Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 7 клас. Повні уроки >> Біологія: Умови, необхідні для забезпечення життєдіяльності рослин. Повні уроки

Мета: пояснити взаємозв’язок рослинних організмів з оточуючим середовищем.

Хід роботи:

1 Розказати про необхідні умови для існування рослин.

2 Пояснити, що для певної рослини є свої найкращі умови існування.

3 Розказати про вплив рослин на середовище існування.

4 Пояснити закони взаємного зв’язку рослин з навколишнім середовищем.

Життя рослини, як і всякого іншого живого організму, представляє складну сукупність взаємозалежних процесів; найбільш істотний з них, як відомо, обмін речовин з навколишнім середовищем. Середовище є тем джерелом, звідки рослина черпає харчові матеріали, потім переробляє їх у своєму тілі, створюючи такі ж речовини, як ті, з яких полягає тіло рослини, - відбувається засвоєння почерпнутих із середовища речовин, їх асиміляція. Одночасно із цим процесом в організмі відбувається руйнування складових частин тіла; розкладання їх на більш прості. Цей протилежний процес називають дисиміляцією. Асиміляція, дисиміляція, поступаючи  речовини  з навколишнього середовища й виділення в середовище непотрібних, відпрацьованих речовин - усе це і є обмін речовин. Отже, обмінні явища тісно зв'язують організм рослини із середовищем. Зв'язок цей  двоякий. По-перше, рослина виявляється залежною  від середовища. У середовищі повинні бути всі необхідні для життя рослини матеріали. Недостача, тим більше відсутність тієї або іншої категорії харчових матеріалів повинні привести до вповільнення або навіть припинення життєвих явищ, до смерті. По-друге, поглинаючи із середовища живильні речовини й виділяючи в середовище продукти своєї життєдіяльності (наприклад, у формі опадаючих листів, що омертвіли,  поверхневих шарів кори й т.п. ), рослина змінює навколишнє середовище. Отже, не тільки рослина залежить від середовища, але й середовище завжди якоюсь мірою залежить від рослин.

Зміни середовища рослинами зв'язані не тільки із внесенням у неї продуктів обміну речовин, але й з тією фізичною роботою,  яку здійснює рослина. Коли коріння рослини проростають  в ґрунт, вони роблять механічну роботу руйнування або місцевого ущільнення субстрату. Робота,  виконана рослиною, не обмежується механічним впливом на субстрат. По  суті, усі фізіологічні функції рослини представляють певні форми роботи. Це підводить до висновку про зв'язки між рослинами й середовищем і в іншому плані: усяка робота пов'язана з витратою енергії. Але енергія, як відомо, "не зникає й не виникає знову". Тому якщо рослина витрачає енергію, то, мабуть, вона  повинне звідкись їїодержувати.

Джерелом енергії для рослин, що містять хлорофіл, служить промениста енергія світла, за рахунок якої рослина будує органічну речовину, що містить як би законсервовану енергію. У рослин, що не мають хлорофілу, наприклад грибів, джерелом енергії служить органічна їжа, тобто або сама створена зеленою рослиною органічна речовина,  або вона ж, але у формі, уже зміненої іншими організмами.

Енергія, у тієї або іншій формі у рослини  перетерплює в ній складні зміни, виділяючись в остаточному підсумку в навколишнє середовище. Можна сказати, що зв'язок між рослиною й середовищем не обмежується обміном і перетворенням речовин - паралельно цьому відбувається й енергетичний обмін.

Середовище життя рослини неоднорідне, у складі її можна відрізнити багато компонентів, тісно зв'язаних один з одним. Кожний з елементів середовища організму, що має вплив, називають екологічним фактором. Різноманітність екологічних факторів можна об'єднати у дві категорії: фактори біотичні й фактори абіотичні.

Фактори біотичні - це організми, що оточують дану рослину. Прямий вплив біотичних факторів ви можете побачити на відео 1.

Відео 1. Прямий вплив біотичних факторів.

Вони можуть впливати на рослину подвійно. Дуже часто ми зустрічаємося з тим, що організми, що оточують дану рослину, змінюють фізичне середовище життя рослини, впливаючи на її температурний режим, на вологість повітря, на освітленість та ін. Крім такого опосередкованого впливу,  переданого через середовище впливу, біотичні фактори виявляють і безпосередній вплив. Так, багато тварин харчуються певними органами рослин і цілими рослинами (травоїдні тварини, паразити із тваринного й рослинного світу). В інших випадках живі організми виявляються більш-менш корисними,  сприяючи заплідненню рослин (запильники), а також поширенню насіння(мал. 1)

Біотичні фактори звичайно перебувають у складних взаємних зв'язках (мал. 2)

Часто буває так, що вплив, наприклад, якої-небудь тварини на дану рослину здійснюється через цілий ланцюг живих ланок. Птах, знищуючи комах- запильників, може вплинути на виникнення й чисельність потомства даної рослини.

Фактори абіотичної групи (мал. 3),

подібно біотичним, теж перебувають у певних взаємодіях (мал. 4).

Наприклад, при відсутності води елементи мінерального харчування, що перебувають у ґрунті, стають недоступними рослинам (детальніше про значення води дивіться на відео 2);

Відео 2. Значення води.

висока концентрація солей у ґрунтовому розчині утруднює й обмежує поглинання рослиною води; вітер підсилює випаровування  і, отже, втрату рослиною води; підвищена інтенсивність світла пов'язана з підвищенням температури середовища й самої рослини. Подібного роду зв'язків відомо багато, іноді при найближчім дослідженні вони виявляються дуже складними.

Вивчаючи взаємини між рослинами й середовищем, не можна протиставляти біотичні  й абіотичні компоненти середовища, представляти ці компоненти самостійними, ізольованими один від одного; навпаки, вони тіснозв'язані, як би взаємопроникають.

Так, довічні залишки всіх рослин (і тварин), потрапляючи в субстрат, змінюють його (вплив биотичний), привносячи, наприклад, елементи мінерального харчування, що перебували у зв'язаному стані в тілі організмів; за рахунок цих елементів (вплив абіотичний) у якійсь мірі зростає родючість субстрату, а це відбивається на кількості рослинної маси, тобто в посиленні біотичного компонента середовища (фактор біотичний). Подібний простий приклад показує, що й біотичні й абіотичні фактори найтіснішим образом переплітаються. Таким чином, оточення кожної рослини постає  як єдність, як цілісне явище, називане середовищем.

Дослідження середовища й окремих його елементів становить одну з найважливіших завдань ботаніки. Відомості про роль кожного з факторів у житті рослини,  в утворені їм рослинної маси й окремих продуктів можна використовувати для спрямованого впливу на рослини. Ці знання необхідні не лише у харчовому господарстві а й, наприклад, любителям кімнатних рослин. Детальніше про це на відео 3.

Відео 3. Без яких знань не зростити пальму.

Але виявити значення окремих факторів не завжди просто. На мал. 5 показано, як можуть впливати різні екологічні фактори на рослини.

Розв'язок такого завдання полегшується при встановленні деяких загальних закономірностей. Укажемо дві найбільш загальні закономірності.

Перша зветься законом відносної дії факторов і формулюється так: відносна дія фактора тим більша, чим більше цей фактор наближається до мінімуму в порівнянні з іншими. Відносний вплив фактора падає з підвищенням його інтенсивності й наближається в області максимуму до нульового значення. Зміст цього закону зводиться до наступного: якщо рослина достатньо забезпечене яким-небудь фактором, необхідним для життя, наприклад водою, то посилення водопостачання хоча й може дати деякий ефект, але цей ефект буде незначним у порівнянні з ефектом від збільшення напруженості фактора, який перебуває в стані, близькому до мінімуму.

Ця закономірність спочатку була встановлена для забезпечення рослини елементами мінерального харчування, але пізніше поширилась й на інші, хімічні й фізичні, фактори.

Мінімальне значення фактора - це така напруженість фактора, яка наближається до межі витривалості рослини або переходить цю межу.

Закон відносної дії факторів дозволяє шляхом спостереження за рослиною в різних місцеперебуваннях з відомою ймовірністю визначити, напруженість яких факторів і в яких місцях близька до мінімуму й чи має вона тут вирішальне значення для рослини. Точне ж виявлення факторів мінімальної напруженості вимагає екологічного й навіть фізіологічного експерименту.

Друга закономірність, важлива для розуміння значення окремих факторів для рослини, полягає в тому, що зростання напруженості фактора, починаючи з його гранично малого значення, викликає спочатку підвищення ефекту, а потім, після досягнення деякого ступеня напруженості, подальше її наростання  приводить у підсумку до другої межі витривалості рослини. Те ж спостерігається  й до залежності окремих функцій від факторів.

Контролюючий блок:

1 Які природні фактори впливають на рослини?

2 Що таке закон відносності дії факторів?

3 Чому дослідження середовища існування рослин – важливе завдання ботаніки?

4 Чому біотичні та абіотичні фактори середовища треба розглядати у комплексі?

Список літератури:

1. Урок на тему: "Агроценозы" автор Шерстюк О. В.

2. М.М. Мусієнко, П.С. Славний, П.Г. Балан, Біологія, 7 клас

3. Тимонин А.К. Ботаника. Том 4. Систематика высших растений. Книга 2

    Учебник для студ. высш. учеб. заведений. Издательский центр "Академия". 2009. -- 352 с.

4. Ботаника.   Андреева И.И., Родман Л.С.

   2 - е изд., перераб. и доп. - М.: КолосС, 2002. - 488 с.

5. Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия

   л. ред. Горкин А. П. - М.: Росмэн-Пресс, 2006. - 560 с. (Серия: Современная иллюстрированная энциклопедия.)

Відредаговано та надіслано Кравчук Я.