Растения в почве и поглощают из нее минеральные вещества

Обновлено: 05.10.2024

Важнейшая часть растения скрыта от нашего взора под землей. Миллионы лет назад благодаря корням первые наземные растения смогли закрепиться в почве. Затем растения с помощью корней научились извлекать из почвы различные питательные вещества. Сегодня корни растений играют важную роль в жизни человека. Некоторые корни мы употребляем в пищу, другие используем для решения экологических проблем.

Режим обучения доступен только авторизованным пользователям

Возможности режима обучения:

просмотр истории в виде слайдов
возможность прослушивания озвучки по каждому слайду
возможность добавить свою, детскую озвучку
тесты для детей, чтобы закрепить материал
специально подобранные коллекции картинок и видео для улучшения восприятия
ссылки на дополнительные обучающие курсы

Озвучка доступна в режиме обучения

Строение корней

Видоизменения корней

Мангровые растения живут в заболоченных почвах, и их корням не хватает воздуха. У мангровых растений корни возвышаются над землей, выполняя функцию дыхания (такие корни ещё называют пневматофоры).

У баньяна корни свисают со стеблей. Если такой корень достигнет земли, то он создаст для дерева дополнительную опору.

Сократительные корни втягивают растение глубже в почву. Луковицы лилий каждый год углубляются в почву по мере развития новых сократительных корней. Луковицы продолжат опускаться до тех пор, пока не будет достигнута область с оптимальной температурой.

Корни и минеральное питание растений

Минеральное питание растений

Поглощение различных веществ из окружающей среды – главная задача любого живого организма. Часть поглощенных веществ используется в качестве строительного материала, другая часть – для производства энергии. Растения научились получать эти два ресурса в процессе фотосинтеза, в ходе которого они создают сахар. Однако на одном только сахаре растение не выживет. Ему необходимо также производить нуклеиновые кислоты (ДНК), белки, жиры и многие другие молекулы. Помимо углекислого газа и воды, требующихся для фотосинтеза, растения поглощают азот, кальций, фосфор и многие другие минеральные вещества. Но необходимые молекулы залегают глубоко в почве или находятся в малых концентрациях (количествах). Корни растения – это эффективная машина для поиска и сбора редких ресурсов.

Поглощение различных веществ растением

Из земли растения поглощают около 15 основных элементов. Азот(N), фосфор(P) и калий(К) требуются в больших количествах – это макроэлементы (от греч. макро – большой). Часто рост растения сдерживает именно недостаток макроэлементов в почве. Железо(Fe), цинк(Zn), и некоторые другие – это микроэлементы (от греч. микро – маленький). В растении они присутствуют в небольших количествах. Например, на один атом молибдена в растении приходится 60 миллионов атомов водорода.

Недостаток того или иного элемента приводит к порче органов и постепенному увяданию. При дефиците элемента проявляются разные симптомы. Например, увядание и пожелтение старых листьев говорит о недостатке азота или фосфора. Гибель молодых листьев указывает на дефицит железа или кальция. Избыток элементов в почве токсичен для растения и также приводит к увяданию. Откуда фермеры знают, сколько и в каких количествах вносить удобрения (смесь различных веществ)? В лаборатории ученые выращивали растения, убирая из питательной смеси по одному элементу. Затем они следили, как развивается растение и постепенно вносили недостающий элемент. Например, так было установлено, что для нормального роста томату необходима медь в количестве 0,002 миллиграмма на литр воды.

Важность почвы для растений Процесс формирования плодородной почвы занимает тысячи лет. Сперва происходит разрушение каменистых горных пород под действием ветра и дождя. Образовавшиеся мелкие частички (гравий, песок, глина) создают основу для почвы. Затем в почве появляются микроорганизмы. Они делают почву более плодородной, формируя гумус (органический компонент почвы). Самыми плодородными почвами считаются чернозёмы – доля в них гумуса составляет 10%. От состава и текстуры почвы зависит способность корней расти и поглощать вещества. Слишком плотная почва не даст корням нормально расти, а в слишком рыхлой минеральные вещества будут быстро вымываться. В свою очередь, корни растений играют важную роль в переносе глубоко залегающих веществ на поверхность, способствуя обогащению верхнего слоя почвы.

Эрозия – это процесс разрушения почвы под действием ветра и воды. В природе почва образуется быстрее, чем разрушается. Растения препятствуют эрозии, удерживая и скрепляя почву корнями. Однако чрезмерная эксплуатация человеком пахотных земель и вырубка лесов ускоряют эрозию почв. Деградация (разрушение) почв наблюдается во всём мире. В России около 80% сельскохозяйственных земель подвержены эрозии. Бедные гумусом почвы России вынуждают фермеров интенсивно использовать доступные пахотные угодья, что приводит к ускорению темпов эрозии. В результате истощительного землепользования ежегодно недобирается 30% урожая. Своевременные методы мелиорации (процедуры по улучшению плодородия почвы) трудозатратны, однако они способны повысить плодородие почвы на годы вперед.

Корни и минеральное питание растений

В позапрошлом веке ходили легенды о гигантском растении на острове Мадагаскар, которое питалось людьми. Растений-людоедов ученым обнаружить не удалось, однако некоторые растения с удовольствием питаются насекомыми. Хищные растения способны фотосинтезировать, но страдают от нехватки минеральных веществ на заболоченной почве. Поэтому в ходе эволюции их листья адаптировались к привлечению, захвату и перевариванию насекомых, мелких ящериц и лягушек. Из переваренных животных хищные растения получают необходимый азот, фосфор и некоторые другие элементы.

Необходимые для растений азот и фосфор всегда в дефиците. Их концентрация (количество) в почве невелика, что ограничивает рост растения. Содружество (ассоциация) растений с грибами позволяет решить эту проблему. Переплетаясь, корни растений и нити грибов образуют мицелий. Оба партнера получают выгоду от сожительства друг с другом – такие взаимовыгодные отношения называют симбиозом. Гриб лучше усваивает фосфор и азот, передавая их растению. Растение, в свою очередь, делится с грибом продуктами фотосинтеза – углеводами. Грибы также стимулируют рост и ветвление корней и защищают их от почвенных микробов. Около 80% растений вступают в симбиотические отношения с грибами.

Корни и их польза для человека В корнях многих растений запасаются продукты фотосинтеза. С древних времен человек приметил пользу и питательную ценность таких корней. Вам хорошо известны такие корнеплоды как репа, брюква, хрен, морковь и свёкла. Морковь особенно полезна, так как в ней содержится каротин. Каротин – красноватое вещество, которое является источником витамина А. Сахарная свёкла была выведена в 18 веке из обычного сорта свёклы. Селекционерам удалось увеличить количество сахара в свёкле с 2% до 20%. Сегодня 35% мирового сахара получают именно из сахарной свёклы. Интересно, что первым производство сахарной свёклы поддержал Наполеон. Таким образом он хотел положить конец монополии Англии, производившей сахар из тростника. Жители южных стран употребляют такие корнеплоды как маниока и батат (сладкий картофель). Батат является особенно питательным – он содержит 5% белков, богат витаминами A и D, а также железом, кальцием и другими минералами .

В наземные части папоротников, голосеменных и цветковых растений растворы минеральных веществ поступают из корней, всасывающих их из почвы корневыми волосками .

Корневые волоски работают как маленькие насосы. Вещества, поступившие в корневой волосок, перемещаются в другие клетки всасывающей зоны корня, поступают в сосуды центрального цилиндра корня и по ним поднимаются вверх в стебли и листья.

Доказать, что поступление растворов минеральных веществ в наземную часть растения происходит по сосудам древесины , можно с помощью простого опыта.

Ветку дерева ставят в окрашенную чернилами воду. Через несколько часов отрезают часть стебля и разрезают его вдоль. На срезе видно, что чернилами окрашивается только слой древесины. Значит, раствор чернил поднимается вверх по сосудам, которые находятся в древесине.

Процессы всасывания воды и её передвижения вверх по органам растений возможны благодаря действию корневого давления .

Обрезают стебель растения, оставив небольшой пенёк. На него одевают небольшой кусочек трубки из резины, в который вставляют стеклянную трубку. Через некоторое время из трубки начинает капать вода. Но это происходит только после полива тёплой водой. Если же для полива использовать холодную воду, то капли воды не появляются. Значит, корни не могут поглощать холодную воду.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Тема урока: Поглощение воды и минеральных веществ из почвы.

Задачи урока.

Раскрыть содержание понятия “питание”, особенности минерального (почвенного) питания растений, роль корневой системы в этом процессе.

Развивать понятие о функциях листа.

Познакомиться с процессом образования органических веществ, узнать условия их образования.

Продолжить формирование умений узнавать ткани и органы растительного организма на таблицах, рисунках, работать с учебником, устанавливать причинно-следственные связи.

Отработать навыки ухода за растениями (полив и подкормка).

Оборудование. Комнатные растения, таблицы “Строение цветкового растения”, “Корень и его зоны”, “Поглощение света листом”, макет корня, презентация по теме урока, микроскопы.

Тип урока: урок комплексного применения знаний с элементами инновационных технологий и дифференцированного подхода.

Формы организации познавательной деятельности: фронтальная, индивидуальная, элементы лабораторно- исследовательской деятельности.

Основные методы: проблемный, дифференцированного подхода, объяснительно-иллюстративный, частично–поисковый , наглядно-практический, личностно-ориентированный, творческий, метод проблемного изложения учебного материала; эвристическая беседа; аудиовизуальные; наглядные (иллюстративные, демонстративные).

Основные биологические понятия урока. Минеральное (почвенное) питание, корень, стебель, лист; корневые волоски, проводящая ткань, сосуды, фотосинтез, устьица, основная ткань листа.

Организационный момент.

Проверка д/з (мини-тест)

II . Актуализация изученного материала. Введение в новый раздел.

1. Актуализация знаний (биологическая разминка).

- Какие вещества входят в состав растения?

- Как минеральные вещества поступают в растение?

- Какие органические вещества вы знаете?

- Как они поступают в растение?

- Как организмы получают основные химические элементы, из которых построено их тело?

- Чем питание растений отличается от питания других организмов?

- Какие функции выполняет корень? Что такое корневой волосок? Каково его значение? - Что такое питание?

2. Постановка познавательной задачи.

Питание – процесс получения организмом энергии и веществ через пищу. Энергия не создается и не уничтожается. Она существует в разных формах – световой, химической, тепловой, электрической, механической и т.д. Формы энергии могут переходить друг в друга. Например, когда включается вентилятор, то электрическая энергия превращается в механическую, а у электрообогревателя – в тепловую. Энергию можно определить как способность совершать работу. Живые организмы в этом случае можно сравнить с машинами, которые не могут работать (оставаться живыми) без постоянного притока энергии.

Примеры различного рода работы в организме: образование органических веществ, транспорт веществ, механическое сокращение мышц, деление клеток. Кроме энергии, во время питания организм получает вещества, необходимые для его роста и развития.

III. Изучение нового материала.

1. Вступительное слово учителя (рассказ с элементами беседы).

Типы питания живых организмов – автотрофы, гетеротрофы

2. Особенность питания растений. Работа с учебником

Ученики изучают текст и отвечают на вопросы (работа по программированной карте).

- Что такое пищеварение, почему его нет у зеленых растений?

- Какие приспособления есть у листьев для поглощения углекислого газа из воздуха?

- Почему растения нельзя поливать холодной водой? Почему корневых волосков на 1 мм 2 поверхности насчитывается десятки и сотни?

- В чем значение минеральных подкормок растений?

- Почему по отношению к удобрениям и воде не подходит поговорка: “Кашу маслом не испортишь”?

3. Обобщение знаний по изученному фрагменту темы (ответ ученика).

Почва, которая используется человеком для выращивания культурных растений, требует восстановления состава, т.к. питательные вещества уносятся растениями. Поэтому человек вносит удобрения.

Корень, стебель и лист связаны непрерывной системой проводящих пучков, в которых есть сосуды. По сосудам, как по трубам, вода и растворенные в ней минеральные соли поднимаются из корня в лист, где вместе с углекислым газом они участвуют в образовании органических веществ.

Вывод: почвенное питание растений связано с поглощением воды и минеральных веществ с помощью корневых волосков зоны всасывания корня.

Постановка вопроса урока. А что же такое воздушное питание растений?

Условия образования органических веществ (рассказ, работа с опорной схемой, составление характеристики по опорной схеме, работа с микроскопами).

Фотосинтез – это процесс образования сахара на свету из углекислого газа и воды в хлоропластах.

1-е условие фотосинтеза: наличие хлоропластов.

2-е условие фотосинтеза: наличие углекислого газа, поступающего через устьица из воздуха.

3-е условие фотосинтеза: наличие воды (поступает из почвы).

4-е условие фотосинтеза: наличие света.

“ Хлорофилл - это Прометей, который выкрал огонь с небес и подарил людям”. К.А.Тимирязев

4. Продукты фотосинтеза (обсуждение, связь с практическим значением органических веществ для питания).

IV. Закрепление изученного материала (работа с дифференцированными разноуровневыми заданиями, схемами).

Типы питания (дифференцированное закрепление изученного материала).

- Какие вещества необходимы растению?

- Где они их берут в процессе питания?

- Питание у растений различают: почвенное (минеральное) и воздушное (фотосинтез).

V. Самостоятельная работа.

1. Выберите правильные утверждения:

Корневые волоски находятся на всем протяжении корня.

Клетки корневого чехлика недолговечны.

Поступление воды и минеральных солей происходит только в зоне всасывания.

Зона всасывания находится между зоной роста и проводящей зоной.

Лист – единственный орган растения, в котором происходит фотосинтез.

Устьичные клетки не имеют хлорофилла.

Почка – это зачаточный побег.

Стержневая корневая система имеет один корень.

Придаточные корни развиваются из корешка зародыша.

2. Докажите, что луковица видоизмененный побег.

Ключ: правильные утверждения: 2, 3, 4, 7.

1. При дыхании корни поглощают:

а) кислород; б) воду; в) углекислый газ;

г) растворенные минеральные вещества.

2. В поглощении воды и минеральных солей участвует:

а) зона деления; б) зона роста;

в) зона всасывания; г) зона проведения.

3. Органическое удобрение:

а) навоз; б) зола; в) селитра; г) мочевина.

4. Почка – это:

а) зачаточный побег; б) зачаточные листья;

в) видоизмененный побег; г) видоизмененные листья.

5. Клубень – это:

а) плод; б) видоизмененный побег; в) корень; г) часть побега.

6. Вегетативные органы:

а) семена; б) плоды; в) корни и побеги; г) цветки.

7. Фотосинтез происходит:

а) только на свету; б) в темноте; в) только осенью; г) только ночью.

8. Стержневая корневая система имеет:

а) один корень; б) много корней;

в) много придаточных корней; г) главный и боковые корни.

9. Придаточные корни:

а) развиваются из корешка зародыша;

б) отрастают от стебля;

в) развиваются на главном корне;

г) отрастают от боковых корней.

Биологический диктант

Корневая система растения поглощает из почвы … и … с помощью … Из листа вода поступает к клеткам основной ткани, содержащим … Через устьица к клеткам основной ткани поступает … В хлоропластах при участии света образуются … Происходит процесс … При этом выделяется газ …

Ключ: 1 г), 2 в), 3 а), 4 а), 5 б), 6 в), 7 а), 8 г), 9 б).

Биологический диктант: воду, минеральные вещества, корневых волосков, устьица, углекислый газ, органические вещества, фотосинтез, кислород.

Режим обучения доступен только авторизованным пользователям

Возможности режима обучения:

просмотр истории в виде слайдов
возможность прослушивания озвучки по каждому слайду
возможность добавить свою, детскую озвучку
тесты для детей, чтобы закрепить материал
специально подобранные коллекции картинок и видео для улучшения восприятия
ссылки на дополнительные обучающие курсы

Озвучка доступна в режиме обучения

Строение корней

Видоизменения корней

Корни и минеральное питание растений

Минеральное питание растений

Поглощение различных веществ растением

Корни и минеральное питание растений

Читайте также: