Реферати » Реферати з біології » Поглинання води коренем і її транспорт у квіткових рослин

Поглинання води коренем і її транспорт у квіткових рослин

О.В. Петунін, вчитель біології середньої школи з поглибленим вивченням окремих предметів № 32, м. Прокоп'євськ, Кемеровська обл.

Спецкурс «Фізіологія рослин» призначений для учнів, що вивчають біологію поглиблено (11-й клас, 34 год). Програма спецкурсу передбачає вивчення розділу «Пересування речовин по рослині» на чотирьох уроках за темами «Поглинання води коренем і її транспорт у квіткової рослини» , «Транспірація та її фізіологічна роль» , «Поглинання мінеральних речовин коренем і транспорт іонів у квіткових рослин» , « Транспорт органічних речовин у квіткових рослин » .

Урок «Поглинання води коренем і її транспорт у квіткових рослин» розрахований на 40-45 хв. В 10-му класі учні вивчають спецкурс «Анатомія та морфологія рослин» (34 год), тому в 11-му класі питання анатомії та морфології рослин тільки повторюються по ходу уроку. На уроках загальної біології та хімії школярі вже вивчили поняття осмос, осмотичний тиск, тому і ці питання в ході даного уроку лише повторюються.

Цілі уроку - актуалізувати знання про будову кореневих волосків, ксилеми, молекули води, про поняття осмосу, осмотичного тиску, кагезіі, адгезії та ін Розглянути фізіологічні механізми всмоктування води коренем. Вивчити механізм пересування води у квіткових рослин. Удосконалювати навички учнів у роботі з лабораторним обладнанням, постановці дослідів. Розвивати інтелектуальні здібності, логічне мислення, навички пізнавальної самостійності в учнів.

Обладнання: живі рослини, пагони рослин, пробірки, лупи, рослинна олія, чорнило, вазелін, скляний і гумова трубки, скальпель і таблиці «Будова кореня» , «Клітинна будова аркуша» , «Будова стебла » .

Досліди, які закладаються учнями напередодні уроку

Пропоновані нами досліди широко відомі, тому що входять в програму основної школи, але пояснення школярами отриманих результатів має бути більш науковим і глибоким, відповідним рівнем учнів 11-го класу, які вивчають біологію поглиблено. Учитель призначає кілька учнів, і кожен з них закладає свій досвід (на цьому уроці демонструються три досвіду, значить, в їх постановці будуть задіяні три школяра).

Досвід № 1

Взяти рослина, вирощена у вологих тирсі, обтрусити його кореневу систему і опустити його коріння в пробірку з водою. Поверх води для захисту від випаровування налити масло. Відзначити рівень води на стінці пробірки. Через день знову відзначити рівень води і порівняти його з початковим. З отриманих результатів зробити висновок.

Досвід № 2

У молодого рослини бальзаміну зрізати стебло на 3-5 см вище кореневої шийки. Пеньок навколо змастити вазеліном і надіти на нього гумову трубку. Вільний кінець її з'єднати зі скляною трубкою (рис. 1). Грунт у горщику перед демонстрацією досвіду полити теплою водою. Що ви спостерігаєте? Про що свідчать результати досвіду?

Поглощение воды корнем и ее транспорт у цветковых растений

Рис. 1. Досвід, що демонструє кореневе тиск

Досвід № 3

Втеча якого-небудь дерева або чагарнику помістіть в посудину з водою, підфарбованою чорнилом. Через день препаровальним ножем (скальпелем) зріжте нижню частину (приблизно 1-2 см) втечі. Розгляньте за допомогою лупи поперечний розріз. Який шар стебла забарвиться? Поясніть результати досвіду.

Хід уроку

I. Вивчення нового матеріалу

1. Пересування речовин у рослин

Будь організм, а тим більше складно влаштований, потребує обміні речовин з навколишнім середовищем, обміні речовин між клітинами організму та обмін речовин усередині клітин. Це виявляється можливим лише за наявності транспорту речовин усередині організму.

Які процеси в живому організмі забезпечують транспорт речовин на невеликі відстані?

Передбачувані відповіді. На невеликі відстані транспорт речовин забезпечують фізичні процеси дифузії (в тому числі осмос), активний транспорт і струми цитоплазми. (Ці процеси учні вивчали в 10-му класі на уроках загальної біології.)

Учитель. Дійсно, у одноклітинних організмів і у тих багатоклітинних, у яких досить велике відношення поверхні тіла до його об'єму, ці способи транспорту працюють добре.

Як переносяться речовини у великих і, в порівнянні з одноклітинними, більш складно влаштованих організмів, адже однією дифузії у них для цих цілей явно недостатньо?

Передбачувані відповіді. У організмів, клітини яких сильно віддалені один від одного і від навколишнього середовища, виникають спеціальні системи транспорту на великі відстані, що гарантують швидке переміщення потрібних речовин.

Учитель. Які транспортні системи у тварин і рослин вам відомі?

Передбачувані відповіді. У тварин - кровоносна система, а у рослин - провідна система, утворена ксилемою і флоемой.

Учитель. Ви вірно назвали так звані циркуляційні системи тварин і рослин. Саме вони забезпечують надійний транспорт речовин цим організмам.

Таким чином, транспорт речовин - це доставка необхідних з'єднань до певних органів і тканин за допомогою спеціальних систем. Ми будемо вивчати здатність рослини транспортувати органічні та неорганічні речовини, адже без їх транспортування було б неможливо його нормальне функціонування. Процес пересування речовин по проводять тканинам рослини називають транслокацією.

2. Речовини, які транспортуються рослинами

Учитель. Перерахуйте найважливіші групи речовин, які повинні транспортуватися рослиною.

Передбачувані відповіді. Вода, гази, мінеральні солі, органічні речовини.

Учитель. Ви вірно назвали основні групи речовин, що транспортуються рослиною. Тепер спробуємо простежити шлях цих речовин в рослинному організмі.

Пропоную вам на основі знань про будову рослинних тканин і органів заповнити таблицю «Пересування речовин у рослин» . Допоможе вам у заповненні таблиці схема, що знаходиться на ваших столах (рис. 3).

Поглощение воды корнем и ее транспорт у цветковых растений

Рис. 3. Схема циркуляції води, неорганічних іонів і ассимилятов в рослині. Вода і неорганічні іони, поглинені коренем, пересуваються по ксилемі вгору з транспіраційної струмом. Велика їх частина транспортується до листів. В листі значну кількість води і неорганічних іонів переміщається під флоему і виноситься з них разом з сахарозою в струмі ассимилятов. Буквою А позначені місця, спеціалізовані на поглинанні і асиміляції вихідних матеріалів з зовнішнього середовища. Букви З і Р вказують відповідно місця завантаження і розвантаження, О - точки, в яких відбувається обмін між ксилемою і флоемой

Учитель (перевірка заповнення таблиці). Ви вірно заповнили таблицю, назвавши речовини, транспортуються рослиною, і вказавши шлях цих речовин. Тепер вам належить більш детально ознайомитися з механізмом транспорту води у рослин. Починається шлях води в рослині з кореня.

Поглощение воды корнем и ее транспорт у цветковых растений

3. Поглинання води коренем рослини

Демонстрація досвіду № 1. Про досвід і його результати розповідає учень, що заклав його напередодні уроку. З результатів досвіду випливає висновок про всмоктування води коренем рослини.

Учитель. Згадайте, які структури кореня всмоктують воду і що вони являють собою по будові (демонстрація таблиці «Будова кореня» ).

Передбачувані відповіді. Структурами кореня, усмоктувальними воду, є кореневі волоски, розташовані в зоні всмоктування. Вони являють собою цитоплазматичні вирости клітин кореневого епідермісу.

Учитель. Цитоплазма кореневого волоска і грунтовий розчин відокремлені один від одного мембраною. Що змушує воду проникати в кореневі волоски через мембрану?

Передбачувані відповіді. На основі знань про осмосі можна припустити, що молекули води пересуваються з тієї області, де їх концентрація висока (з розчину з низьким осмотичним тиском), туди, де їх концентрація низька (в розчин з більш високим осмотичним тиском). Значить цитоплазма клітин, що утворюють кореневі волоски, більш концентрування, ніж грунтовий розчин. Саме це і забезпечує своєрідну дифузію молекул води з грунту в клітини кореня.

Учитель. Ви вірно визначили причину всмоктування води коренем. В наші дні фізіологи, коли хочуть описати тенденцію молекул води до переміщення з одного місця в інше, користуються терміном «водний потенціал» . Вода переміщається з області з більш високим водним потенціалом в область з більш низьким водним потенціалом, тобто з грунту в корінь. Процес поглинання води коренем відображає рис. 2., він також знаходиться на ваших столах. Градієнт водного потенціалу підтримується також і за рахунок пересування води по ксилемі, але про це ми будемо говорити трохи пізніше.

Таким чином, вода поглинається кореневими волосками за рахунок різниці водного потенціалу грунтового розчину і цитоплазми клітин, що утворюють кореневі волоски. Потім вода проходить через кору кореня в ксиліт і піднімається по ній до листів.

Поглощение воды корнем и ее транспорт у цветковых растений

Рис. 2. Схема основних шляхів переміщення води і неорганічних іонів з грунту через епідерму і кору в ксиліт. Вода рухається в основному по апопласту, поки не досягне ендодерми, де апопластного рух перекривається пасками Каспарі. Пояски Каспара змушують воду на шляху до ксилеме перетнути плазматичні мембрани і протопластів ендодермальних клітин. Пройшовши крізь плазматичну мембрану на внутрішній поверхні ендодерми, вода може знову піти по апопластного шляху до порожнин елементів ксилеми. Неорганічні іони активно поглинаються епідермальними клітинами і потім переміщуються по симпласти через кору в паренхімні клітини, з яких вони перекачуються в елементи ксилеми

Демонстрація досвіду № 2. Про досвід і його результати розповідає учень, що заклав його напередодні уроку . Рідина, яка зібралася в скляній трубці, свідчить про здатність кореня створювати тиск. Напевно, саме завдяки цьому тиску і відбувається постачання водою надземних органів рослини.

Учитель. Було висловлено вірне припущення про здатність кореня створювати тиск, який так і називається - кореневе тиск. Воно складає 100-200 кПа. У деяких рослин кореневий тиск викликає виділення крапельок рідини через гідатоди.

Що таке гідатоди і як називається процес виділення краплинно-рідкої вологи?

Передбачувані відповіді. Гідатоди - водяні продихи рослин, а процес виділення через них крапельок рідини називається Гутація. (З цим поняттям учні знайомилися при вивченні видільних тканин рослин в

Сторінки: 1 2

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар