие газа тлеющей лучинкой. Лучинка вспыхнула, значит, растение выделяет кислород. Важно заметить, что выделение кислорода всегда наблюдается при образовании органических веществ в листьях.
А теперь проверим, действительно ли при фотосинтезе растения поглощают углекислый газ.
Удалим из воды воздух. Для этого прокипятим её и остудим. Будет ли растение в такой воде выделять кислород? Нет, пузырьков не видно, кислород не выделяется.
Но стоит насытить воду углекислым газом, как растение начинает выделять кислород.
Сделаем вывод: зелёные растения поглощают углекислый газ и воду, создают органические вещества, при этом выделяется кислород.
При дыхании все происходит наоборот поглощается кислород и выделяется углекислый газ.
Фотосинтез и дыхание это два процесса, которые идут параллельно в клетках растений зелёного листа. Как и всем другим организмам, растениям для жизнедеятельности необходима энергия. Они получают её в процессе дыхания.
Если у животных есть специальные органы для дыхания, то у растений таких специальных органов нет. Так как же тогда растения дышат?
Жизненные процессы протекают во всех живых клетках. Следовательно, все части растения, состоящие из живых клеток, дышат.
Убедиться, что все органы растения дышат, можно, поставив опыт.
Возьмём три ёмкости из бесцветного прозрачного стекла — стаканы. В один из них поместим 30 набухших, прорастающих семян гороха, фасоли или других растений. Сухие семена брать не следует. Они находятся в состоянии покоя, и поэтому все процессы жизнедеятельности, в том числе и дыхания, у них протекают очень слабо.
Во второй стакан положим корнеплоды моркови. Чтобы активизировать их клетки, перед опытом корнеплоды следует 2-3 дня подержать в воде. В третий стакан поместим свежесрезанные веточки липы с листьями. Края стаканов смажем вазелином. Плотно закроем стаканы стеклом и поставим в тёмное тёплое место.
На следующий день проверим, изменился ли состав воздуха в стаканах. Опустим в каждый из них зажжённую свечу, прикреплённую к проволоке.
Свечи гаснут, потому что в процессе дыхания органы растения поглотили кислород из воздуха, находящегося в стаканах, и выделили большое количество углекислого газа.
В этом же помогает убедиться и известковая вода. Если поместить небольшие сосуды с известковой водой внутрь стаканов она помутнеет, взаимодействуя с углекислым газом. Этот опыт показывает, что все органы растения дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
Если вместо стаканов взять термос, хорошо сохраняющий тепло, то, опустив в него термометр, легко заметить повышение температуры. Это часть энергии при дыхании выделилась в виде тепла.
Если наземные растения поглощают кислород из окружающего воздуха атмосферы, то водные растения потребляют кислород, растворенный в среде их обитания.
Дышат растения и днём, и ночью. Днём большая часть атмосферного кислорода поступает в растение через устьица листьев и молодых побегов, кожицу молодых корней, а также через чечевички стеблей, которые расположены на поверхности коры многолетних растений.
Ночью почти у всех растений устьица закрыты. В это время для дыхания растения используют, в основном кислород, образовавшейся при фотосинтезе и накопленный в межклетниках. По межклетникам кислород проникает во все живые клетки растений.
Как протекает процесс дыхания?
Вы все видели, как горят дрова в костре. При горении выделяется большое количество энергии в виде тепла и света. Откуда она берётся? При горении органические вещества взаимодействуют с кислородом (вы уже знаете, что кислород поддерживает горение).
Сложные органические вещества распадаются на более простые, из которых они образовались, — воду и углекислый газ. А световая энергия, которая была использована растениями в процессе фотосинтеза для образования органических веществ, освобождается в виде тепла и света.
Горение сходно с дыханием.
Во всех клетках растения содержится некоторая часть глюкозы, которая была получена при фотосинтезе. При дыхании глюкоза взаимодействует с кислородом поступившим в клетки, и окисляются. В результате такого процесса образуются углекислый газ и вода. А также высвобождается много энергии.
Итак, в процессе дыхания происходит расщепление сложных органических веществ на простые, например крахмала на глюкозу. И в конечном итоге на углекислый газ и воду.
При дыхании растение обеспечивается энергией. Поэтому дыхание — это жизненно важный процесс. Основная часть этой энергии запускает превращение одних соединений в другие. Также образовавшаяся энергия в процессе дыхания используется на рост, размножение и другие процессы жизнедеятельности.
Часть освобождаемой энергии превращается в тепловую. Например, около крупных цветков лотоса температура воздуха может повышаться на 12 °С.
Наиболее интенсивно дыхание растений происходит в тёплую погоду.
При выращивании культурных растений почва уплотняется и содержит мало воздуха. Поэтому для улучшения дыхания корней её рыхлят специальными культиваторами.
Особенно от недостатка кислорода страдают растения, выращиваемые на сильно увлажнённых (заболоченных) почвах. Для улучшения снабжения воздухом корней растений такие почвы обычно осушают.
При хранении семян в зернохранилищах следят за влажностью семян. Сырые семена дышат интенсивнее и сильно разогреваются выделяющимся теплом — тогда зародыши в них погибают. Чтобы этого не происходило, закладываемые на хранение семена должны быть сухими, а зернохранилище — хорошо проветриваемым.
Дыханию растений препятствует пыль, оседающая на листьях. Её твёрдые мельчайшие частицы закрывают устьица, и поступление воздуха в листья затрудняется.
Вредно действуют на дыхание растений и примеси, появляющиеся в воздухе при сжигании различных видов топлива на промышленных предприятиях. Поэтому при озеленении городов обычно высаживают деревья, устойчивые к запылённому воздуху и загрязнению.
Вопрос 1.
Дыхание одна из важнейших жизненных функций организма, включающая в себя поступление в организм кислорода, использование кислорода для получения энергии и выведение из организма конечных продуктов дыхания, в основном углекислого газа.
Вопрос 2.
У высших растений устьица обеспечивают поглощение растениями углекислого газа, необходимого для фотосинтеза, и выделение кислорода, а также поглощение кислорода и выделение СО2 при дыхании. Устья периодически то, открываясь, то закрываясь, регулируют поступление воздуха в листья. Стебель растения дышит через специальные отверстия среди клеток толстой и плотной пробки – чечевички. Встречаются у растений и дополнительные приспособления: дыхательные корни (болотный кипарис, растёт на переувлажнённой почве).
Одноклеточные растения поглощают растворённый в воде кислород всей поверхностью своего тела. Это клеточный тип дыхания. Образующийся в процессе дыхания углекислый газ выделяется сквозь оболочки непосредственно в воду. Так дышат все водоросли.
Вопрос 3.
Устьица обычно располагаются с нижней стороны листовой пластинки, а у водных растений (кувшинка, кубышка) — только на верхней. У ряда растений (злаки, капуста) устьица есть на обеих сторонах листа. Устьица – щель, которая расположена между двумя бобовидными (замыкающими) клетками. Замыкающие клетки находятся над большим межклетником в рыхлой ткани листа. Они смыкаются между собой противоположными концами. В отличие от других клеток кожицы в них имеются хлорофилл. Для замыкающих клеток устьиц характерно неравномерное утолщение их оболочек. Оболочка, обращенная к щели, толстая, а задняя стенка клетки — более тонкая и эластичная. При увеличении тургорного давления в замыкающих клетках тонкая стенка выпячивается, а передняя стенка становится вогнутой, и вся клетка изгибается в направлении от щели. Устьице при этом открывается. При снижении тургорного давления клетки принимают нормальную форму, и устьичная щель закрывается.
Чечевички — отверстия, которые обеспечивают газообмен. Они располагаются на стебле среди клеток толстой и плотной пробки.
Вопрос 4.
Суть клеточного дыхания заключается в том, что клетка поглощает растворённый в воде кислород всей поверхностью и выделяет углекислый газ, образовавшийся при дыхании, через оболочку. Такое дыхание свойственно одноклеточным растительным и животным организмам, например амёбы и хламидомонады имеют клеточное дыхание.
Вопрос 5.
Кожное дыхание – это процесс поглощения кислорода и выделение углекислого газа организмом через кожу. Многоклеточные животные и человек имеют кожное дыхание. Встречаются среди наземных позвоночных животных организмы, у которых лёгкие отсутствуют, например безлёгочные саламандры – они дышат кожей.
У лягушки кожное дыхание преобладает над лёгочным, при его нарушении лягушка с неповреждёнными лёгкими погибает. У человека на долю кожного дыхания приходится 1–2%.
Вопрос 6.
У насекомых дыхание только трахейное. В каждом сегменте их тела имеется пара дыхалец – отверстий, от которых внутрь отходят ветвящиеся трубочки – трахеи. Внутри тела насекомого трахеи ветвятся и оплетают внутренние органы. Они буквально пронизывают всё тело. По этим трахеям в клетки тела насекомого поступает воздух, богатый кислородом.
Вопрос 7.
Органом водного дыхания рыб служат жабры. Жабры имеют скелет в виде жаберных дуг. На дугах сидят жаберные лепестки, пронизанные кровеносными сосудами. Попаданию крупных пищевых частиц в жаберные щели препятствуют жаберные тычинки, также расположенные на дугах. Вода, поступающая в глотку через рот, омывает жаберные лепестки. В них происходит газообмен между водой и кровью.
Вопрос 8.
Легкие – парные органы, имеют вид ячеистых мешков, пронизанных бесчисленным множеством кровеносных сосудов. Ячеистое строение позволяет увеличивать поверхность лёгких во много раз.
Вопрос 9.
Одноклеточные животные дышат кислородом, растворённым в воде, поглощая его всей поверхностью тела (клетки). Образовавшийся в процессе дыхания углекислый газ выделяется наружу через оболочку клетки.
Вопрос 10.
Сходство дыхания растений и животных заключается в том, при дыхании, как растения, так и животные поглощают кислород, а выделяют – углекислый газ.
Читайте также: