Испарение растением воды: Испарение воды листьями (транспирация) — урок. Биология, 6 класс.

Урок по биологии 6 класс на тему: «Испарение воды растениями. Листопад»

Биология 6 класс.

Урок №6

Испарение  воды 
растениями.  Листопад.    

Цели  и  задачи:

Образовательные:

—  изучить  сущность процесса испарения, его роль в жизни
растения.

— выяснить причинную обусловленность этого процесса, его
зависимость от факторов окружающей среды.

—  расширить  знания  учащихся  о  процессах 
жизнедеятельности  растений

—  проверить,  повторить  и  закрепить  знания  о 
фотосинтезе

Развивающие:  развитие  умений  и 
навыков:

—  формулировать  определения  понятий

—  различать  признаки листопада

—  сравнивать,  обобщать,  делать  выводы

—  умения  работать  с  текстом,  выделять  в  нём 
главное,  структурировать  учебный  материал,  составлять  схемы, кластеры, 
таблицы

—  использовать  различные  источники  информации

—  свободно  и  правильно  излагать  свои  мысли  в  устной 
и  письменной  форме

—  грамотно  формулировать  вопросы

—  навыков  самооценки  и  самоанализа

Воспитательные: 

—  воспитание  любви  к  природе

—  воспитание  бережного отношения к зеленым растениям,
исходя из знаний об их роли в жизни человека и всех живых организмов на Земле. .

—  воспитание  культуры  общения  и  поведения  на  уроке

—  воспитание  трудолюбия,  самостоятельности,  волевых 
качеств,  самодисциплины

—  воспитание  ответственности  за  свои  действия

—  воспитание  уважительного  отношения  к  учителю  и 
одноклассникам

—  формирование  экологического  мировоззрения

Планируемые  результаты  обучения.

Предметные.

Обучающие  узнают;

—  роль  воды  в  жизни  растений;

—  о  том,  что  транспирация  —  регулируемый 
физиологический  процесс;

—  роль  устьиц  в  транспирации;

—  зависимость  испарения  воды  от  условий  среды  и 
состояния  устьиц;

—  значение  испарения  в  жизни  растений.

Обучающиеся  научатся:

—  объяснять  значение  понятий  испарение,  листопад;

—  характеризовать  процесс  испарения  воды  растениями;

—  описывать  строение  устьиц;

—  объяснять  значение  испарения  в  жизни  растений  и 
в  природе;

—  объяснять  причины  осенней  смены  окраски  листьев  у 
растений;

—  оценивать  значение  листопада  в  жизни  растений.

Метапредметные.

Познавательные:

—  работать  с  различными  источниками  информации;

—  устанавливать  соответствие  между  объектами  и  их 
характеристиками;

—  давать  определения  понятий;

—  делать  выводы  и  обобщения;

—  воспроизводить  информацию  по  памяти.

Регулятивные:

—  формулировать  цели  урока  и  ставить  задачи;

—  планировать  свою  деятельность  и  прогнозировать  её 
результаты;

—  осуществлять  рефлексию  своей  деятельности;

—  оценивать  результаты  своей  деятельности.

Коммуникативные:

—  воспринимать  информацию  на  слух;

—  строить  речевые  высказывания  в  устной  форме;

—  аргументировать  свою  точку  зрения,  отстаивать  свою 
позицию.

Личностные:

—  формирование  и  развитие  познавательного  интереса  к 
изучению  биологии;

—  формирование  экологического  мировоззрения;

—  умения  применять  полученные  знания  в  повседневной 
жизни;

—  понимание  значимости  растений  в  жизни  человека;

—  эстетическое  восприятие  объектов  природы.

Оборудование:  таблицы «Клеточное  строение  листа», 
«Строение  устьица»,  гербарии,  ноутбук,  электронное  приложение, 
фотографии,  картины  и  рисунки  с  осенней  природой.

Ход  урока.

1.  Орг.  момент.

2.  Проверка  знаний.  Опрос.  Беседа.

—  Какие
вещества  необходимы  для  фотосинтеза? (углекислый газ  и  вода)
—  Как в лист проникает углекислый газ? (через  устьица  и  межклеткники)

—  Как
в лист проникает  вода? (через  сосуды  из  корня)
—  Какое еще условие потребовалось? (солнечный  свет)

—  Какой продукт образуется при фотосинтезе? (глюкоза, 
крахмал)

—  Какой  побочный  продукт  выделяется  при  фотосинтезе? 
(кислород)

—  Какие  органы  участвуют  в  фотосинтезе?  (лист, 
корень,  стебель)

—  Какую  роль  играет  хлорофилл  в  процессе 
фотосинтеза? (хлорофилл поглощает солнечную энергию и превращает ее в
химическую энергию органических веществ)

— Какое же значение имеет фотосинтез?  (1. Источник
кислорода.  2.Образование органических веществ.  3. Преобразование солнечной
энергии.)

3.   Изучение  нового  материала.

Проблемные  вопросы.

—  Как  опытным  путём  доказать,  что  растения  испаряют 
воду?

—  какое  значение  имеет  испарение  воды листьями?

—  Почему  осенью  листья  меняют  свою  окраску?

1)  Испарение  воды  растениями.

Растения на 80% состоят из воды

—  Откуда в растениях берётся вода?  (её поглощают корни
растения из почв)

—  Что заставляет подниматься воду  из корней в другие
части растения?

( воду заставляет подниматься из корней в другие части
растения  корневое давление)

Процесс испарения  воды  растениями  называется  транспирацией.

Растения  испаряет до 80-90% воды, поглощенной корнем.
Например, одно растение капусты из 1 литра воды испаряет 950 мл. Зачем?

Оказывается, испарение воды вместе с корневым давлением
обеспечивают постоянный ток воды по растению, её смену.

Испарение воды — через устьица.

Как вы думаете, через что вода  будет испаряться из
листьев?

(через устьица)

Внутри листа вода по межклетникам  проходит к устьицам  и
испаряется главным образом через них.( рис. учебника 126). Особенно много воды
испаряют молодые листья.

Зависимость испарения  от разных
факторов (самостоятельная работа)

 факторы, влияющие на испарение:
Время суток

Влажность

Температура

Состояние устьиц

Значение испарения

Итак, мы с вами выяснили, что испарение способствует
передвижению воды в растении.

Благодаря испарению вода поступает из корня по стеблю в
листья растения. Вместе с ней в листья поступают минеральные соли, которые
необходимы для процесса фотосинтеза.

—  Каково же значение испарения?

1. Листья охлаждаются, и растение не перегревается
2. Происходит передвижение воды и минеральных веществ
   (ксилемного сока)
3. Испарение воды способствует ее поступлению через корни
   и поднятию по стеблю в листья
4. Поднятие воды в листья осуществляется при участии
   корневого давления

Опыт.  

—  Ребята намочите кожу на одной из рук.  Что вы ощущаете?
Какой руке холоднее? Почему?  (происходит испарение воды ).

—  Какой  ещё можно сделать вывод о роли испарения воды с
поверхности листа.  (охлаждает лист, предохраняет от перегрева.)

Разные растения испаряют разное количество воды.

При разных условиях одно и тоже растение также испаряет
разное количество воды.

—  Сделайте предположение, в каком случае растением воды
будет испаряться больше, а в каком меньше.

Приспособления растения к меньшему
испарению

1. Видоизменение листьев (иголки у кактуса)
2. Опушение листовой  пластинки
3. восковой налет на листьях.
4. поворот листа к свету ребром (у эвкалипта).
5. способность некоторых степных растений сворачивать
   лист в трубочку.
6. мелкие кожистые листья.

—  Ребята, а в где легче переносится жара  — в лесу или под
одиночно стоящими деревьями?  Почему?

Значит, испарение  оказывает влияние и
на климат.

2)  Листопад.

Унылая пора! Очей очарованье!
Приятна мне твоя прощальная краса —
Люблю я пышное природы увяданье,
В багрец и в золото одетые леса,
В их сенях ветра шум и свежее дыханье,
И мглой волнистою покрыты небеса,
И редкий солнца луч, и первые морозы,
И отдаленные седой зимы угрозы.    А.
С. Пушкин

—   Какое время года вы видите на экране  (на  доске)?
(ОСЕНЬ)

—  По  каким  признакам  вы  это  определили?  (по  жёлтым 
листьям  и  листопаду)

Листопад! Листопад! 
Весь усыпан парк и сад!

Разноцветными коврами,

Расстелился под ногами!

Листик в ручки я поймаю,

Подарю любимой маме!

Осень листопадная,

Самая нарядная!

Как прекрасен листопад!

Листья жёлтые летят!

Над землёй и над водой

Вихрь кружится золотой!

Осень дождички роняет

И деревья раздевает,

Устилая всё кругом

Пышным сказочным ковром!

—  Почему  осенью  листья  меняют  свою  окраску  и 
опадают?

Листопад принадлежит к числу наиболее характерных явлений
осенней природы. Он ярче всего выражает сезонную периодичность в развитии
растительного мира наших широт. Каждый год повторяется он, радуя вначале наш
глаз бесчисленным количеством тонов и красок, в которые наряжается лес, а затем
наводя невольную грусть унылым видом обнажившихся деревьев и меланхолическим
шорохом опавшей листвы. Осень издавна считается скучной порой, мертвым сезоном
в природе.

—  Что происходит с листьями перед
листопадом? (изменяют окраску, стареют)

—  В чём проявляется процесс старения
листа? Почему изменяется его окраска?

Хлорофилл – не единственный пигмент в тканях растений.
Наряду с ним постоянно присутствуют особые пигменты – ксантофилл (желтый цвет)
и каротин (красный цвет). Эти пигменты всегда есть в зеленых растениях, но
летом они незаметны, т.к. замаскированы зеленой окраской хлорофилла

Осенью хлорофилл разрушается под действием солнечного
света, а новый не образуется. Лист теряет зеленую окраску и желтые пигменты,
незаметные до этого времени, становятся заметными.

Листопад  — это приспособление к
перенесению неблагоприятных условий (рассказ учителя)

Образование пробкового слоя.  

Под микроскопом на срезе можно заметить, что  основания
черешка образуется в поперечном направлении специальный отделительный слой из
тонкостенных рыхло расположенных клеток, ослабляющих основание листа. Со
стороны стебля ближайшие к основанию черешка клетки пробковеют и образуют
защитный слой, сохраняющийся после опадения листа – след (рубец) При сильном
ветре лист, удерживаемый только покровными клетками, опадает. Листопаду
предшествует в растении длительная биологическая подготовка.

Значение листопада.

Листопад является приспособлением растений к условиям зимы
— не только холодного, но и сухого времени года.

Если бы наши лиственные деревья остались на зиму в своем
зеленом уборе, они неизбежно погибли бы в результате недостатка влаги, так как
испарение воды их листьями не прекращалось бы, а поступление воды в растение
почти полностью могло остановиться. Во многих тропических и субтропических
странах, где температура в течение круглого года достаточно высока, но
влажность подвержена сильным колебаниям, ежегодно при наступлении засухи
деревья сбрасывают листву. Taк, обнажаются на несколько месяцев деревья
африканских саванн, травы которых также выжигаются солнцем, пока обильные дожди
снова не возродят к жизни растительность саванн.

·        
листопад
– это приспособление к испарению воды.

А теперь представьте, что наши широколиственные деревья не
сбросили листья на зиму. Что с ними произойдёт?

В зимнем лесу часто можно наблюдать, как под тяжестью снега
молодые деревца сгибаются до самой земли, а некоторые ветки обламываются. Если
бы зимой на деревьях сохранялись листья, то это имело бы катастрофические
последствия. Поэтому вечнозеленые растения средних широт имеют целый ряд
приспособлений, позволяющих им выносить тяжесть снега (конусовидная крона,
ветки прочны и упруги и т. д.)

•  Листопад – это защита от обламывания крупных
  ветвей (т. к. на облиственных побегах задерживается много снега)

Немаловажное значение имеет тот факт, что листопад
способствует удалению веществ, накопившихся в листьях в ходе вегетации. В связи
с этим его можно рассматривать как сложный и чрезвычайно важный процесс
выделения растениями различных веществ. Перед опадением листьев в них
обнаруживается не только повышенное содержание вредных веществ, но и существенное
уменьшение полезных элементов (азота, фосфора, калия и др.).

• удаление вредных и ненужных веществ
  

Физкультминутка.

Раз — подняться, потянуться,

Два — нагнуть, разогнуться,

Три — в ладоши, три хлопка,

Головою три кивка.

На четыре — руки шире,

Пять — руками помахать,

Шесть — на место тихо сядь.

4.  Закрепление.   

1)  Беседа. 

—  Какое  значение  имеет  вода  в  жизни  растений?

—  Какой орган растения испаряет воду?

—  Каково  значение  устьиц  в  жизни  растений?

—  От чего зависит испарение? (от состояния устьиц, площадь
поверхности, окружающих условий)

—  Каково значение испарения?

—  Каковы  особенности  строения  листьев  растений 
засушливых  и  влажных  мест  обитания?

—  Каково  значение  листопада  в  жизни  растений?

2)  Выполнение  заданий  в  Рабочей  тетради.

5.  Итоги  урока.  Рефлексия.  

Закончи  предложение.

Испарение воды, испарение воды листьями

Эвапотранспирация | Климатическое управление Северной Каролины

Эвапотранспирация — это процесс испарения воды с листьев в результате транспирации растений во время фотосинтеза. Он варьируется из-за множества факторов, таких как ветер, температура, влажность и наличие воды.

Какое мне дело? Эвапотранспирация является основным компонентом круговорота воды и играет важную роль в уходе за растениями.

Я должен быть уже знаком с: Круговорот воды, влажность, температура, давление, плотность

важный процесс в круговороте воды, потому что он отвечает за 15% водяного пара в атмосфере. Без этого поступления водяного пара облака не могли бы образовываться, а осадки никогда не выпадали бы. Эвапотранспирация — это комбинированное название процессов испарения и транспирации. Когда водяной пар выбрасывается в атмосферу, участвуют оба процесса, поэтому они были объединены в одно слово, чтобы охватить все основания.

Испарение при эвапотранспирации относится к воде, испаряемой над сушей. Это включает испарение с почвы, водно-болотных угодий и стоячую воду с таких мест, как крыши и лужи. Это также может относиться к прямому испарению жидкой воды с поверхности листьев растения.

Транспирация происходит, когда растения выделяют водяной пар из крошечных отверстий, называемых устьицами, в своих листьях. Частично это вызвано химическими и биологическими изменениями, которые происходят, когда растение подвергается фотосинтезу и превращает углекислый газ в кислород. Транспирация выполняет ту же функцию, что и потение человека, потому что растения охлаждают листья. На рисунке А показаны устьица на нижней стороне листа, выделяющие водяной пар (синяя стрелка) из-за солнечного тепла.

Существует множество факторов, влияющих на эвапотранспирацию: 

Температура  – При повышении температуры скорость эвапотранспирации увеличивается. Испарение увеличивается, потому что для преобразования жидкой воды в водяной пар требуется больше энергии. Транспирация увеличивается, потому что при более высоких температурах растения открывают устьица и выделяют больше водяного пара.  

Влажность – Если воздух вокруг растения слишком влажный, интенсивность транспирации и испарения снижается. По той же причине пот не испаряется с нашей кожи, когда она слишком влажная.

Скорость ветра  – Если воздух движется, скорость испарения увеличивается. Ветер также очистит воздух от влаги, образующейся в результате испарения растения, поэтому растение увеличит скорость испарения.

Доступность воды  – Если почва сухая и нет стоячей воды, испарения не будет. Если растения не могут получить достаточно воды, они будут экономить ее, а не испаряться, закрывая устьица.

Тип почвы  – Тип почвы определяет, сколько воды может удерживать почва и насколько легко из нее извлекается вода либо растениями, либо путем испарения. Для районов, где земля покрыта растительностью, скорость транспирации значительно выше, чем скорость испарения с почвы.

Тип растения  – Некоторые растения, такие как кактусы и другие суккуленты, естественным образом удерживают воду и не испаряются так сильно. Деревья и сельскохозяйственные культуры находятся на другом конце спектра и могут выделять большое количество водяного пара в день. Например, акр кукурузы может выделять 4000 галлонов водяного пара в день, а один большой дуб может выделять 40 000 галлонов водяного пара в год.

Какое отношение это имеет к сельскому хозяйству?

Рисунок B. Капли воды на траве даллис (Изображение от Бриджит Ласситер)

Если вы можете предсказать скорость эвапотранспирации, вы сможете оценить потребности растений в воде. Это может помочь вам определить, например, следует ли поливать. Если сельскохозяйственные культуры не получают достаточного количества воды, их листья могут скручиваться, а их продуктивность снижается, поскольку растения борются за сохранение той воды, которую они могут. Знание прогнозируемых температурных и ветровых условий из прогнозов погоды может дать вам ключ к пониманию того, насколько высокими будут показатели эвапотранспирации.

Испарение также может непосредственно влиять на влажность почвы. Если в почве слишком много влаги, сельскохозяйственная техника может завязнуть, потому что ей приходится работать слишком много. Вес техники также может уплотнять влажную почву, что приводит к нехватке воздуха для развития здоровой корневой системы. Однако, если почва слишком сухая, растения могут легко подвергаться стрессу из-за нехватки доступной воды, и иногда на поверхности почвы может образовываться корка. Эта корка может быть настолько непроницаемой, что, когда дождь идет по покрытой коркой почве, дождь стекает сразу, а не впитывается.

Хотите узнать больше?

Альбедо, Энергетический баланс Земли, Парниковый эффект

Ссылки на национальные стандарты научного образования:

Наука для 7-го класса: 7.E.1.2 : Объясните, как круговорот воды в атмосфере и вне ее и атмосферные условия связаны с погодные условия на Земле.

Науки о Земле: EEn.2.3.2: Объясните, как взаимодействуют грунтовые и поверхностные воды.

Испарение | Биология для специальностей II

Результаты обучения

• Опишите процесс транспирации

Растворенные вещества, давление, гравитация и матричный потенциал важны для транспортировки воды в растениях. Вода перемещается из области с более высоким общим водным потенциалом (более высокой свободной энергией Гиббса) в область с более низким общим водным потенциалом. Свободная энергия Гиббса — это энергия, связанная с химической реакцией, которую можно использовать для совершения работы. Это выражается как ΔΨ.

Транспирация – потеря воды растением за счет испарения на поверхности листа. Это основной двигатель движения воды в ксилеме. Транспирация вызывается испарением воды на границе лист-атмосфера; на поверхности листа создается отрицательное давление (напряжение), эквивалентное –2 МПа. Это значение сильно варьируется в зависимости от дефицита давления пара, который может быть незначительным при высокой относительной влажности (ОВ) и существенным при низкой ОВ. Это напряжение вытягивает воду из корней. Ночью, когда устьица закрываются и транспирация прекращается, вода удерживается в стебле и листе за счет прилипания воды к клеточным стенкам сосудов ксилемы и трахеид и сцепления молекул воды друг с другом. Это называется теорией восхождения сока сцеплением и напряжением.

Рисунок 1. Показана теория сцепления-натяжения сокоподъема. Испарение из клеток мезофилла создает отрицательный градиент водного потенциала, который заставляет воду двигаться вверх от корней через ксилему.

Внутри листа на клеточном уровне вода на поверхности клеток мезофилла насыщает целлюлозные микрофибриллы первичной клеточной стенки. Лист содержит много крупных межклеточных воздушных пространств для обмена кислорода на углекислый газ, необходимый для фотосинтеза. Влажная клеточная стенка подвергается воздействию этого внутреннего воздушного пространства листа, и вода с поверхности клеток испаряется в воздушные пространства, уменьшая тонкую пленку на поверхности клеток мезофилла.

Это уменьшение создает большее напряжение воды в клетках мезофилла (рис. 1), тем самым увеличивая притяжение воды в сосудах ксилемы. Сосуды ксилемы и трахеиды структурно адаптированы, чтобы справляться с большими изменениями давления. Кольца в сосудах сохраняют свою трубчатую форму, так же как кольца на шланге пылесоса удерживают шланг открытым, пока он находится под давлением. Небольшие перфорации между элементами сосуда уменьшают количество и размер пузырьков газа, которые могут образовываться в результате процесса, называемого кавитацией. Образование пузырьков газа в ксилеме прерывает непрерывный поток воды от основания к верхушке растения, вызывая перерыв, называемый эмболией в потоке ксилемного сока. Чем выше дерево, тем больше силы натяжения, необходимые для вытягивания воды, и тем больше кавитационных явлений. В более крупных деревьях возникающие в результате эмболии могут закупоривать сосуды ксилемы, делая их нефункциональными.

Практический вопрос

Какое из следующих утверждений неверно?

1. Отрицательный водный потенциал втягивает воду в корневые волоски. Когезия и адгезия тянут воду вверх по ксилеме. Транспирация вытягивает воду из листа.
2. Отрицательный водный потенциал втягивает воду в корневые волоски. Когезия и адгезия тянут воду вверх по флоэме. Транспирация вытягивает воду из листа.
3. Водный потенциал снижается от корней к верхушке растения.
4. Вода поступает в растения через корневые волоски и выходит через устьица.

Показать ответ

Транспирация — потеря водяного пара в атмосферу через устьица — это пассивный процесс, означающий, что метаболическая энергия в форме АТФ не требуется для движения воды. Энергия транспирации – это разница в энергии между водой в почве и водой в атмосфере. Однако транспирация строго контролируется.

Контроль транспирации

Атмосфера, которой подвергается лист, стимулирует транспирацию, но также вызывает массовую потерю воды растением. До 90% воды, поглощаемой корнями, может теряться через транспирацию.

Листья покрыты восковой кутикулой на внешней поверхности, предотвращающей потерю воды. Таким образом, регуляция транспирации осуществляется главным образом за счет открывания и закрывания устьиц на поверхности листа. Устьица окружены двумя специализированными клетками, называемыми замыкающими клетками, которые открываются и закрываются в ответ на сигналы окружающей среды, такие как интенсивность и качество света, состояние воды в листьях и концентрация углекислого газа. Устьица должны открываться, чтобы воздух, содержащий углекислый газ и кислород, диффундировал в лист для фотосинтеза и дыхания. Однако, когда устьица открыты, водяной пар теряется во внешней среде, увеличивая скорость транспирации. Следовательно, растения должны поддерживать баланс между эффективным фотосинтезом и потерей воды.

Растения со временем эволюционировали, приспосабливаясь к местной среде и уменьшая транспирацию (рис. 2). Пустынные растения (ксерофиты) и растения, растущие на других растениях (эпифиты), имеют ограниченный доступ к воде. Такие растения обычно имеют гораздо более толстую восковую кутикулу, чем растения, растущие в более умеренной, хорошо обводненной среде (мезофиты). Водные растения (гидрофиты) также имеют свой набор анатомо-морфологических приспособлений листьев.

Рисунок 2. Растения приспособлены к местным условиям. (а) Ксерофиты, такие как этот кактус опунция ( Opuntia sp .) и (b) эпифиты, такие как этот тропический Aeschynanthus perrottetii , приспособились к очень ограниченным водным ресурсам. Листья опунции преобразованы в колючки, что снижает отношение поверхности к объему и уменьшает потерю воды. Фотосинтез происходит в стебле, который также хранит воду.