Познание. Функции листа

Тема: «Значение листа в жизни растения»

Цели и задачи: сформировать понятия о функциях листа; объяснить роль листопада в жизни растений; охарактеризовать разнообразие и видоизменения листьев; закрепить знания о строении растения; воспитывать интерес к познавательной и творческой деятельности, стремление к знаниям, интерес к предмету, бережное отношение к природе.

Оборудование: учебник, таблицы: «Разнообразие внутреннего строения листьев», «Внутреннее строение листа», «Простые и сложные листья», «Видоизменения листьев», видеоролики к уроку.

Ход урока:

1. Организационный момент (наличие у учащихся необходимых принадлежностей к уроку, приветствие).

2. Опрос домашнего задания (по вопросам §10-17)

3. Мотивация.

• В результате какого процесса растения выделяют в окружающую среду углекислый газ? (ответы учащихся).
• По какой растительной примете мы определяем, что пришла осень? (ответы учащихся) – просмотр видеоролика со стихотворением И.Бунина «Листопад»
• Какова роль устьиц в листе? (ответы учащихся) – просмотр видеофрагмента об испарении листьев.

4. Изучение новой темы:

• Функция листа в жизни растения.
• Процесс газообмена в листьях.
• Испарение воды листьями.
• Листопад и его значение.
• Запасание питательных веществ и воды.
• Видоизменения листьев.

5. Закрепление. Обобщающая беседа по материалу §18 учебника. Запись основных понятий темы.

Лист – это важный орган растения, выполняющий в нем такие функции, как фотосинтез, испарение, газообмен, листопад. Фотосинтез – это процесс образования органических веществ с использованием солнечного света, углекислого газа и воды. Испарение – это процесс, в результате которого вода с растворенными минеральными веществами поступает от корней, а внутри листа продвигается по клеткам и межклетникам к устьицам, через которые уходит в окружающую среду в виде пара. Листопад – это эволюционное приспособление, в результате которого растение избавляется от накопившихся продуктов жизнедеятельности. В процессе газообмена кислород используется растением для дыхания, а углекислый газ – для процесса фотосинтеза.

Видоизменение – это изменение в облике листа, вызванное выполнением новых функций. Различают следующие видоизменения: листовые усики, мясистые и чешуевидные листья, листовые колючки и иглы, ловчие листья насекомоядных растений, почечные чешуи, покрывающие почки и мясистые листья луковиц. С помощью усиков стелющиеся побеги растений, цепляясь за опору, поднимаются выше, к свету. Мясистые и чешуевидные листья служат вместилищем запасных питательных веществ и воды. Колючки и иглы защищают побеги от травоядных животных. Почечные чешуи и зачаточные листья луковиц защищают зачаточные побеги от неблагоприятных условий окружающей среды. Хищные растения с помощью листьев ловят насекомых, из тел которых получают необходимые растению органические вещества.

Функции листа

Основные функции листа - фотосинтез, транспирация, газообмен. Кроме этих основных функций, у многолетних растений листок при его видоизменению выполняет функции запасающих органа (мясистые листья луковицы), органа защиты (колючки), органа вегетативного размножения (бегония), органа, поддерживает стебли растений (усики и др.).

Фотосинтез. Процесс фотосинтеза представляет собой интересный биологический процесс в жизни зеленого растения. Суть этого процесса заключается в том, что зеленые растения впитывают из атмосферы углекислый газ (С02), а из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами и под влиянием солнечной энергии создают в хлоропластах органические вещества. Из простых вещевых в зеленых растениях синтезируются сложные органические, или пластические вещества.

Сложный процесс фотосинтеза осуществляется только зелеными растениями и преимущественно в их листьях. Точнее, процесс фотосинтеза осуществляется в хлорофилловых зернах листьев. Без хлорофилловых зерен этот сложный биологический процесс не происходит. Хлорофилл является сенсибилизатором, то есть веществом, увеличивающей чувствительность к лучистой солнечной энергии и одновременно участвует в процессе фотосинтеза.

О том, какое большое значение приобретают листья в процессе фотосинтеза, очень красноречиво сказано выдающимся русским физиологом К. А. Тимирязевым: «Все органические вещества, какими они не были б разнообразны, где бы они ни встречались, или в растении, в животном или человеке, прошли через лист, произошли из веществ, производимых листом. Вне листка или, вернее, вне хлорофиллового зерна в природе не существует лаборатории, где бы выделялось органическое вещество. Во всех других органах и организмах она превращается, перерабатывается, только здесь она образуется снова из вещества неорганического.

Процесс фотосинтеза иначе называется ассимиляцией (усвоением) углерода растениями из воздуха, или еще воздушным питанием растений в отличие от почвенного (корневого) питания растений. Растения, способные синтезировать сложные органические вещества из простых веществ, называются автотрофными растениями в отличие от гетеротрофных, которые питаются только за счет готовых органических веществ (грибы, большинство бактерий)

Схематически процесс фотосинтеза можно изобразить следующим уравнением:

6С0 2 + 6Н 2 0 + 674/кал = С 6 Н 12 0 6 + 60 2 .

Световая энергия глюкоза

Из этого уравнения видно, что с 6 молекул углекислоты и 6 молекул воды при впитывании 674 кал синтезируется в процессе фотосинтеза одна молекула углевода (глюкозы) и выделяется 6 молекул кислорода.

Этот сложный биологический процесс может происходить в хлорофилловых зернах зеленых листьев при наличии света. Свет является источником той энергии, необходимой для расщепления углекислоты на углерод и кислород и для создания сложного органического вещества - углерода. По закону сохранения энергии световая энергия не исчезает, а переходит в скрытое состояние. Поэтому все сложные органические вещества, создаваемые растениями, содержат большие запасы потенциальной энергии, которую человек получает вместе с пищей.

Без света процесс фотосинтеза прекращается и усиливается процесс дыхания растений, при котором растение впитывает кислород и выделяя углекислоту. Кроме света, для нормального процесса фотосинтеза нужна и определенная температура. Только при наличии углекислоты, света, тепла и воды в хлорофилловых зернах зеленых листьев растений происходит процесс фотосинтеза.

С первичных продуктов фотосинтеза (углеводов) в листьях растения производятся впоследствии многие очень сложные органические соединения - белки, жиры, углеводы, эфирные масла, витамины, алкалоиды и др.

Один квадратный метр поверхности листьев образует за день 5 - 7 г органического вещества, а растения на одном гектаре образуют за день около 200 кг органических веществ. Ежегодно зеленые растения нашей планеты создают миллиарды тонн органических веществ.

Процесс фотосинтеза очень сложный и далеко не все детали его изучены.

Предположение о воздушном питания зеленых растений впервые высказал М. В. Ломоносов, но сам процесс фотосинтеза был открыт позже Пристли (1771). Процесс фотосинтеза изучали такие выдающиеся отечественные ученые, как К. А. Тимирязев, Н. С. Цвет, В. М. Любименко, А. С. Фаминцын, И. П. Бородин и др.

Особенно интересны работы в области фотосинтеза выполнил К. А. Тимирязев (1843-1920), который в течение полувека изучал процесса фотосинтеза. Он впервые доказал тесную связь впитывания растениями углерода с одновременным впитыванием света как источника энергии, расходуемым на создание углерода и превращается при этом в скрытую - потенциальную энергию. К. А. Тимирязев впервые открыл, что хлорофилловые зерна листа имеют избирательную способность к световым лучам солнца. На многочисленных опытах он показал, что процесс фотосинтеза активно происходит в красных лучах солнечного спектра, то есть в тех лучах, которые впитываются хлоропластами клетки растения.

Также наши отечественные ученые-физиологи в своих работах раскрыли ряд новых, очень ценных явлений в процессе фотосинтеза. Ранее считали, что при разложении С0 2 в процессе фотосинтеза углерод усваивается хлорофиллом растений, а кислород углекислоты выделяется в воздух. В последнее время проф. А. П. Виноградов своими исследованиями доказал, что во время фотосинтеза из листьев выделяется кислород не углекислоты, а воды.

Работами акад. А. Л. Курсанова доказана новая функция корневой системы растений. Оказывается, углекислота может впитываться не только листьями, но и корнями из воздуха почвы. Впитанная куренями углекислота передается дальше в листья и другие органы растений.

Транспирация. Транспирацией называется испарения воды листьями. Процесс транспирации регулируется устьицами. Он имеет для растений большое значение. В растения из почвы поступают растворы минеральных веществ, которые, как и вода, нужны растению для построения органических веществ. Избыток воды испаряется, а минеральные вещества усваиваются растением. При наличии транспирации движение воды по живым растениям происходит непрерывно.

Транспирация играет значительную роль в охлаждении растения, имеет особенно большое значение для растений степей и пустынь, где температура воздуха бывает очень высока. При испарении воды температура растений снижается на 5-7 °С. Вода нужна растению для насыщения клеток, основная составляющая которых, как известно, состоит из воды. Вода обеспечивает растению тургорное состояние и, следовательно, нормальное осуществление всех жизненных процессов. Различные растения транспирирують неодинаковое количество воды. Так, например, одно хорошо развитое растение кукурузы испаряет за лето 150 кг воды, подсолнечника - 200 кг, гороха - 4 кг, один гектар посева овса испаряет за лето более 3 000 000 кг воды.

Процесс транспирации у растений - явление не физическое, а биологическое. Оно регулируется живыми цветами растения, которые зависит от многих факторов. На ускорение транспирации влияет повышение температуры воздуха, ветер, интенсивность света, увеличение влажности почвы и т. д. Ночью, когда дыхательный аппарат растения закрыт, испарение воды происходит менее интенсивно, чем днем.

Дыхание. Дыхание является неотъемлемым процессом живого организма. Для осуществления любого явления живого организма нужно затратить энергию. Источником такой энергии в живом организме и есть процесс дыхания; без дыхания жизни невозможно. Процесс дыхания происходит непрерывно в любой живой клетке растительного организма - в корнях, стеблях, листьях, цветках, семенах.

Дыхание - сложный биохимический процесс. Суть его заключается в том, что при дыхании сложные органические вещества, и прежде всего углеводы окисляются, в результате чего распадаются на простые вещества - углекислоту и воду. В это время потенциальная энергия, являющаяся в веществе, выделяется в виде кинетической энергии, необходимой для жизненных процессов растения.

Процесс дыхания можно выразить следующим химическим уравнением:

С 6 Н 12 0 б + 60 2 = 6С0 2 + 6Н 2 0 + 674 кал.

Как видно из этого уравнения, при процессе дыхания растение впитывает кислород воздуха и выделяет углекислоту. Одновременно при этом процессе выделяется энергия в количестве 674 кал на каждую грамм молекулу глюкозы. Следовательно, при дыхании выделяется такое же количество энергии, которое было затрачено при фотосинтезе на построение одной молекулы. Таким образом, понятно, что процесс дыхания противоположен процессу фотосинтеза. Дыхание осуществляется в растениях в течение целых суток, но ночью этот процесс происходит интенсивнее. Процесс фотосинтеза происходит только в тех клетках растения, которые содержат хлорофилловые зерна, а дыхание - во всех живых клетках.

Создается впечатление, что один биологический процесс вполне уничтожает другой. На самом деле этого не бывает, потому что процесс фотосинтеза происходит в растениях значительно интенсивнее, чем процесс дыхания и поэтому творческий процесс фотосинтеза имеет в растениях преимущество над процессом дыхания, разрушает органические вещества.

Интенсивность процесса дыхания зависит от многих факторов. Повышенная температура до определенного предела усиливает дыхание, но при температуре более 40 °С и при температуре ниже нуля процесс дыхания прекращается. Нехватка кислорода задерживает дыхание. В молодых листьях дыхания происходит интенсивнее, чем в старых. Неодинакова интенсивность этого процесса и в различных растений.

Который выполняет такие важные функции, как фотосинтез, дыхание, транспирацию (испарение) и гуттацию (выделение воды в виде капель). Возможно вегетативное размножение растений посредством листьев. Кроме вышеперечисленных функций, листья некоторых растений способны запасать воду и органические вещества. А видоизмененные листья отдельных видов растений (усики, колючки, ловчие аппараты насекомых) выполняют еще ряд важных функций, благодаря чему растение приспосабливается к неблагоприятным условиям окружающей среды.

Основные физиологические процессы, протекающие в зеленой мякоти листа (мезофилле) – это фотосинтез и дыхание . Суть фотосинтеза заключается в том, что происходит усвоение углекислого газа и воды растениями из внешней среды и преобразование их в органические вещества под воздействием фотосинтетического пигмента (хлорофилла) с помощью поглощенной энергии света. Растения, точнее их листья, можно представить как фабрику, которая с помощью энергии Солнца производит большую часть органических веществ на нашей планете. Воду для осуществления фотосинтеза растения получают из грунта, а углекислый газ – из воздуха. Углерод углекислого газа – это основа для образования молекул органических веществ. Во время фотосинтеза растения, разлагая воду, выделяют из нее кислород. Таким образом, атмосфера Земли обогащается кислородом, благодаря жизнедеятельности растений . Интенсивность протекания процесса фотосинтеза в листьях растений зависит от температуры окружающей среды, освещенности, концентрации углекислого газа, поступления воды к листьям растения.

Кроме фотосинтеза, в клетках листьев происходит дыхание - процесс, обратный фотосинтезу. При дыхании органические вещества окисляются с освобождением связанной в них энергии, которая необходима растениям для обеспечения их жизнедеятельности. Процесс дыхания обусловлен всасыванием кислорода и выделением в атмосферу углекислого газа. Но интенсивность фотосинтеза в листьях превышает интенсивность дыхания, поэтому значительно большее количестве кислорода выделяется в атмосферу, чем поглощается при дыхании. В процессе дыхания также синтезируются соединения, которые используются для образования углеводов, белков и других веществ, имеющих для растения большое значение. Скорость протекания процессов дыхания зависит от влияния определенных факторов внешней среды, к примеру, температуры, содержания углекислого газа в воздухе. Наиболее активно дыхание происходит в растущих участках растения. Это легко объяснить тем, что молодым клеткам требуется много энергии для роста.

В листьях растений осуществляется испарение воды (транспирация) и выделение воды в виде капель (гуттация). Вода – это основная внутриклеточная среда, где происходят все жизненные процессы растения. Из всего количества воды, которое проходит через тело растения, только 0,2% им усваивается. Остальная часть воды также имеет важное значение для жизнедеятельности растения. Выведение водяного пара через устьица и чечевички называется испарением воды или транспирацией. В случае если корневая система поглощает больше воды, чем листья могут вывести ее путем испарения, наблюдается выведение капель жидкой воды через листья. Этот процесс называется гуттацией. Вода испаряется через все участки тела растения, но интенсивнее – через листья. Скорость испарения регулируется устьицами. Благодаря транспирации, создается непрерывное движение воды, что облегчает передвижение растворенных в воде минеральных солей внутри растения. Также испарение понижает температуру листьев, что спасает растение от перегревания. На интенсивность транспирации и гуттации влияют влажность, наличие ветра и температура воздуха.

Посредством листьев возможно осуществление вегетативного размножения растения, позволяющее сохранить у потомства биологические свойства и признаки материнского растения, к примеру, пирамидальность, окраску цветка, разрезолистность, т.д. Многие комнатные растения выращивают из частей листа. Это обычный способ размножения глоксинии, сенполии, некоторых видов бегонии, мелколистной пеперомии. Листья этих растений очень короткие, и формируется розетка из них. Стебли этих растений нарезать не представляется возможным, а листовыми черенками их легко размножить. Чистые сорта растений, обладающие ценными качествами (запах, махровость, цвет, т.п.), можно сохранить исключительно при вегетативном размножении листьями.

Листья некоторых растений видоизменены, благодаря чему выполняют некоторые другие функции, не характерные для типичных листьев покрытосеменных растений. Так, листья, трансформированные в колючки, уменьшают испарение воды и выполняют защитную функцию. Листья, превратившиеся в усики, обеспечивают растениям (гороху, чине) усиление опорной функции стебля. У алоэ сочные крупные листья превратились в депо воды и питательных веществ. Можно привести еще много примеров выполнения листьями различных фунций, помимо основных, о которых было рассказано выше.

Какое значение имеют корни в жизни растения?Какое значение имеют корни в жизни растения? Какие функции выполняют листья?Какие функции выполняют листья? Где, из каких веществ, при каких условиях образуются в растениях органические вещества?Где, из каких веществ, при каких условиях образуются в растениях органические вещества? Как называется основная ткань листа?Как называется основная ткань листа?

Фотосинтез идёт На свету круглый год Из простых минеральных веществ. Солнце свет свой прольёт, Луч на лист упадёт, Чтобы всем подарить кислород. И никак не поймёт наш упрямый народ Что он дышит, ест и живёт, Потому что с утра, лишь приходит пора, Сладкий сок производит листва.

Дайте ответ на вопрос: Что такое фотосинтез?Что такое фотосинтез? Где в растениях образуются органические вещества?Где в растениях образуются органические вещества? Какие условия необходимы для образования крахмала в листьях?Какие условия необходимы для образования крахмала в листьях? Какой газ в процессе фотосинтеза поглощается зелёными растениями?Какой газ в процессе фотосинтеза поглощается зелёными растениями? Какой газ растения выделяют в процессе фотосинтеза?Какой газ растения выделяют в процессе фотосинтеза? Какое значение имеет процесс фотосинтеза в природе и жизни человека?Какое значение имеет процесс фотосинтеза в природе и жизни человека?

Найдите биологическую ошибку Фотосинтез – это процесс образования органических веществ из неорганических в хлоропластах листа на свету. Для протекания фотосинтеза необходимы следующие условия: наличие кислорода и воды, зеленых листьев и солнечного света.Фотосинтез – это процесс образования органических веществ из неорганических в хлоропластах листа на свету. Для протекания фотосинтеза необходимы следующие условия: наличие кислорода и воды, зеленых листьев и солнечного света. В процессе фотосинтеза образуется органическое вещество – крахмал. Побочным продуктом фотосинтеза является углекислый газ и вода.В процессе фотосинтеза образуется органическое вещество – крахмал. Побочным продуктом фотосинтеза является углекислый газ и вода.

Зеленый лист выполняет важную функцию в жизни растения - здесь образуются органические вещества. Строение листа хорошо соответствует этой функции: он имеет плоскую листовую пластину, а в мякоти листа содержится огромное количество хлоропластов с зеленым хлорофиллом.

С помощью листьев растение улавливает солнечный свет

Образование органических веществ в процессе фотосинтеза – одна из основных функций листа.

Листья растений содержат много воды. Она поступает в лист по проводящей системе от корней. Внутри листа вода продвигается по стенкам клеток и по межклетникам к устьицам, через которые уходит в виде пара (испаряется).

Испарение воды

Испарение воды - еще одна важная функция листа. Испарение обеспечивает взаимосвязь корней и листьев растения.

В том, что лист испаряет воду, можно убедиться на опыте. Лист (или несколько листьев), не отрывая от живого растения, поместите в полиэтиленовый пакет и завяжите его. Спустя 1-2 дня внутри пакета, на его стенках, появятся капельки влаги. Это произойдет благодаря испарению воды из листа, помещенного в пакет.

Процесс испарения воды листьями у растения регулируется открыванием и закрыванием устьиц. Закрывая устьица, растение защищает себя от потери воды.

Открывание и закрывание устьиц находится под влиянием факторов внешней и внутренней среды, в первую очередь температуры и интенсивности солнечного света.

Из внешних факторов на работу устьиц влияет сухость воздуха, условия водоснабжения, яркость света и температура. Так, во время засухи у большинства растений устьица закрыты. Многие растения открывают устьица лишь вечером и ночью, когда спадает жара. Но у большинства деревьев, теневыносливых растений, многих злаков максимальное испарение воды происходит в дневное время. Из внутренних факторов, влияющих на открывание устьиц, большое значение имеет обеспеченность водой клеток листа. При водном дефиците в тканях листа устьица закрываются.

Газообмен

Листья благодаря работе устьиц осуществляют и такую важную функцию, как газообмен между растением и атмосферой. Через устьица в лист с атмосферным воздухом поступают кислород и углекислый газ. Кислород используется для дыхания, углекислый газ необходим растению для образования органических веществ. Через устьица в воздух выделяется кислород, который образуется в процессе фотосинтеза. Удаляется и углекислый газ, появившийся у растения в процессе дыхания. Фотосинтез осуществляется только на свету, а дыхание - на свету и в темноте, т. е. постоянно.

Листопад

В процессе жизнедеятельности листья к концу вегетационного периода стареют, питательные вещества из них оттекают, хлорофилл начинает разрушаться, листья окрашиваются в желтый или красноватый цвет, а в тканях листа скапливаются отработанные ненужные вещества. Состарившиеся листья удаляются благодаря листопаду . Это выработанное в процессе эволюции приспособление обеспечивает не только удаление ненужных растению веществ, но и сокращение поверхности надземных органов в неблагоприятный период года. Иначе говоря, вследствие листопада уменьшается испарение и предотвращается поломка кроны под тяжестью снега. Таким образом, удаление ненужных веществ в ходе листопада - еще одна важная функция листа у растений.

Фотосинтез, испарение, газообмен и удаление ненужных веществ благодаря листопаду основные функции, выполняемые зеленым листом в жизни растений.

У некоторых растений листья приобрели и другие функции. Многие растения размножаются листьями (вегетативное размножение). Некоторые растения в листьях откладывают запасные питательные вещества, например очиток, молодило, алоэ, кочанная капуста, лук.

1 - алоэ; 2 - очиток; 3 - молодило

Видоизменения листьев

У многих растений (молодило, лук) листья с запасом питательных веществ часто приобретают мясистую чешуевидную форму.

У гороха посевного и мышиного горошка наряду с обычными листьями имеются листья в виде усиков. С их помощью непрямостоячие побеги этих растений, цепляясь за опору, поднимаются выше и выносятся к свету.

У барбариса, караганы, верблюжьей колючки некоторые листья стали колючками, которые защищают побеги от животных. У кактусов листья видоизменились в острые иглы.

Побеги барбариса с листовыми колючками (слева). Переход от листа к колючке у барбариса

Почечные чешуи, покрывающие почки, – это видоизмененные листья. Они защищают зачаточные побеги от неблагоприятных воздействий окружающей среды.

Чешуи, колючки, усики это видоизменения листа, возникшие в результате выполнения листом различных дополнительных функций.

В природе есть немало растений, которые способны с помощью листьев улавливать насекомых и их переваривать. Обычно такие насекомоядные растения произрастают на почвах, бедных минеральными веществами, особенно с недостаточным содержанием азота, фосфора, калия и серы. Из тел насекомых эти растения получают необходимые им неорганические вещества.

Часто встречается хищное растение росянка круглолистая, обитающая на болотах. За сутки одно растение ловчими листьями способно переварить несколько десятков насекомых (комаров, мошек).

В озерах на территории России часто встречается растение пузырчатка, плавающая у поверхности воды. Среди ее нитевидных зеленых листьев некоторые имеют форму ловчих пузырьков (диаметром 2-5 мм) с крышечкой. Попавшие в них мелкие животные, например дафнии, перевариваются и всасываются растением. Так растение компенсирует дефицит минеральных веществ (особенно соединений азота), которых недостаточно в воде озера.

Веточка пузырчатки обыкновенной с ловчими листьями-пузырьками

Лист - важный орган растения. Функции листа разнообразны: фотосинтез, газообмен, испарение, удаление ненужных веществ, запасание питательных веществ и др. Внешнее и внутреннее строение листьев обеспечивает выполнение листом своих функций. Приобретая новые функции, лист видоизменяется.