Питание растений. поглощение растением воды и минеральных веществ – биология

Питание высших растений

По типу питания все высшие растения являются автотрофами, то есть они способны синтезировать органические вещества (вещества, находящиеся в растительных организмах, продукты их выделения и ассимиляции) из неорганических (состоят, главным образом, из углерода, водорода, кислорода, азота, серы, фосфора). В организм растения неорганические вещества попадают двумя путями:

• «воздушное питание» (иначе фотосинтез) – попадает углекислый газ

• «корневое питание» – попадают азот, сера, фосфор, железо, калий, кальций, натрий, микроэлементы (молибден) и вода

«Воздушное питание» представляет собой поглощение листьями растений углекислого газа из окружающей среды. В листьях он претерпевает ряд химических изменений в результате чего образуются необходимые растению органические вещества (аминокислоты, белки). В качестве побочного продукта образуется кислород.

«Корневое питание» представляет собой поглощение воды и минеральных веществ корнем непосредственно из почвы. Поглощение возможно за счет осмотического давления, то есть за счет разницы давлений между давлением внутри растения и давлением окружающей среды. С последним растение взаимодействует в процессе испарения воды, раскрывая многочисленные устьица на площади листа.

Минеральные вещества, попадают в тело растения в виде положительно (катионы) или отрицательно заряженных (анионы) ионов (атомов, реже молекул с выраженным зарядом) неорганических веществ. В дальнейшем они переводятся в готовые органические вещества (аминокислоты, белки). Часть органических веществ может синтезировать сам корень.

Непосредственно на корне за впитывание минеральных веществ отвечают молодые растущие корешки и множество корневых волосков.

Количество корневых волосков  может достигать 200-500 штук на 1 квадратный миллиметр, что увеличивает площадь соприкосновение корня с почвой в несколько раз. Срок жизни каждого корешка и волоска не превышает 2-5 дней.

Вследствие этого корни у растения растут непрерывно в течение всей жизни. За один день общий прирост корней может составлять 5-10 миллиметров.

Во время роста корня часто наблюдается такое интересное явление как хемотропизм. Его смысл состоит в том, что корневая система растет наиболее быстрее в том направлении, где больше всего питательных веществ.

Но возможен и отрицательный хемотропизм, то есть корневая система растет в сторону о т неблагоприятных условий.

В качестве последних может выступать реакция почвенной среды, температура, степень обеспеченности водой, кислородом и минеральными веществами.

Избыток или, чаще всего, недостаток многих неорганических веществ отрицательно сказывается на облике растения. Растение хиреет, плохо или вообще не плодоносит, часто погибает. Чтобы этого избежать сельскохозяйственные растения подкармливают удобрениями.

Поделиться ссылкой

Источник: http://SiteKid.ru/biologiya/pitanie_visshih_rasteniy.html

Поглощение воды и значение минеральных веществ

Для полноценного роста и развития растительного организма требуется вода и находящиеся в ней минеральные вещества.

Процесс поглощения этих веществ осуществляет корень — орган минерального питания. Благодаря корневым волоскам корень поглощает необходимые растворы.

Выделяемая корневыми волосками влага способна растворить находящиеся рядом соединения, обеспечивая поглощение необходимых элементов из почвы.

Значение минеральных веществ. Самые важные элементы — это азот, фосфор и калий.

Азот в питании растений занимает особое место. При его нехватке растение отстает в развитии, листья желтеют и опадают раньше времени, боковые побеги не разветвляются. Пшеница, например, кустится медленно, меняется окраска листьев, они засыхают и опадают.

Фосфор играет особую роль в образовании клеточной оболочки. Фосфорные удобрения увеличивают сахаристость плодов и накопление масла в семенах. При нехватке фосфора замедляется образование плодов, уменьшается их масса, отодвигаются сроки созревания.

Калий необходим растению для нормального развития корней и корнеплодов, а также для формирования опорных тканей, при недостатке калийных удобрений пшеница полегает.

Кроме этих трех элементов, растениям необходим магний. При его нехватке листья светлеют. Недостаток кальция ведет к повреждению и отмиранию верхушечных почек и корней. В обмене веществ принимают также участие сера, железо, медь, цинк и другие элементы. Все они выполняют определенную роль. И хотя потребляются в ничтожных количествах, они очень важны для растений.

Необходимые для роста растений минеральные вещества не всегда встречаются в почве в достаточном количестве.

Причиной этого могут быть:
1. Ежегодная вырубка деревьев и уменьшение лесных насаждений. Ведь остатки обломленных веток, хвоя, опавшие листья, ягоды и фрукты служат естественным источником минеральных веществ и обогащают почву.

2. Много питательных веществ, поглощенных из почвы, выносится с полей при уборке урожая вместе со стеблевой массой и зерном. Потерянные пашней минеральные вещества необходимо своевременно возмещать путем внесения удобрений.

Виды удобрений. Под воздействием различных факторов состав почвы постоянно меняется. Особенно влияет на почву хозяйственная деятельность людей. Плодородие почвы создавалось тысячелетиями. Одно из условий повышения плодородия почвы — внесение удобрений.

Удобрения делятся на органические и неорганические (минеральные). Выделяют также бактериальные удобрения, которые содержат полезные для растений почвенные микроорганизмы.

Органические удобрения — это вещества растительного и животного происхождения: навоз, торф, перегной, птичий помет, компост и др., содержащие элементы питания растений. Эти удобрения легко усваиваются растениями после их переработки микроорганизмами. Поэтому их обычно вносят осенью, и тогда к весне они будут готовы к использованию растениями.

Навоз — самое эффективное удобрение. Его получают на животноводческих фермах, конюшнях, птицефабриках. Он содержит большое количество нужных элементов в легкоусвояемой форме.

К минеральным удобрениям относятся азотные, фосфорные, калийные, комплексные и др. Их вносят в определенные сроки, на разных фазах роста и развития растений.

Действие азотных, фосфорных и калийных солей, входящих в состав минеральных удобрений

Название растения	Удобрение	Какому органу необходимо	Срок внесения	Способ внесения
Капуста	азотное	стеблям	первый месяц лета	в виде раствора
Томаты	фосфорное, калийное	плодам	вторая половина лета	в сухом и жидком виде
Картофель	фосфорное, калийное	клубням	вторая половина лета	в сухом и жидком виде
Озимые культуры	калийные	стеблям и корням (для придания морозоустойчивости)	осенью, перед посевом	в сухом виде

Растениям необходимо минеральное питание — поглощение из почвы различных веществ. Наличие в почве необходимых веществ определяет ее плодородие. Почва не всегда плодородна, поэтому чтобы растения росли эффективно, необходимо вносить удобрения. Они бывают органические (навоз — самое эффективное, торф, перегной и др.

) и минеральные (азотные, фосфорные калийные и др.). Без азота листья желтеют и опадают, боковые побеги не развиваются, пшеница не кустится. Без фосфора снижается сахаристость и масличность плодов и семян, их созревание замедляется, масса уменьшается.

Без калия не формируется опорная ткань, не развиваются корни и корнеплоды, пшеница полегает.

Проверочное тестовое задание включает в себя вопросы с одним и несколькими правильными ответами

Вы уже проходили тест ранее. Вы не можете запустить его снова.

Вы должны войти или зарегистрироваться для того, чтобы начать тест.

Вы должны закончить следующие тесты, чтобы начать этот:<\p>

Источник: http://bio-lessons.ru/2017/10/06/pogloshhenie-vody-i-znachenie-mineraln/

Питание растений

Питание растений — это процесс поглощения и усвоения ими питательных веществ, необходимых для построения тканей и органов и осуществления всех жизненных функций. Питание — составная часть обмена веществ у растений.

Большинство высших растений в отличие от других организмов, например животных, строят свое тело из простых соединений — углекислого газа, воды, минеральных солей.

Все необходимые элементы питания они получают из воздуха и почвы. Из воздуха через листья растения усваивают углекислый газ, который с помощью солнечной энергии преобразуют в органическое вещество своего тела.

Так осуществляется фотосинтез, который называют воздушным питанием растений.

Из почвы через корни в растения поступают вода и ионы минеральных солей, т. е. происходит минеральное питание. Низшие растения: грибы, водоросли, лишайники — усваивают питательные элементы всей поверхностью тела.

Для питания растениям необходимы углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, кальций, сера, магний, железо и микроэлементы, которые нужны им в небольшом количестве. Это медь, марганец, молибден, бор, цинк, кобальт и другие элементы.

В составе растительных организмов обнаружены почти все химические элементы, существующие на нашей планете. Если растение не получает хотя бы один нужный элемент питания, то его основные жизненные функции резко нарушаются. Избыток других элементов не заменяет недостающих веществ.

Это происходит потому, что питательные вещества выполняют в растительных тканях различные функции.

Потребности растений в элементах питания неодинаковы. Одни растения, например корнеплоды, нуждаются в повышенных дозах калия, другие — капуста, огурец — требуют много азота. У некоторых растений обнаружена потребность в натрии (сахарная свекла), кобальте (горох, соя и другие бобовые).

Как же происходит усвоение питательных веществ и их дальнейшее превращение в тело растительного организма? В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды, поступающей из почвы через корни, в листьях образуются первичные органические продукты — ассимиляты (сахароза и др.). Из клеток листа они поступают в ситовидные трубки флоэмы (ткани, проводящей питательные вещества от листьев к корням) и перемещаются вниз по стеблю, распространяясь затем по его тканям.

Корни растений всасывают из почвенного раствора ионы минеральных элементов, которые проникают внутрь корневых клеток. Затем минеральные вещества вместе с водой поступают в сосуды ксилемы (ткани, по которой питательные вещества движутся от корней к листьям) и по ним передвигаются в листья.

Одни элементы (калий, натрий) подаются в наземные органы в неизменном состоянии, другие — в виде органических соединений. В листьях минеральные элементы взаимодействуют с ассимилятами. Здесь образуются разнообразные органические и органо-минеральные соединения. Из них растения и строят свои ткани и органы.

Минеральное и воздушное питание растений — два звена одного физиологического процесса. Только при достаточном минеральном питании фотосинтез протекает интенсивно, и растения хорошо растут и развиваются.

Земледелец может управлять питанием растений, внося в почву минеральные и органические удобрения в нужных дозах и в оптимальные сроки, поливая растения. В защищенном грунте можно регулировать и воздушное питание, если повысить концентрацию углекислого газа в воздухе и использовать дополнительное освещение.

Очень важно уметь определять потребности сельскохозяйственных культур в том или ином элементе минерального питания, т. е. проводить диагностику питания растений.

При недостатке азота, фосфора, калия или другого элемента изменяются размер и окраска листьев, строение органов. Например, если растению не хватает азота, листья его становятся бледно-зелеными, мелкими, стебли — тонкими, у многих культур (плодовых, хлопчатника) опадают завязи.

Если недостает фосфора, то листья томата темно-зеленые с голубоватым оттенком, кукурузы — фиолетовые, капусты — красноватые. Молодые листья мелкие, по краям нижних листьев появляются участки отмершей ткани бурого или черного цвета. Развитие растений замедляется, особенно фазы цветения и созревания.

При калийном голодании листья желтеют, буреют, затем отмирают ткани по их краям, а позднее между жилками. Цвет листьев более темный с голубоватым или бронзовым оттенком. У растений укорочены междоузлия, они вянут и полегают.

Создание наилучших условий для питания растений — наиболее эффективное средство управления урожаем сельскохозяйственных культур. Это основная задача земледельца.

Источник: http://enciklopediya-tehniki.ru/promyshlennost-na-p/pitanie-rasteniy.html

Минеральное питание

Пи­та­ние – по­гло­ще­ние ор­га­низ­мом хи­ми­че­ских ве­ществ для по­лу­че­ния им энер­гии и «стро­и­тель­но­го ма­те­ри­а­ла».

Рас­те­ния для пи­та­ния ис­поль­зу­ют энер­гию сол­неч­но­го света. При по­мо­щи фо­то­син­те­за они за­па­са­ют ее в форме слож­ных ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний. Рас­те­ния не по­лу­ча­ют энер­гию из ве­ществ, вхо­дя­щих в со­став почвы.

Фо­то­син­тез – про­цесс син­те­за ор­га­ни­че­ских ве­ществ из неор­га­ни­че­ских с ис­поль­зо­ва­ни­ем энер­гии сол­неч­но­го света.

Ми­не­раль­ное пи­та­ние рас­те­ний – это со­во­куп­ность про­цес­сов по­гло­ще­ния из почвы, пе­ре­дви­же­ния по телу и усво­е­ния рас­те­ни­я­ми ми­не­раль­ных ве­ществ.

Опыты Сос­сю­ра

В XIX веке фран­цуз­ский уче­ный Сос­сюр за­ни­мал­ся де­таль­ным ана­ли­зом хи­ми­че­ско­го со­ста­ва рас­те­ний. Со­став золы всех рас­те­ний ока­зал­ся при­бли­зи­тель­но оди­на­ко­вым. Так уче­ный об­на­ру­жил фос­фат каль­ция в золе всех рас­смот­рен­ных рас­те­ний.

При вы­ра­щи­ва­нии рас­те­ний на ди­стил­ли­ро­ван­ной воде уче­ный об­на­ру­жил в них ровно столь­ко ми­не­раль­ных со­еди­не­ний, сколь­ко было в се­ме­нах. Таким об­ра­зом он до­ка­зал, что почва яв­ля­ет­ся ис­точ­ни­ком толь­ко ми­не­раль­ных ве­ществ для рас­те­ния.

А ис­точ­ни­ком уг­ле­ро­да для по­стро­е­ния ор­га­ни­че­ских ве­ществ яв­ля­ет­ся ат­мо­сфе­ра.

2. Вещества, необходимые для минерального питания растений

Через корни рас­те­ния по­сту­па­ет вода и рас­тво­рен­ные в ней ми­не­раль­ные со­еди­не­ния (азот, калий, фос­фор и т.д. (см. Рис. 1)).

Рис. 1. Пе­ри­о­ди­че­ская си­сте­ма хи­ми­че­ских эле­мен­тов (жел­тым вы­де­ле­ны ос­нов­ные необ­хо­ди­мые рас­те­ни­ям эле­мен­ты)

Если рас­те­ние не по­лу­ча­ет хотя бы ка­ко­го-то из необ­хо­ди­мых ему хи­ми­че­ских эле­мен­тов, то про­цес­сы его жиз­не­де­я­тель­но­сти могут резко на­ру­шить­ся (см. Рис. 2). Дру­гие хи­ми­че­ские эле­мен­ты, даже при по­лу­че­нии их в из­бы­точ­ном ко­ли­че­стве, не спо­соб­ны за­ме­нить недо­ста­ю­щие.

Рис. 2. По­след­ствия де­фи­ци­та серы у ле­во­го рас­те­ния

На­при­мер, атомы хи­ми­че­ско­го эле­мен­та азота вхо­дят в со­став лю­бо­го белка и еще мно­гих со­еди­не­ний. Со­еди­не­ния азота необ­хо­ди­мы рас­те­ни­ям в боль­шом ко­ли­че­стве при быст­ром росте. В связи с этим в почву вно­сят азот­ные удоб­ре­ния (см. Рис. 3).

Рис. 3. Азот­ные удоб­ре­ния

Со­еди­не­ния фос­фо­ра спо­соб­ству­ют ско­рей­ше­му со­зре­ва­нию пло­дов, а калия – быст­рей­ше­му от­то­ку ор­га­ни­че­ских ве­ществ от ли­стьев к стеб­лям и кор­ням.

Нит­ра­ты

Нит­ра­ты – соли азот­ной кис­ло­ты, необ­хо­ди­мые для жизни рас­те­ний. По­па­дая в ор­га­низм че­ло­ве­ка, нит­ра­ты пре­вра­ща­ют­ся в соли – нит­ри­ты, ко­то­рые па­губ­но дей­ству­ют на ге­мо­гло­бин крови, что при­во­дит к отрав­ле­нию или смер­ти.

Рас­те­ния пе­ре­ра­ба­ты­ва­ют нит­ра­ты. И чтобы сель­ско­хо­зяй­ствен­ная про­дук­ция их со­дер­жа­ла, нужно зло­упо­треб­лять азот­ны­ми удоб­ре­ни­я­ми.

3. Поглощение питательных веществ растениями

Во­до­рос­ли, а также неко­то­рые мхи усва­и­ва­ют пи­та­тель­ные ве­ще­ства с по­мо­щью всей по­верх­но­сти тела или через корни. Вода и ми­не­раль­ные соли обыч­но по­сту­па­ют через кор­не­вые во­лос­ки (см. Рис. 4), что уве­ли­чи­ва­ет вса­сы­ва­ю­щую по­верх­ность корня. Кор­не­вые во­лос­ки по­кры­ты сли­зью и тесно со­при­ка­са­ют­ся с ча­стич­ка­ми почвы.

Рис. 4. Кор­не­вые во­лос­ки под мик­ро­ско­пом

Из клет­ки кор­не­во­го во­лос­ка вода по­сту­па­ет в со­сед­ние клет­ки, а затем и в со­су­ды корня. И далее в верх­ние ор­га­ны рас­те­ния. Этот про­цесс обес­пе­чи­ва­ет­ся кор­не­вым дав­ле­ни­ем.

Вли­я­ние усло­вий по­ли­ва на рост ко­ле­уса

Возь­ми­те 2 сред­них раз­ме­ра рас­те­ния ко­ле­уса (см. Рис. 5). По­ставь­те их в теп­лое, свет­лое место и 3 дня не по­ли­вай­те. Затем по­ли­вай­те ре­гу­ляр­но.

Одно из рас­те­ний по­ли­вай­те каж­дый день утром и ве­че­ром, рас­хо­дуя для каж­до­го по­ли­ва по 50 мл воды. Вто­рое рас­те­ний по­ли­вай­те 3 раза в неде­лю, рас­хо­дуя для каж­до­го по­ли­ва по 200 мл воды.

На­блю­дай­те за ро­стом и раз­ви­ти­ем рас­те­ний.

Рис. 5. Ко­ле­ус

Опыт: у ком­нат­но­го рас­те­ния сре­за­ет­ся сте­бель на вы­со­те 10 см от земли, а на остав­ший­ся пенек на­де­ва­ет­ся ре­зи­но­вая тру­боч­ка, ко­то­рая со­еди­ня­ет его со стек­лян­ной труб­кой.

Если гор­шок с рас­те­ни­ем по­лить теп­лой водой, то через верх­ний конец стек­лян­ной тру­боч­ки нач­нет вы­де­лять жид­кость. Если по­лить гор­шок с рас­те­ни­ем очень хо­лод­ной водой, то жид­кость через стек­лян­ную тру­боч­ку вы­де­лять­ся не будет.

Это свя­за­но с за­ви­си­мо­стью ско­ро­сти по­гло­ще­ния воды кор­нем от ее тем­пе­ра­ту­ры.

4. Почва и минеральное питание растений

Рас­те­ние будет нор­маль­но расти и раз­ви­вать­ся толь­ко в том слу­чае, если в окру­жа­ю­щей его среде име­ют­ся все необ­хо­ди­мые ми­не­раль­ные ве­ще­ства.

Почва (см. Рис. 6) – это верх­ний слой ли­то­сфе­ры Земли, об­ра­зо­вав­ший­ся в ре­зуль­та­те раз­ру­ше­ния гор­ных пород и жиз­не­де­я­тель­но­сти ор­га­низ­мов.

Пло­до­ро­дие – спо­соб­ность почвы обес­пе­чи­вать рас­те­ние необ­хо­ди­мы­ми ми­не­раль­ны­ми ве­ще­ства­ми и вла­гой, под­дер­жи­вая их жиз­не­де­я­тель­ность. Опре­де­ля­ет­ся на­ли­чи­ем в почве гу­му­са (пе­ре­гноя).

Рис. 6. Почва

Каж­дый уро­жай уно­сит с собой часть ор­га­ни­че­ских и ми­не­раль­ных ве­ществ почвы. Это при­во­дит к ее ис­то­ще­нию. По­это­му в почву вно­сят ор­га­ни­че­ские и ми­не­раль­ные удоб­ре­ния.

Удоб­ре­ния – ве­ще­ства, пред­на­зна­чен­ные для улуч­ше­ния пи­та­ния рас­те­ний и по­вы­ше­ния пло­до­ро­дия почвы.

Ор­га­ни­че­ские удоб­ре­ния – это или от­хо­ды жиз­не­де­я­тель­но­сти жи­вот­ных (навоз, пти­чий помет), или часть от­мер­ших ор­га­низ­мов жи­вот­ных, рас­те­ний (торф, пе­ре­гной).

Ми­не­раль­ные удоб­ре­ния: азот­ные (ам­ми­ач­ная се­лит­ра, ам­ми­ач­ная вода), фос­фор­ные (су­пер­фос­фат, пре­ци­пи­тат), ка­лий­ные (зола, силь­ви­нит).

Азот­ные удоб­ре­ния спо­соб­ству­ют уве­ли­че­нию ве­ге­та­тив­ной массы рас­те­ния. Фос­фат­ные – уско­ря­ют раз­ви­тие рас­те­ний, улуч­ша­ют ка­че­ство уро­жая. Ка­лий­ные – уве­ли­чи­ва­ют на­коп­ле­ние пи­та­тель­ных ве­ществ в клуб­нях и др. ча­стях рас­те­ний.

Мик­ро­удоб­ре­ния – это удоб­ре­ния, со­дер­жа­щие со­еди­не­ния хи­ми­че­ских эле­мен­тов, необ­хо­ди­мых рас­те­ни­ям толь­ко в неболь­ших ко­ли­че­ствах (медь, ко­бальт, цинк, бор, же­ле­зо).

В раз­ные пе­ри­о­ды жизни рас­те­ния нуж­да­ют­ся в раз­лич­ных на­бо­рах ми­не­раль­ных ве­ществ, и удоб­ре­ния по­это­му вно­сят­ся в раз­лич­ные сроки, в за­ви­си­мо­сти от по­треб­но­стей и вида рас­те­ний.

Из­бы­ток лю­бо­го из удоб­ре­ний может по­вре­дить рас­те­ни­ям и по­тре­би­те­лям сель­ско­хо­зяй­ствен­ной про­дук­ции.

Ме­то­ды вы­ра­щи­ва­ния рас­те­ний

В со­вре­мен­ных теп­ли­цах при­ме­ня­ют­ся ме­то­ды гид­ро­по­ни­ки и аэро­по­ни­ки.

Гид­ро­по­ни­ка – вы­ра­щи­ва­ние рас­те­ний в пи­та­тель­ном рас­тво­ре, со­дер­жа­щем все необ­хо­ди­мые ве­ще­ства.

Аэро­по­ни­ка – вы­ра­щи­ва­ние рас­те­ний, при  ко­то­ром со­су­ди­стая кор­не­вая си­сте­ма на­хо­дит­ся в воз­ду­хе, от­ку­да по­лу­ча­ет все необ­хо­ди­мые ми­не­раль­ные ве­ще­ства.

Вопросы к конспектам

Био­ло­гия. Бак­те­рии, грибы, рас­те­ния. 6 кл.: учеб. для об­ще­об­ра­зо­ват. учре­жде­ний / В.В.   Па­сеч­ник. – 14-е изд., сте­рео­тип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил. – с. 160, за­да­ния и во­про­сы 4, 6.

Что такое кор­не­вое дав­ле­ние?Что такое ми­не­раль­ное пи­та­ние рас­те­ний?  Какие ве­ще­ства необ­хо­ди­мы для его осу­ществ­ле­ния?

Под­го­товь­те неболь­шое со­об­ще­ние об ис­поль­зу­е­мых сей­час удоб­ре­ни­ях.

По­де­ли­тесь этой ин­фор­ма­ци­ей со своей се­мьей.

Источник: http://100ballov.kz/mod/page/view.php?id=1236

Поступление минеральных веществ

Поступление минеральных веществ через корневую систему

1. Радиальный и ксилемный транспорт элементов минерального питания
2. Метаболизм корней
3. Влияние внешних и внутренних факторов на минеральное питание растений

Радиальный и ксилемный транспорт элементов минерального питания

Корневая система растений поглощает из почвы как воду, так и питательные минеральные вещества. Клеточные стенки принимают непосредственное участие как в поглощении веществ из почвы, так и в их транспорте.

Основной движущей силой поглотительной активности корней является работа ионных насосов (помп), локализованных в мембранах. Радиальный транспорт минеральных веществ от поверхности корня к проводящей системе осуществляется в результате взаимодействия всех тканей зоны поглощения.

И завершается загрузкой минеральных веществ и их органических производных в трахеиды и сосуды ксилемы.

В целом процесс минерального питания растения – это сложная цепь биофизических, биохимических и физиологиче­ских процессов со своими обратными и прямыми связями и си­стемой регуляции.

Поглотительная активность корня основывается на механизмах поглотительной активности, присущей любой растительной клетке (избирательное поступление веществ, трансмембранный перенос ионов, определенная роль фазы клеточных стенок).

Путем диффузии и обменных процессов ионы поступают в клеточные стенки ризодермы. Затем через коровую паренхиму перемещаются к проводящим пучкам (радиальный транспорт).Это передвижение происходит как по клеточным стенкам — апопласту, так и по симпласту. Перемещение ионов по апопласту происходит за счет диффузии и обменной адсорбции по градиенту концентрации и ускоряется током воды.

Движение минеральных веществ по симпласту осуществляется благодаря движению цитоплазмы, а также по каналам ЭПС, а между клетками – по плазмодесмам. Направленному движению по симпласту могу! способствовать градиенты концентрации веществ.

Большое значение для радиального транспорта имеет неравномерное развитие тканей корня. Позднее всего дифференцируются ткани, лежащие в глубине корня: проводящие, эндодерма, внутренние зоны корневой паренхимы.

И поэтому процессы метаболизма в них более активны, чем в закончивших свое развитие наружных тканях, и поглощенные вещества в большей степени подвергаются здесь метаболизации.

Диффузия ионов и молекул по апопласту прерывается на уровне эндодермы. Так как пояски Каспари содержат суберин, обладающий гидрофобными свойствами и служит непреодолимым барьером для передвижения веществ по апопласту.

Единственный путь дальнейшего передвижения веществ через эндодерму – по симпласту.

Существование в эндодерме пропускных клеток, в которых пояски Каспари недоразвиты или отсутствуют, позволяет незначительной части поглощенных веществ избежать метаболического контроля.

Симпластический транспорт является основным для многих ионов. При этом активной метаболизации подвергаются соединения, содержащие азот, углерод, фосфор, в меньшей степени – серу, кальций, хлор. Другие ионы метаболическому контролю практически не подвергаются.

Существенную роль в симпластическом транспорте веществ играют вакуоли. Они конкурирую с сосудами ксилемы за поглощенные вещества и играют роль регулятора поступления веществ в сосуды. Процесс регуляции зависит от степени насыщения вакуолярного сока растворенными веществами.

В то же время при снижении концентрации веществ в цитоплазме они могут вновь выходить из вакуолей, представляя, таким образом, запасной фонд питательных веществ. Поглощение ионов вакуолями снижает концентрацию их в симпласте и обеспечивает создание градиента концентрации, необходимого для их транспорта.

Поступление ионов в вакуоли может происходить против электрохимического градиента, т. е. за счет активных процессов мембранного транспорта. Далее за счет работы ионных насосов происходит загрузка минеральных веществ в сосуды ксилемы.

Вслед за минеральными веществами по законам осмоса входит вода и развивается корневое давление. Транспирация и корневое давление способствуют передвижению элементов минерального питания по ксилеме в другие части растения.

Метаболизм корней

Особенности обмена веществ в корне связаны с его ролью в целом растении.

1. Корень – это специализированный орган поглощения воды и минеральных элементов из почвы. Поэтому часть процессов биосинтеза направлена на построение аппарата поглощения и систем транспорта поступивших в корень ионов, органических соединений и воды к местам их потребления.

2. В корне происходит частичная или полная переработка поступивших ионов и перевод их в транспортную форму: восстановление, включение в различные органические соединения.

3. В корне синтезируются физиологически активные вещества – фитогормоны цитокинины и гиббереллины, необходимые для нормального роста и развития всего растения.

Важнейшая особенность метаболизма корня состоит в том, что источником углерода для него служат продукты фотосинтеза, поступающие из надземных органов. Основной транспортной формой ассимилятов служит сахароза.

В меньшем количестве из надземных частей поступают аминокислоты и некоторые другие органические соединения (например, тиамин). Сахароза – универсальный источник для синтеза органических соединений в корне. Образующиеся в процессе метаболизации сахарозы соединения используются самим корнем, т. е.

на поддержание его роста и функциональной активности, входит в состав корневых выделений или в состав пасоки поступает в надземные органы.

В метаболизме клеток корня используются также поглощенные из окружающей среды минеральные вещества, вода, а также некоторые органические соединения, выделяемые ми­кроорганизмами ризосферы: витамины, аминокислоты.

Поступившая в корень сахароза расщепляется до моносахаров, которые участвуют в образовании полимеров клеточных стенок (целлюлозы, гемицеллюлозы, пектиновых веществ), а также используются на синтез крахмала, откладываются в запас, тратятся на процессы дыхания.

Способность к синтезу аминокислот присуща и воздушным корням. Синтез аминокислот локализован в определенных участках корня.

Максимальное количество аминокислот образуется в зоне корневых волосков, а вышележащие участки корня осуществляют их транспорт в надземную часть растения.

Синтез аминокислот зависит от возраста растения, достигает максимума в фазу цветения. Существует суточный ритм синтеза аминокислот, в дневное время интенсивность синтетических процессов выше.

В корнях так же синтезируются вещества содержащие азот, порфирины, некоторые витамины (В1, В6, никотиновая и аскорбиновая кислоты), ростовые вещества (цитокинин, АБК, гиббереллины), алкалоиды и др.

Влияние внешних и внутренних факторов на минеральное питание растений

Содержание минеральных элементов в растениях значительно варьирует в зависимости от:

– доступности и концентрации минеральных соединений в почве;

– уровня кислотности среды;

– условий влажности, температуры, аэрации в зоне корней;

– возраста растений.

Внешние факторы

Температура. При температуре, близкой к 0°С, поглощение солей идет медленно, затем, в пре­делах до 40°С, оно усиливается. Увеличение температуры на 10°С может вызвать возрастание поглощения в два и даже в три раза.

Свет. В темноте поглощение солей замедляется и постепенно прекращается, а под влиянием освещения ускоряется. На свету в процессе фотосинтеза образуются углеводы, которые необходимы для дыхания, также на свету в процессе фотофосфорилирования образуется АТФ, энергия которой используется на поступление веществ.

Содержание кислорода. При уменьшении содержания кислорода до 2-3% интенсивность поступления солей остается на одном уровне. Лишь снижение концентрации кислорода ниже 3% вызывает падение поглощения минеральных элементов в два раза.

Значение рН также сказывается на поглощении солей. Подкисление почвенного раствора улучшает доступность ионов фосфорной кислоты, а подщелачивание снижает. Резкое изменение значения рН может повредить клеточные мембраны, что в последующем окажет влияние на скорость поглощения минеральных веществ.

Конкуренция ионов. Поглощение одного иона зависит от присутствия других ионов. Ионы с одинаковым зарядом обычно конкурируют между собой.

Внутренние факторы

Интенсивность дыхания. Процесс дыхания может оказывать влияние на поступление солей в нескольких направлениях.

1) В процессе дыхания выделяющийся углекислый газ в водной среде диссоциирует на ионы Н+ и НС03-. Адсорбируясь на поверхности корня, эти ионы служат обменным фондом для поступающих катионов и анионов.

2) В процессе переноса ионов через мембрану участвуют специфические белки-переносчики, синтез которых находится в зависимости от интенсивности дыхательного процесса.

3) Энергия, выделяемая в процессе дыхания, непосредственно используется для поступления солей (активное поступление).

Поступление воды и солей во многих случаях идет независимо друг от друга. В условиях высокой влажности воздуха транспирация резко падает, а поступление солей идет с достаточной интенсивностью.

Однако в некоторых случаях увеличение интенсивности транспирации может сказаться положительно на поглощении солей.

Усиление транспирации приводит к ускорению передвижения восходящего тока воды с растворенными солями, что способствует быстрому освобождению от них клеток корня, а следовательно, косвенно ускоряет поглощение.

Фотосинтез. Увеличение интенсивности фотосинтеза приводит к возрастанию содержания углеводов и, как следствие, к увеличению интенсивности дыхания и поступления солей.

Ростовые процессы. Ускорение темпов роста увеличивает использование питательных веществ и тем самым усиливает их поступление. Наряду с этим быстрый рост корневой системы оказывает прямое влияние на поглощение благодаря увеличению поверхности, соприкасающейся с почвой.

Источник: https://studizba.com/lectures/2-biologicheskie-discipliny/114-kornevoe-i-geterotrofnoe-pitanie/1635-postuplenie-mineralnyh-veschestv.html

Коспект урока биологии на тему “Химический состав растений. Минеральное питание растений”

I. Организационный этап.

1. Приветствие.

2. Проверка подготовленности к учебному занятию.

II. Проверка знаний.

1. Рассказать о классификации плодов, составить схему на доске. Привести примеры.

2. Установить соответствие:

Название плода

Растение

Костянка

Томат

Ягода

Айва

Гесперидий

Дуб

Многокостянка

Вишня

Яблоко

Малина

Желудь

Апельсин

Семянка

Пшеница

Зерновка

Подсолнечник

Провести соединительные линии между названием плода и растением, которому соответствует плод.

– из чего состоит плод? (околоплодник и семя)

– Почему плод является генеративным органом растения? (участвует в размножении)

– Какие еще органы растения относятся к генеративнм? (цветок)

– Как образуется плод? (стадии: Образование цветка → Опыление → Оплодотворение → Образование плода)

– на какие группы можно разделить плоды по количеству семян? (односеменные и многосеменные)

– Расскажите о классификации плодов по количеству воды, содержащейся в в околоплоднике. (сухие и сочные)

После обсуждения ведется проверка работы учащихся у доски.

III. Актуализация субъективного опыта учащихся.

– Как вы думаете, из каких веществ состоят все растения? Приведите примеры.

Составляется кластер на меловой доске:

– Какие из этих веществ растения вырабатывают самостоятельно, а какие они поглощают из внешней среды?

Формулировка темы урока: «Химический состав растений. Минеральное питание растений» (учащиеся записывают тему урока в тетрадь)

Формулировка целей урока:

– изучить химический состав растений;

– познакомиться с понятием «минеральное питание»;

– выяснить, какие вещества необходимы растениям для жизни.

III. Изучение нового материала.

1. Химический состав растений.

Вы уже знаете, что все живые организмы имеют сходный химический состав. Они состоят из воды, минеральных и органических веществ (белков, жиров и углеводов). При проведении лабораторной работы, легко убедиться, какие именно вещества входят в состав растений.

В 5 классе мы знакомились с классификацией веществ. На какие две группы делятся все вещества в природе? (органические и неорганические) Ваша задача внимательно следить за демонстрацией опытов и делать выводы по результату увиденного.

Демонстрация опыта № 1

Семена пшеницы помещаем в пробирку и нагреваем их на слабом огне.

Вопрос: Что вы наблюдаете?

Ответ учащихся: на стенках пробирки появились капельки воды.

Вопрос: А как вы думаете, откуда она взялась?

Ответ: Она была в семенах (из семян)

Вопрос: Какой мы можем сделать вывод?

Учащиеся формируют вывод: В семенах содержится вода.

Какие ещё вещества содержатся в семенах?

Демонстрация опыта № 2

Нагревание семян на металлической пластинке (или тигле). При прокаливании выделяется дым, семена обугливаются. Это сгорают органические вещества. После их сгорания остаётся зола, состоящая из несгорающих минеральных веществ.

Вопрос: Какой вывод мы можем сделать?

Вывод: В состав растений входят минеральные вещества.

Демонстрация опыта № 3

Ещё одно доказательство присутствия крахмала в растениях: на разрез клубня картофеля капнем несколько капель йода.

Вопрос: что мы наблюдаем?

Ответ: картофель синеет.

Йод является индикатором крахмала.

Вывод: следовательно, в состав растений входит крахмал и белок – это органические вещества.

Проведение учащимися опыта № 5

У вас имеются семена подсолнечника и белая бумага. Положите на бумагу семена подсолнечника и раздавите их.

Вопрос: Что вы обнаружили?

Ответ: Масляное пятно (если кто скажет, что вода, можно проверить подсушиванием).

Из семян этих растений, а также из семян льна, конопли добывают масло.

Вывод: в семенах обнаружили ещё одно вещество – жир. Жир – это органическое вещество.

Таким образом, в состав растений входят органические вещества (белки, жиры, углеводы), минеральные вещества и вода.

Заполните схему на стр. 144 «Состав растений»

1. Минеральное питание растений.

Нормальное развитие, рост и физиологические процессы не могут быть осуществлены без минеральных элементов.

Какие же элементы необходимы растению для полноценного роста и развития. Для этого предлагаю поработать в парах с текстом учебника на стр. 145 «Какие вещества необходимы для минерального питания растений».

Задание: Прочтите текст, выпишите элементы, необходимые растениям. Объясните биологическую роль этих элементов. (5 минут)

Заслушиваются ответы учащихся.

Как вы думаете, с помощь. Какого органа растения поглощают минеральные вещества? (корень)

В каком виде эти вещества поступают в сосуды растения (растворенном)

Физминутка.

Просмотр видеоматериала «Корневое давление»

Вопросы после просмотра:

-Какие процессы обеспечивают продвижение воды от корня по сосудам растения? (корневое давление и транспирация-испарение воды через устьица)

Для нормального развития растению необходим азот, калий, фосфор, магний, железо и некоторые другие элементы. Обязательными являются азот, фосфор и калий, остальные считают микроэлементами, но они также играют немаловажную роль в жизни растения.

Работа с текстом. Учащиеся читают по одному предложения из текста параграфа, учитель дополняет. Выписывают определение: почва, плодородие.

IV. Закрепление изученного материала.

Задание 1. Вставьте пропущенные слова в текст.

В состав растений входят: _______________ и ___________________ _________, ___________ . Для нормального роста и развития растениям необходимы элементы: ___________, ___________, __________ и др. ___________ – это верхний плодородный слой земли. Из почвы растение всасывает ______________ и _________________________ вещества.

Поглощённые вещества поступают к побегам и листьям за счет того, что у растения существует ____________________________________. Со временем почва теряет своё свойство – __________________________. Чтобы избежать этого, в почву вносят_______________________. Удобрения делятся на 2 группы: ______________________ и _______________________.

Торф, навоз, птичий помет – это __________________________ удобрения.

Задание 2. Установите соответствие.

Минеральные удобрения: Влияние на растение:

V. Итоги урока.

VII. Рефлексия.

Возвращаемся к началу урока и проверяем степень выполнения поставленных задач.

VI. Домашнее задание. § 32, задание № 4,5 на стр. 144, § 33 № 1-7 (устно для самопроверки)

Источник: https://www.metod-kopilka.ru/kospekt-uroka-biologii-na-temu-himicheskiy-sostav-rasteniy-mineralnoe-pitanie-rasteniy-65927.html

Корневое питание растений (стр. 1 из 3)

1. Корневое питание растений. Избирательное поглощение элементов питания растениями

Питание растений – процесс поглощения и усвоения из окружающей среды химических элементов, необходимых для их жизни. Одни питательные элементы растения поглощают из воздуха в форме углекислого газа и молекулярного кислорода, другие – из почвы в форме воды и ионов минеральных солей. Соответственно различают воздушное (фотосинтез) и почвенное (корневое) питание.

Усложнение растений, увеличение их размеров сопровождалось появлением различных органов и тканей, выполняющих функцию поглощения и передвижения веществ. Большинство растений поглощает воду и минеральные вещества из почвы корнями. Корень называют нижним концевым двигателем веществ у растений

Почвенное питание у папоротников и семенных растений осуществляется с помощью корня. Строение корня приспособлено к поглощению воды и элементов питания из почвы. В этом процессе участвует зона поглощения (всасывания), которая имеет корневые волоски.

При рассматривании корневого волоска под микроскопом видно, что он представляет собой молодую клетку, которая покрыта оболочкой, имеет ядро, цитоплазму и органоиды. На 1 мм2 поверхности корня может располагаться от 200 до 400 корневых волосков. За счет этого всасывающая поверхность корня увеличивается примерно в 18 раз.

Корневые волоски недолговечны, живут в среднем 10 – 12 суток, но ежедневно по мере роста корня на молодом его участке образуются новые корневые волоски.

Клетка корневого волоска поглощает воду благодаря тому, что содержащиеся в ней неорганические и органические вещества создают высокую концентрацию раствора, превышающую концентрацию почвенного раствора, окружающего корневой волосок.

Вода (по законам осмоса) передвигается из менее концентрированного почвенного раствора в более концентрированный раствор, который находится в корневом волоске.

В засуху концентрация почвенного раствора возрастает, и поглощение воды корневыми волосками затрудняется.

Большое значение в поглощении элементов питания играют корневые выделения, которые растворяют труднодоступные минеральные вещества. Растворяющим действием обладает выделяемая корнями углекислота. Некоторые растения выделяют органические кислоты (яблочную, щавелевую и др.), которые обладают большой растворяющей способностью.

За зоной всасывания расположена проводящая зона корня. В нее из зоны всасывания поступают поглощенные корневыми волосками вода и минеральные вещества. По проводящей ткани они передвигаются вверх по растению.

Всасывание воды корнем и ее передвижение можно обнаружить по “плачу” растений и гуттации. “Плачем” растений называют выделение сока (пасоки) из перерезанного стебля. Особенно интенсивно выделяется пасока весной.

Гуттация – это выделение капелек воды неповрежденным растением по краям листа у окончания листовых жилок. Гуттацию можно увидеть рано утром у многих растений, например, у садовой земляники, манжетки, розы и др. “Плач” и гуттация свидетельствуют о том, что вода поступает из корня в стебель под давлением.

Это корневое давление. Вместе с водой в растение из почвы поступают растворенные в ней минеральные соли.

В период интенсивного роста здоровые, с хорошо развитыми корнями растения нуждаются в усиленном питании для формирования зеленых побегов, цветков и плодов.

Поглощение элементов питания корнями является сложным физиологическим процессом, связанным с обменом веществ.

Для поглощения питательных веществ и нормальной жизнедеятельности корней необходимы доступ воздуха к корням, благоприятная температура окружающей среды, оптимальные кислотность (рН) раствора, состав и концентрация солей в почве.

Гидропонный способ выращивания растений, или гидропоника (от греч. hidros – “влажный” и ропео – “работать”, “трудиться”), позволил установить, что все минеральные вещества растения получают из их водных растворов.

Разные растения нуждаются в разных количествах минеральных веществ. Так, растения пшеницы на площади 1 га поглощают более 40 кг азота, 20 кг фосфора, 25 кг калия, при урожае в 30 ц/га рожь вынесет из почвы 75 кг азота, 45 кг фосфора и 90 кг калия.

А картофель использует питательных веществ больше, чем зерновые, многолетние и однолетние травы.

Поиск путей наиболее полного и рационального использования растениями элементов минерального питания удобрений и почвы во все времена оставался одной из главных задач науки и практики. Столь пристальное внимание к данной проблеме обусловлено тем, что уровень и качество минерального питания растений во многом определяют их урожай и его качество.

Потребление растениями элементов питания в онтогенезе определяется многими факторами. Наиболее значимыми из них являются неравномерность роста и развития, обусловленная генетическими особенностями культур и сортов, почвенно-климатические условия произрастания.

Из последних наиболее важным для потребления элементов питания является уровень обеспеченности растений влагой и теплом. С целью повышения доступности элементов питания разработаны разнообразные приемы обработки почвы, накопления и сохранения влаги в почве.

Важное место в решении этого вопроса отводится дробному применению минеральных удобрений, приуроченности их внесения к периоду наибольшей потребности растений в элементах питания, особенно азота

Установлено также, что одни минеральные вещества требуются растениям в относительно больших количествах (соли калия, азота, кальция, фосфора, магния и прочие макроэлементы), другие вещества и элементы требуются в ничтожных количествах (микроэлементы цинк, молибден, медь, железо, бор и др.).

Концентрация питательных веществ может колебаться в довольно широких пределах. Организм растения, извлекая эти вещества из внешней среды, создает в тканях их необходимую концентрацию.

Если этих веществ в воде и грунте достаточно, растение развивается правильно, быстро растет, цветет и плодоносит. При недостатке одного или нескольких необходимых веществ отмечается отставание в росте, изменение формы растения, прекращается размножение.

Иногда наблюдается избыток тех или иных химических элементов, что также может вызвать нарушение развития растений.

Если удобрения вносят в количествах, превышающих потребности растений, то урожайность не увеличивается, а качество продукции может даже ухудшиться. Так, избыточное азотное питание капусты приводит к недостатку в ней сахаров, капуста плохо хранится.

При избытке в почве солей азота в клубнях картофеля снижается содержание крахмала, у многих растений в клетках накаливаются нитраты.

Употребление в пищу овощей, картофеля и других продуктов, содержащих избыток нитратов, оказывает вредное влияние на здоровье человека.

2. Важнейшие периоды в питании растений. Значение послойного внесения удобрений

В разные фазы роста и развития потребность растений в элементах питания неодинакова. Во время роста растения в большей степени нуждаются в повышенном содержании азота, а декоративно-лиственным этот элемент в большом количестве необходим на протяжении всей жизни. В фазах цветения и плодоношения растения потребляют больше фосфора и калия

Сельскохозяйственные растения различаются общей величиной потребления элементов питания для формирования урожая, темпами их поглощения на протяжении неодинакового по длительности периода вегетации, а также по соотношению усвоения основных элементов—азота, фосфора и калия.

Для культур, более требовательных к элементам питания (сахарная свекла, кукуруза, картофель и др.), при прочих равных условиях необходимы более высокие дозы удобрений.

Разные сорта одной и той же культуры могут сильно различаться по требовательности к питательному режиму и отзывчивости на внесение удобрений.

Скороспелые сорта характеризуются более коротким периодом поглощения питательных веществ и более требовательны к условиям питания по сравнению с позднеспелыми.

При разработке системы удобрения, определении доз, сроков и способов применения удобрений должны быть учтены различия в чувствительности отдельных культур (особенно в молодом возрасте) к концентрации питательных веществ в почвенном растворе, в усваивающей способности корневой системы и характере ее развития (мощности, глубине проникновения и т.д.), в требовательности к реакции среды.

Гетерогенное распределение удобрений в почве оказывает большое влияние на трансформацию элементов питания, рост и развитие растений, функциональную активность корневой системы.

Все это, естественно, должно находить отражение и в степени использования элементов питания удобрений и почвы растениями.

Свидетельством тому являются многочисленные исследования, проведенные на различных культурах в самых разнообразных почвенно-климатических условиях.

Наблюдения показали, что ленточное внесение нитроаммофоса на выщелоченном черноземе наряду с положительным влиянием на ростовую функцию растений пшеницы в начале онтогенеза также повышало содержание в надземной части общего азота и фосфора. Большее содержание этих элементов в листьях по сравнению с разбросным внесением сохранялось до фазы колошения.

К фазе цветения растения яровой пшеницы накапливают основное количество элементов питания. В дальнейшем с началом формирования и налива зерна происходит снижение относительного их содержания в вегетативных органах. Из данных следует, что на фоне локального размещения удобрения процесс реутилизации идет более интенсивно, чем при разбросном способе.

К фазе кущения растения яровой пшеницы при разбросном и локальном внесении, как правило, заметно различаются и по абсолютному количеству накопленных элементов питания. Ко времени наступления фазы кущения при ленточном размещении удобрения растения накапливали в надземной части на 20 % больше азота и на 41 % фосфора, чем при разбросном способе.

При внесении половинной нормы нитроаммофоса растения накапливали почти такое же количество элементов питания, что и при полной дозе вразброс. Сравнимые результаты по данным вариантам были получены и в фазу восковой спелости зерна.

Однако наличие очага высокого содержания элементов питания в почве на самых ранних этапах онтогенеза растений может тормозить их потребление растениями.

Источник: http://MirZnanii.com/a/12282/kornevoe-pitanie-rasteniy