Как называется процесс испарения воды листьями
Испарение воды листьями
Испарение воды листьями
Попробуйте наклонить веточку с листьями и, не отрезая ее от растения, поместить в стеклянную колбу. Не забудьте при этом горлышко колбы закрыть ватой. Через некоторое время стенки колбы запотеют и покроются капельками воды. Откуда же взялась в колбе вода? Ее испарили листья ветки, помещенной в колбу. Можно даже определить количество воды, испаряемой растением. Срежьте ветку с листьями какого-нибудь растения и поставьте в небольшую бутылку с водой. На поверхность воды в бутылке налейте немного растительного масла. Оно покроет воду и не даст ей испаряться с поверхности через горлышко бутылки. Затем бутылку с водой поставьте на чашку весов и уравновесьте их гирями. Уже через сутки воды в бутылке станет меньше. Чашка весов, на которой стоит бутылка, поднимется вверх. Снова уравновесьте чашки весов. По массе можно высчитать, сколько граммов воды испарили за сутки листья срезанной ветки.
Вода испаряется с поверхности клеток мякоти листа. Образовавшийся водяной пар проникает по межклетникам к устьицам и выходит наружу главным образом через них. Особенно много воды испаряют молодые листья.
Подсчитано, что разные растения испаряют различное количество воды. Так, взрослое растение кукурузы за сутки испаряет 800 г воды, то есть немного меньше литра, капуста — 1 л, а береза — больше 60 л воды. Правда, в разных условиях одно и то же растение испаряет разное количество воды. Например, в тени воды испаряется меньше, чем при солнечном освещении; при сильном сухом ветре испарение сильнее, чем в тихую погоду.
Испарение зависит от окружающих условий и состояния устьиц. Так, если растения достаточно обеспечены водой, устьица открыты днем и ночью. Однако у многих растений устьица открыты только днем на свету, а ночью закрываются. В сухую жаркую погоду устьица таких растений закрываются даже днем, и выделение водяного пара из листьев в воздух прекращается. Когда наступают благоприятные условия, устьица раскрываются и нормальная жизнедеятельность растений восстанавливается.
Значение испарения в жизни растений исключительно велико. Без солнечного света в растении не может образоваться крахмал. Но солнце, необходимое для образования крахмала, сильно нагревает листья. При испарении воды листья охлаждаются, и растение не перегревается. Испарение воды способствует передвижению воды, в растении. Током воды по растению передвигаются минеральные соли и органические питательные вещества.
Чем крупнее листья растений, чем больше их поверхность, тем больше испаряется влаги. Испарение воды листьями способствует поступлению ее через корни и поднятию по стеблю в листья.
Поднимается вода в листья также и силой корневого давления.
Процесс испарения воды листьями растений отличается от простого испарения с какой-либо поверхности. Это отличие состоит в том, что в растении испаряют воду живые клетки и ткани листа. А они способны регулировать испарение своими устьицами.
Опыты, показывающие испарение воды листьями.
Город-экран
1. Каково значение испарения воды в жизни растения? При испарении воды листья охлаждаются, и растение не перегревается. Воду испаряет вся поверхность тела растения, особенно интенсивно — поверхность листа. Различают транспирацию всей поверхностью растения и устьичную. 3. Чем больше листьев у растения, тем больше испаряется воды. 4. Испарение происходит более интенсивно на свету, чем в темноте.
1) что она является средством передвижением воды и различных веществ по растению; 2) способствует поступлению углекислого газа внутрь листа, углеродному питанию; 3) защищает листья от перегрева.
1. 99,8% воды испаряется листьями через устьица, и лишь 0,2% воды идет на образование органических веществ. 2. Растения, постоянно испаряющие воду, защищают себя от перегрева. 5. Испарение воды создает силу, под влиянием которой вода поднимается вверх по стеблю. Затем бутылку с водой поставьте на чашку весов и уравновесьте их гирями. Уже через сутки воды в бутылке станет меньше.
Так, если растения достаточно обеспечены водой, устьица открыты днем и ночью. Однако у многих растений устьица открыты только днем на свету, а ночью закрываются. В сухую жаркую погоду устьица таких растений закрываются даже днем, и выделение водяного пара из листьев в воздух прекращается. Когда наступают благоприятные условия, устьица раскрываются и нормальная жизнедеятельность растений восстанавливается.
Без солнечного света в растении не может образоваться крахмал. Но солнце, необходимое для образования крахмала, сильно нагревает листья. Током воды по растению передвигаются минеральные соли и органические питательные вещества. Поднимается вода в листья также и силой корневого давления. Это отличие состоит в том, что в растении испаряют воду живые клетки и ткани листа. А они способны регулировать испарение своими устьицами.
Питательные и минеральные вещества перемещаются по органам растений исключительно в виде водных растворов. Вода – необходимый компонент для фотосинтеза. Опыт: взять горшок с растением. Испарение воды можно оценить количественно. Опыт: срезать ветку растения с крупными листьями и поставить ее в бутылку с водой. На поверхность воды налить растительного масла, что не даст ей испаряться через горлышко.
Особенно много воды испаряют молодые листья. В зависимости от температуры и влажности воздуха, растения могут открывать или закрывать устьица. Частичное испарение воды может происходить через кутикулу листков и чечевичку коры, но оно происходит в 10-20 раз медленнее, чем через устьица.
Вместе с водой поднимаются минеральные вещества. Чем крупнее листья растений (чем большую площадь поверхности они имеют), тем больше влаги они испаряют. Поэтому растения влажных мест обитания имеют крупные листья (японский банан (см. Рис. 4)). А у растений сухих мест обитаний листья меньше (тамарикс). Зимой растения умеренных широт не могут корнями впитывать холодную или замерзшую воду. Поэтому, если бы они сохраняли листья, то это привело бы к высыханию.
Листопадные растения – растения, которые хотя бы недолго пребывают в состоянии без листьев. Их листья малы и испаряют мало влаги. Листья вечнозеленых кустарничков защищены от испарения слоем снега. Под снегом зимуют вечнозеленые травы (гравилат, земляника, чистотел). Каждый лист таких растений живет несколько лет, затем опадает. Листопад связан со старением листьев, в результате которого постепенно уменьшается интенсивность фотосинтеза и дыхания.
И вместе с опавшими листьями эти вредные вещества удаляются из тела растения. В процессе старения листка у двудольного растения около его основания формируется слой отделения. Приготовьте спиртовые вытяжки из зеленых и желтых листьев растения. Назовите пигменты зеленых и желтых листьев. Прокипятите красные листья растений (свеклы, клена, краснокочанной капусты). Изменение окраски происходит по причине содержания в красных листьях пигмента антоциана.
Зависимость испарения от поверхности листьев. Но большинство воды растение теряет путем испарения через листья. Процесс испарения воды листьями растений отличается от простого испарения с какой-либо поверхности. Эти приспособления не только препятствуют испарению, но и способствуют отражению солнечных лучей. Кроме того, растения, постоянно испытывающие недостаток влаги, имеют небольшие листовые пластинки.
Испарение воды листьями
Испарение воды растением называется транспирацией. Воду испаряет вся поверхность тела растения, особенно интенсивно — поверхность листа. Различают транспирацию кутикулярную (испарение всей поверхностью растения) и устьичную (испарение через устьица). Биологическое значение транспирации состоит в том, что она является средством передвижения воды и различных веществ по растению (присасывающее действие), способствует поступлению углекислого газа внутрь листа, углеродному питанию растений, защищает листья от перегрева.
Эффективность использования воды растением характеризуется количеством воды, используемой для построения каждой единицы сухого вещества. Этот показатель называется транспирационным коэффициентом. Транспирационные коэффициенты различных растений имеют следующие значения:
Интенсивность испарения воды листьями зависит от биологических особенностей растений; от условий роста (растения засушливых местностей испаряют мало воды, влажных — значительно больше; теневые растения испаряют воды меньше, чем световые; много воды растения испаряют в зной, значительно меньше — в облачную погоду); от освещения (рассеянный свет уменьшает транспирацию на 30—40 %); от содержания воды в клетках листа; от осмотического давления клеточного сока; от температуры, почвы, воздуха и тела растения, влажности воздуха и скорости ветра.
Испарение воды растениями. Листопад
Урок 16. Биология 6 класс. Многообразие покрытосеменных растений ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Испарение воды растениями. Листопад»
Корни растений в тёплое время года постоянно поглощают из почвы воду и проводят её по сосудам древесины. Вода необходима для передвижения питательных веществ. Часть её используется на образование органических веществ. Главная же масса воды испаряется в воздух листьями.
Лист растения с верхней и нижней стороны покрыт кожицей, наружная стенка которого у многих растений имеет слой воскоподобного вещества.
Внутри листа вода по межклетникам проходит к устьицам и через них испаряется (этот процесс называется транспирация).
Устьице — в ботанике это пора, находящаяся на нижнем или верхнем слое кожицы растения, через которую происходит испарение воды и газообмен с окружающей средой.
Каждое устьице окружено двумя бобовидными замыкающими клетками, в цитоплазме которых содержатся зелёные пластиды — хлоропласты.
Между ними находится устьичная щель. Через неё в лист проникает воздух и происходит испарение. Замыкающие клетки и устьичную щель между ними называют устьицем.
Устьичная щель может расширяться и сужаться, регулируя движение воды через растение и её испарение и газообмен. Когда воды мало, замыкающие клетки плотно прилегают друг к другу и устьичная щель закрыта.
Когда воды в замыкающих клетках много, то она давит на стенки и более тонкие стенки растягиваются сильнее, а более толстые втягиваются внутрь, между замыкающими клетками появляется щель.
У некоторых растений устьица открыты только днём, а на ночь закрываются. Убедиться в том, что растение испаряет воду, можно благодаря опыту. Поместим в стеклянную колбу ветку с листьями, не отрезая её от растения. Горлышко колбы закроем ватой. Через некоторое время стенки колбы покроются капельками воды. Её испарили листья.
Для того чтобы определить сколько воды испаряет растение, проведём другой опыт. Срежем ветку с листьями какого-нибудь растения и поставим в бутылку с водой. На поверхность воды в бутылку нальём немного растительного масла. Оно покроет воду и не даст испаряться с поверхности через горлышко бутылки. Бутылку с водой поставим на чашку весов и уравновесим чашки гирями.
Уже через сутки воды в бутылке станет меньше. Чашка весов, на которой стоит бутылка, поднимется, и можно будет легко определить массу воды, испарившейся за сутки листьями срезанной ветки.
Если поместить срезанную ветку или какое-либо растение в сосуд с водой, в течение долгого времени растение не вянет, что указывает на присасывающее действие транспирации.
Разные растения испаряют разное количество воды. Например, количество воды, которое испаряется лиственными породами, в 6—10 раз превышает количество воды, испаряемой хвойными. Это, с одной стороны, связано с большей поверхностью испарения у лиственных пород, а с другой, — с различиями в строении.
Берёза в пересчёте на 100 г листьев за лето испаряет около 80 литров воды, для сосны эта цифра составляет около 9 литров. Лиственница занимает промежуточное место между лиственными и хвойными породами.
По сравнению с древесными растениями травянистые испаряют намного меньше воды. Так, кукуруза за сутки испаряет 0,8 л воды, а капуста 1 л.
Леса из различных пород деревьев также испаряют разное количество воды.
Например, в течение лета еловый лес испаряет воды больше, чем сосновый.
При разных условиях даже одно и то же растение испаряет разное количество воды. Например, в пасмурную погоду воды испаряется меньше, чем в солнечный день. В жаркие дни растениям грозит опасность перегрева от солнечных лучей. При испарении же листья охлаждаются и растение не перегревается.
При сильном сухом ветре испарение идёт сильнее, чем в тихую погоду.
Чем крупнее листья растений, чем больше их поверхность, тем больше испаряется влаги. Поэтому у растений, которые постоянно испытывают недостаток влаги, листья либо небольшие, либо вообще отсутствуют.
Эти приспособления не только препятствуют испарению, но и способствуют отражению солнечных лучей.
Таким образом, значение транспирации заключается в том, что вместе с водой по растению передвигаются поступившие в него минеральные элементы. Также происходит понижение температуры листа, что способствует защите его от перегрева.
Например, в оранжереях и парниках, где воздух влажный и транспирация подавлена, бывают ожоги листьев солнечными лучами.
Листопад — это биологический процесс сбрасывания листвы растениями.
В условиях умеренного климата зимой многим растениям не хватает воды.
Вода в замёрзшем грунте находится в состоянии льда и не может проникать в клетки корней. Однако, испарение с поверхности листьев не прекращается (хотя оно, естественно, снижается, так как зависит от температуры воздуха).
И если бы деревья и кустарники, а также и некоторые травянистые растения не сбрасывали листву, они бы засохли. Поэтому, чтобы не погибнуть от недостатка влаги, деревья и кустарники сбрасывают листья.
Берёза, достигшая возраста 40 лет и высоты около 15 м, сбрасывает порядка
250 000 листьев общей массой около 33 кг.
В районах с холодным климатом листопад отсутствует, так как в таких условиях листопадные деревья не могут существовать, а могут существовать (до определённого предела) только хвойные вечнозелёные деревья.
Хвойные растения, например ель и сосна, намного лучше переносят сухие периоды, поэтому они в умеренных зонах вечнозелёные.
Называя некоторые растения вечнозелёными, надо помнить, что листья этих растений не вечны. Они живут на побегах от 2 до 7 лет и опадают, но не одновременно (за исключением лиственниц). Хотя лиственница и относится к отделу Хвойные растения, с наступлением холодов она полностью сбрасывает свои иглоподобные листья.
Существуют и другие растения чьи листья сохраняются всю зиму. Это вечнозелёные кустарнички брусника, вереск, клюква и др. Мелкие плотные листья этих растений, слабо испаряющие воду, сохраняются под снегом.
Также с зелёными листьями зимуют и некоторые травы, например земляника, клевер.
Итак, мы сказали, что листья умеренных широт опадают с началом холодов, чтобы не засохнуть. Кроме этого, листопад очищает организм растений от вредных веществ, которые накопились в растениях к осени. Во время листопада эти вещества удаляются из растений вместе с опавшими листьями.
В тропическом поясе с однородным в течение всего года климатом листопад всё же существует. Там он происходит не в короткие сроки, как в умеренном поясе, а распределяется на весь год, и поэтому менее заметен.
Растения жарких краёв сбрасывают листья в сухой период года.
Опавшие листья — это лесной ковёр, который впитывает и удерживает дождевую влагу, необходимую растениям для роста и развития. Также опавшие листья становятся пищей для многочисленных микроорганизмов, обитающих в лесной экосистеме.
Перед тем, как лист упадёт на землю в нем, произойдут и другие изменения. Он поменяет цвет. Давайте разберёмся отчего осенью листья теряют свою зелёную окраску и приобретают багряные и золотисто-жёлтые тона.
В клетках листьев, помимо зелёных хлоропластов, содержатся и другие пластиды – хромопласты.
Это пластиды, окраска которых бывает жёлтого, оранжевого или красного цвета из-за накопления в них каротиноидов — природных пигментов.
Предполагают, что хромопласты также участвуют в фотосинтезе, однако они улавливают ту часть солнечного спектра, которая осталась вне поля зрения хлорофилла. Осенью в листьях разрушается хлорофилл. В результате оранжевые и жёлтые пигменты в клетках листьев становятся заметными. Вот почему листья приобретают осеннюю окраску.
Какой именно цвет появится на листьях после того, как в листве проявятся пигменты хромопластов, во многом зависит от самого растения. Например: дубовая листва становится красной, коричневой или красно-коричневой.
Испарение воды растениями.
Испарение растениями воды или транспирация способствует защите листьев от негативного влияния солнечного света. Благодаря этому процессу их температура снижается на несколько градусов. Это важно, так как перегрев негативно сказывается на фотосинтезе.
Делится на два вида:
Факторы, влияющие на процесс транспирации:
Поведение растений на протяжении суток позволяет разграничить их на три группы:
С помощью следующих проектов мы более подробно изучим это явление растительного мира.
Проект «Растения выделяют воду?»
Транспирация у растений – это процесс испарения влаги через листья. Фотосинтез – процесс, во время которого растительные организмы поглощают углекислый газ, влагу и свет через хлорофиллы. Затем под воздействием солнечного света и углекислого газа, содержащегося в воздухе, образуются питательные вещества. Также листья производят воду.
На поверхности листьев располагаются маленькие поры, называемые устьицами. Во время транспирации через них выделяется влага. Ее можно собирать, чтобы в дальнейшем употреблять для выживания.
Цель этого опыта – продемонстрировать, что растения выделяют воду.
Что нам понадобится:
Ход эксперимента:
Вывод:
Действительно ли листья выделяют воду, которую затем можно употреблять людям? Каким образом они ее выделяют? Как называется явление, при котором происходит испарение воды с поверхности листьев?
Проект «Что такое транспирация у растений»
Транспирация – это испарение воды листьями. Она, испаряясь, выходит через устьица (маленькие поры на поверхности листьев). Этот процесс важен для выживания любого растительного организма. Его скорость зависит от температуры воздуха и солнечного света. Испарение воды листьями способствует ее движению внутри растения, а также растворению минеральных солей, необходимых для питания и охлаждения.
Большая часть поглощаемой влаги выделяется в процессе транспирации. Сложно разделить процессы испарения и транспирации, поэтому данное явление зачастую называется «эвапотранспирацией». Название сочетает два понятия: первое происходит от латинского слова «evaporatio» (испарение), суть второго описана выше.
Транспирация происходит у всех растений. Ее скорость также зависит от их физических особенностей и условий окружающей среды. Поскольку влага выделяется, главным образом, через листья, то процесс транспирации у растений с крупными листьями выражен ярче, чем у тех, у которых они небольшие.
Такие факторы, как влажность воздуха и температура, также влияют на скорость транспирации. Почва тоже должна быть достаточно влажной. Благодаря этому проекту вы сможете сопоставить то, что видите, с процессом проникновения влаги в ткани растительных организмов и ее выделения путём испарения.
Этот опыт по биологии поможет вам определить, сколько влаги способно поглотиться и выделиться через испарение воды листьями за определённый промежуток времени. Две трубки для тестирования или два продолговатых трубчатых контейнера на три четверти заполняются водой. В одну из них помещается стебель. Нужно следить за уровнем воды, делая записи. Измерять ее уровень нужно через определённый промежуток времени. На основе полученных результатов подготовьте таблицы и графики. Этот проект поможет подтвердить или опровергнуть идею о том, что растения выделяют влагу во время процесса под названием «транспирация», вследствие которого происходит испарение.
Что нам понадобится:
За исключение ветки и тестовых трубок, все материалы для данного проекта можно приобрести в магазинах или по интернету. 2 тестовые трубки можно взять на время в лаборатории школы или приобрести в магазине. Большинство детских наборов юного химика включает инструменты, которые пригодны для этого проекта.
Ход эксперимента:
Тест с веткой:
Начальный уровень – Уровень через 24 часа = Разница уровня (A)
Тест без ветки:
Начальный уровень – Уровень через 24 часа = Разница (B)
Разница уровня воды благодаря транспирации:
Разница A — Разница B = Потеря воды через транспирацию
Вывод:
Вследствие чего уровень воды в трубке со стеблем уменьшается? Происходит ли то же самое в трубке, заполненной водой, но без растения? Какова скорость транспирации по вашим подсчётам? Используя графики, сравните ее скорость со скоростью испарения. Что служило контрольной точкой для данного исследования?
Проект: «Транспирационный эксперимент»
Растения потеют? Не совсем, но они теряют воду. Подсчитайте недостающую массу с помощью этого эксперимента, узнав, как растения испаряют воду через транспирацию.
Как вы думаете, сколько воды растение может потерять в результате транспирации?
Что нам понадобится:
Ход эксперимента:
Вывод:
Во время эксперимента по транспирации растения будут терять воду, даже если они находятся в пакетах. Растения с широкими листьями потеряют немного больше воды, чем растения с тонкими листьями, но в зависимости от размера растения это может быть очень сложно измерить.
Почему?
Так как же вода выходит из растений?
В жаркий день, вы можете немного вспотеть. Растения также «потеют». Подобно тому, как мы теряем воду через нашу кожу, растения теряют воду через свои листья.
Несмотря на то, что это невидимый процесс, потеря воды из растений в результате транспирации является важной частью круговорота воды, потому что она добавляет много воды в наш воздух. Всего за один год каждый лист на земле может отдать воды весом намного больше своего собственного. Фактически, большой дуб может давать воздуху больше 150000 литров воды в год!
Вы, вероятно, поливаете растения в своем доме, чтобы они оставались здоровыми — и, если растениям нужна вода, то почему они ее теряют? Транспирация происходит отчасти потому, что растения должны дышать. Растения должны поглощать углекислый газ, и для этого им нужно открыть свои устьица. Когда это происходит — выходит вода. Вы, вероятно, испытывали это и во время своего собственного дыхания: в холодный день вы даже можете видеть воду от своего дыхания, которая создает облачка в воздухе.
Транспирация также помогает растениям, охлаждая их, подобно тому, как пот помогает нам регулировать температуру нашего тела. Транспирация также играет большую роль, помогая воде перемещаться вокруг растения, изменяя давление воды в клетках растения. Это помогает минералам и питательным веществам подниматься вверх от корней растения.
Дальнейшее исследование:
Что будет с растением, если вы обмажете вазелином его листья? Как насчет оливкового масла? Попробуйте смазывать различными веществами листья и взвешивать растение, затем повторите эксперимент. Что будет происходить в теплой комнате? Транспирация будет выражена больше или меньше?
Заключение
Теперь вы знаете, как и для чего происходит испарение воды растениями. Это явление в биологии имеет большую важность для всего растительного мира, поэтому до сих пор изучается учеными из разных стран. Вы можете изучить его более детально, придумав и проведя собственные опыты.