Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.
Жизнедеятельность растений: основные жизненные процессы в организме растений и связь органов в организме растения
Содержание:
Какие жизненные процессы протекают в растительном организме? Рассмотрим основные.
Жизненные процессы в организме растений
Под жизнью понимают биологический и качественно особенный вид движения материи. Поскольку растение является живым организмом, то и ему характерны все основные признаки живого.
К основным жизненным процессам, протекающим в организме растения и не зависящим от строения растения, относятся:
- обмен веществ и энергии;
- дыхание;
- питание;
- рост;
- развитие;
- движение;
- раздражительность;
- размножение;
- саморегуляция;
- самовосстановление;
- адаптация к изменяющимся условиям среды.
Обмен веществ и энергии
Основной признак проявления жизни — осуществление обмена веществами и энергией. Самым сложным процессом, связанным с образованием веществ или ассимиляцией, является фотосинтез. В случае распада веществ или диссимиляции — это дыхание.
Обмен веществ и энергии — непростой комплекс процессов поступления в организм веществ и энергии из вне, с последующим их преобразованием, усвоением, а также распадом с выделением энергии и выведением из организма.
Постоянный обмен и превращение веществ и энергии обеспечивают размножение, рост и реакции растений на меняющиеся условия. Организм постоянно принимает вещества, которые проходят в нем определенные превращения, и выводит конечные продукты обмена.
Обмен веществ — это два взаимосвязанных процесса:
- ассимиляция. Под ней понимают образование специфических для организма сложных биологических веществ на основе более простых;
- диссимиляция. Под ней понимают распад сложных соединений, которые образуют тело, на более простые.
К примеру, солнечная энергия позволяет зеленым водорослям осуществлять процесс фотосинтеза, в ходе которого сложные органические соединения продуцируются из простых неорганических веществ.
Питание растения
Под питанием понимают постоянное поступление в организм растения необходимых веществ и энергии.
Чтобы процесс фотосинтеза произошел, одной солнечной энергии мало. Также необходимы вода и углекислый газ. Последний поступает к основной хлорофиллоносной ткани сквозь щели устьиц эпидермиса листка. Кислород, полученный в ходе фотосинтеза, выводится наружу.
Есть еще воздушное питание. Оно происходит за счет того, что солнечная энергия превращается в энергию химических связей.
Результатом процесса фотосинтеза является образование глюкозы из углекислого газа. Позже она преобразуется в крахмал — основное запасное вещество растений. В ходе этого процесса выделяется свободный кислород.
В процессе дыхания кислород поглощается, а углекислый газ — высвобождается.
Фотосинтез и дыхание — два противоположных, но тесно связанных друг с другом процесса. В процессе фотосинтеза происходит поглощение энергии Солнца, а в процессе дыхания она высвобождается — то есть, покрывает потребности организма. Во время фотосинтеза высвобождается намного больше кислорода, чем используется растением в ходе дыхания.
По этой причине зеленые растения считаются главным источником атмосферного кислорода.
Питание — поступление в организм и усвоение питательных веществ, которые поддерживают процессы жизнедеятельности.
Питание — составляющая процесса обмена веществ, без которой невозможна жизнедеятельность растения: для нормального функционирования ему нужна энергия. Рост и развитие растения осуществляется за счет поступления из почвы через корневую систему минеральных веществ.
Химические элементы по-разному влияют на процессе развития в организме растения. Нитроген (азот) способствует ускорению роста вегетативной массы — листьев и стебля. Фосфор и Калий положительно сказываются на формировании плодов и цветов.
Прочие элементы также оказывают воздействие на определенные процессы, хотя и нужны растениям в меньшей степени.
Есть два основных типа питания: автотрофный и гетеротрофный.
Автотрофный тип питания основан на синтезе органических веществ из неорганических при помощи энергии Солнца. Благодаря такому синтезу организм растения вырабатывает кислород. Часть его идет на поддержание процесса дыхания, а остальная часть — поступает в атмосферу.
Важное условие фотосинтеза — наличие воды, света и углекислого газа. Вода поступает в растение в основном из почвы (минеральное питание), углекислый газ — из атмосферы (воздушное питание).
Образование молекул всех органических веществ невозможно углерода углекислого газа. Когда происходит фотосинтез, то в хлоропластах зеленых растений в результате влияния света происходит разложение молекул воды и выделение кислорода.
Внешние факторы определяют скорость фотосинтеза. К таким факторам относятся освещенность, температура воздуха, наличие воды, количество углекислого газа (этот показатель в атмосфере составляет 0,03%).
Наилучшее условие для протекания фотосинтеза — температура на уровне +20 — +25 градусов Цельсия и достаточно влажная почва.
Гетеротрофный способ основан на питании органическими веществами. Среди гетеротрофов встречаются паразиты и сапротрофы.
Паразиты — организмы, которые питаются органическими веществами живых организмов.
Сапротрофы — организмы, использующие в качестве источника питания вещества отмерших организмов.
Дыхание растения и транспирация
В листьях растения происходят еще два важных процесса: дыхание и транспирация (испарение воды).
Дыхание — сложный процесс, в ходе которого организм растения усваивает кислород из атмосферы и выделяет углекислый газ.
Благодаря дыханию, обеспечивается беспрерывная связь организмов с окружающей средой. В процессе дыхания органические вещества окисляются, и энергия, связанная в них, высвобождается. В последующем растения используют эту энергию для обеспечения жизнедеятельности. Дыхание основано на поглощении кислорода и выделении углекислого газа.
Климатические факторы окружающей среды влияют на дыхание растений.
Интенсивность дыхания в разных частях растения разная. Она измеряется количеством вдыхаемого кислорода и выдыхаемого углекислого газа.
Наибольшая интенсивность дыхания — у молодых быстро растущих органов. В местах, где наблюдается интенсивный рост, клетки быстро делятся и растут. По этой причине им необходимы питательные вещества и энергия, высвобождаемая в растениях при помощи кислорода, поступившего с дыханием.
Генеративные органы дышат очень интенсивно, листья — чуть менее интенсивно, а корень и стебель — слабо. Примечательно, что сухие семена практически не дышат, но когда набухают и прорастают, то их дыхание становится довольно сильным. По окончании активного роста дыхание органов растения становится слабее.
Транспирация или испарение воды — процесс выделения водяного пара через устьица, чечевички и т. д.
Воду могут испарять все части растения, но больше других — листья. Устьица регулируют скорость испарения. Водяные пары попадают в щели устьиц через систему межклеточников. Через эти щели они и выводятся наружу. С поверхности листа вода также испаряется, хотя и не так интенсивно.
Транспирация обеспечивает снижение температуры организма растения и исключает тем самым перегревание. Кроме того, испарение воды гарантирует непрерывный поток водных растворов минеральных солей от корня, к органам, находящимся над землей.
Наличие воды — важное условие для протекания всех жизненных процессов растения. Большая часть поглощаемой растениями воды испаряется, а остальная используется для образования органических соединений.
Скорость транспирации зависит от ветра, температуры и влажности воздуха. При высокой влажности воздуха транспирация достаточно медленная или вообще отсутствует. При сильном ветре и высокой температуре скорость испарения увеличивается.
Рост растения
Рост — количественное увеличение размера, объема, массы и поверхности целого организма или отдельных его частей, которое происходит благодаря поступлению питательных веществ.
Растения растут постоянно и на протяжении всей жизни. Рост органов растения так же заметен.
К примеру, деревья растут и в высоту, и в толщины, и в некоторых случаях могут достигать впечатляющих размеров. При этом молодые деревья растут активнее старых. Рост основан на делении и росте клеток. На кончике корня и верхушечной части побегов клетки делятся и растут намного быстрее.
Рост корней стеблей растений осуществляется верхушечкой, а рост в толщину возможен благодаря делению клеток камбия.
Растение меняется постоянно и все изменения, которые с ним происходят, заметны. Семя, прорастая, дает росток, который вначале питается за счет накопленных питательных веществ, которые содержит семя. Потом росток сам поглощает питательные вещества из вне. Потребности в питательных веществах увеличиваются в процессе роста. Это объясняется тем, что все больше питательных веществ нужно растению для того, чтобы сформировать вегетативные органы и органы размножения.
Развитие и движение растения
Развитие — качественные изменения, происходящие в отдельных органах растения и в организме в целом.
Наблюдается взаимосвязь количественных и качественных изменений: роста и образования разных специальных образовательных тканей, за которым закреплены определенные функции организма, то есть, дифференциация.
Чтобы растение нормально росло и развивалось, ему нужны свет, влага, питательные вещества и активное дыхание.
Растения могут двигаться, хотя иногда их движения не особо заметны. К примеру, если поставить комнатное растение на подоконник, то оно повернется в сторону света. Даже при перестановке оно будет искать источник света и тянуться к нему.
Подсолнух поворачивает соцветие по ходу движения солнца.
Цветы душистого табака закрываются в утреннее и дневное время, а в вечернее — раскрываются.
Цветы почти всех растений раскрываются в определенное время. Цветы цикория раскрываются в 7 утра, а соцветия одуванчика — в 5-6 утра. Вечером или после дождя соцветия одуванчика закрываются.
Размножение и раздражительность растений
Размножаться могут все без исключения растения. Есть два основных способа размножения растений: семенной и вегетативный.
В случае вегетативного способа размножение происходит с помощью частей стеблей, корней и листьев.
Семенное размножение более сложное, так как прохождения фаз цветения, опыления, оплодотворения, формирования семян и плодов с последующим их распространением.
Раздражительность — способность организма изменять особенности своей жизнедеятельности в результате влияния окружающей среды (внешних факторов или раздражителей).
Раздражение свойственно и животным, и растениям. У растений раздражительность служит как приспособление к меняющимся условиям существования.
У мимозы стыдливой сложные листья, которые состоят из множества пластинок. В обычном состоянии они выпрямлены, но при приближении к ним или касании листочки складываются и прижимаются к черешку листа.
Физиология растений — отрасль биологии, которая изучает процессы функционирования организмов растений.
Как связаны органы в организме растения
Каждая отдельная часть растения тесно связана с другими, дополняет их и обеспечивает функционирование организма как единого целого. При нарушении функции или строения какого-либо органа, другие части организма растения тоже страдают и испытывают на себе определенные последствия таких нарушений.
Питание растений осуществляется из почвы и воздуха. Почвенное питание играет особую роль, так как при нем корневая система всасывает из грунта растворы минеральных солей.
Если корень повреждается или отмирает, то это приводит к нарушению закрепления растения в грунте поглощения им из почвы раствора минеральных солей.
Лист растения — главное место образования органических веществ из неорганических. Без органических веществ клетки, ткани и органы растений — как и весь организм в целом — не могут нормально расти и развиваться.
Строение листка растения идеально подходит для образования органических веществ из неорганических — фотосинтеза. Хлоренхимы — клетки основной ткани листка — содержат в хлоропластах зеленые пигменты хлорофиллы: именно благодаря им и происходит фотосинтез.
Фотосинтез — главная функция листа.
Листьям и стеблям необходимы также минеральные вещества: они поступают из корня в виде водного раствора.
Проводящая ткань — флоэма и ксилема — обеспечивает связь между различными частями растения. В частности, между надземными и подземными органами.
Органические вещества в организме растения могут свободно перемещаться и превращаться во всех клетках и органах. Поэтому растение и растет, а в плодах, семенах, корневой системе, подземных и надземных органах накапливаются органические вещества.
Процессы жизнедеятельности в организме растения не прекращаются. Как и все организмы, растение дышит при помощи кислорода. Так как специальных органов, отвечающих за дыхание, у растения нет, то дышит оно через поверхность различных органов: вегетативных и генеративных. Поэтому дыхание у растения осуществляется всеми органами и клетками.
Согласованность работы всех органов — заслуга специальных веществ, вырабатываемых растениями: фитогормонов. Они формируются в специальных клетках, а затем за счет работы элементов проводящих тканей попадают в другие клетки, где и проявляют свое действие.
Благодаря одним фитогормонам деление и рост клеток ускоряется, а благодаря другим — замедляется. Также фитогормоны отвечают за регуляцию прорастания семян, рост почек, формирование цветов и плодов и др.
Навигация по статьям