Interazione delle piante con le condizioni ambientali. Piante - la connessione tra piante e ambiente Connessioni tra una pianta e il suo ambiente

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Le piante influenzano non solo l'uomo, ma anche la vita del nostro pianeta: ricevendo l'energia solare, la trasformano attraverso reazioni chimiche in sostanze necessarie alla vita degli organismi viventi. La luce garantisce anche la vita delle piante stesse. Lo stesso vale per il calore. Ad esempio, una diminuzione della temperatura a - HS porta a un rallentamento di quasi tutti i processi vitali che si verificano in un organismo vivente: respirazione, crescita, riproduzione, ecc. Senza acqua, anche la vita vegetale è impossibile. Tutti i processi vitali in una pianta avvengono con la partecipazione dell'acqua. Fa parte del citoplasma e della linfa cellulare di ogni cellula. Le piante hanno bisogno di aria per respirare e formare materia organica. I minerali sono necessari per il loro normale funzionamento. Le piante sono adattate alla vita in diverse condizioni. Alcuni vivono in condizioni di umidità eccessiva (piante di paludi, stagni), altri vivono in condizioni di scarsa umidità (piante di luoghi aridi, deserti). Le piante hanno sviluppato adattamenti simili in relazione al calore e alla luce. Ad esempio, le piante del nord sono adattate alle dure condizioni dell'estate polare, dove l'abbondanza di luce si combina con forti sbalzi di temperatura. Le piante che crescono all'ombra di una foresta tropicale, a loro volta, ricevono molto calore e umidità, ma mancano di luce. È cupo in questa foresta e solo le cime degli alberi sono ricoperte da fogliame rigoglioso. I fenomeni stagionali nella vita delle piante sono associati al cambio delle stagioni. Anche la distribuzione non uniforme del calore dal polo all'equatore, le estati brevi e gli inverni lunghi nei paesi polari e la quasi totale assenza di differenza tra estate e inverno alle basse latitudini influenzano la vita vegetale.

Le piante possono vivere e svilupparsi solo a temperature comprese tra 0 e 50 gradi; ci sono però delle eccezioni: alcune specie nella parte artica della Siberia non muoiono nemmeno a -70 °C, ma il loro ciclo vitale rallenta, e al contrario le piante dei deserti caldi possono sopportare temperature diurne fino a +80; °C Negli Stati Uniti, nella regione delle Montagne Rocciose, le sequoie crescono in un clima molto freddo e allo stesso tempo costantemente secco a un'altitudine di 3000 m. Questi pini possono sentirsi normali in un ambiente così rigido solo perché ci sono riusciti rallentano notevolmente i loro processi vitali e riducono al minimo gli scambi con l'ambiente esterno. Piccoli, tozzi, compressi, hanno aghi corti, i più durevoli tra tutti quelli conosciuti: gli aghi rimangono sull'albero per 17 anni. Questi pini vivono fino a 5000 anni.

Le piante hanno un'altissima adattabilità alla sopravvivenza. Nei deserti arabi, la rosa Zsriko della famiglia delle crocifere si secca e si restringe, formando qualcosa come una palla arrotondata, ma al minimo accenno di umidità, la pianta apparentemente morta raddrizza magnificamente i suoi rami e ritorna in vita. Nelle vaste aree aride del Texas e del Messico settentrionale, la selaginella nana è chiamata la "pianta della resurrezione". Per resistere alla siccità assume una forma arrotondata, simile ad un'arancia, piega i rami verso l'alto e può esistere in questo stato di vita nascosta per molti anni, fino al giorno in cui un temporale lo risveglia dal letargo e libera una rosetta piena. .

Oltre al caldo, i fenomeni stagionali sono influenzati anche dai cambiamenti nella quantità di umidità del suolo e dell’aria. Una diminuzione della quantità di umidità nelle steppe e nelle aree desertiche provoca anche l'affievolimento dell'attività vitale di molte piante in estate (caduta delle foglie nella stagione secca). La luce influenza anche l'andamento dei fenomeni stagionali. La durata del giorno influisce notevolmente sul processo di sviluppo delle piante, in alcuni casi ritardandone lo sviluppo (piante a giorno corto, ad esempio, nella regione di Mosca), in altri accelerandolo (piante a giorno lungo lì). La crescita delle piante e la loro vita sono fortemente influenzate non solo dall'umidità, dalla luce, ma anche dal colore. Pertanto, il colore blu accelera la crescita delle piante e il giallo la rallenta. Gli organismi vegetali sono costantemente esposti a un ambiente in evoluzione, che contribuisce allo sviluppo di un'ampia varietà di adattamenti alle condizioni di vita. L'uso del sale per accelerare lo scioglimento della neve fa sì che le radici degli alberi muoiano e smettano di crescere. Ci sono meno foglie su questi alberi, ingialliscono, si scuriscono senza tempo e muoiono, e gli anelli annuali diventano più sottili. L'acero, il castagno e il tiglio sono le specie arboree più sensibili al sale; alcune specie di conifere reagiscono meno fortemente a questo.

Le piante sono in qualche modo molto simili alle persone, sono ostili o amichevoli non solo verso le persone, ma anche tra loro. Come tra le persone, nella comunità forestale crescono alberi incompatibili, alberi donatori e alberi vampiro, che sottraggono energia ai loro vicini. Gli alberi incompatibili sembrano respingersi a vicenda: i loro tronchi sono piegati in direzioni diverse e allo stesso tempo un albero fiorisce, mentre l'altro si secca. L'inimicizia si manifesta nella conquista di un posto al sole, in cui muore il più debole. Le piante devono affrontare tutta una serie di difficoltà: crescita accelerata rispetto alle vicine e disposizione di rami e foglie per assorbire aria, acqua e minerali. Adattandosi al loro ambiente, le piante utilizzano molti mezzi per proteggersi, anche l'una dall'altra. Dopotutto, anche le piante sono soggette alla regola secondo cui qualsiasi creatura vivente può vivere solo a spese degli altri. Le radici di alcune piante secernono veleni che sopprimono i rivali. Ad esempio, sotto un noce non si può coltivare nulla, poiché il suo tronco e le foglie emettono uno speciale veleno per le noci che, insieme all'acqua piovana, penetra nel terreno. Mentre il ginepro, a sua volta, con la sua presenza aiuta le altre piante a respirare e crescere.

Piselli e fragole apprezzano la vicinanza delle patate, che mal tollerano i pomodori, pur appartenendo alla stessa famiglia. Se la canapa viene seminata attorno a barbabietole e piselli, è un rimedio affidabile contro gli insetti dannosi e, ad esempio, la vicinanza dell'assenzio ha un effetto dannoso sulle piantagioni di lino. Il prezzemolo darà un'ottima resa se coltivato accanto alle carote. Anche il pane cresce meglio accanto alle margherite e ai papaveri; è necessario alla salute dei cereali; Gli acidi rilasciati dalle radici delle leguminose favoriscono la crescita dei cereali facilitando l'assorbimento dell'azoto presente nell'aria del terreno.

La flora è parte integrante della natura. Contiene circa 500.000 specie di tutti i tipi di piante, che hanno strutture diverse e differiscono nelle condizioni di crescita. La fauna e le piante insieme formano l'ambiente naturale, necessario per la vita umana. Le piante sono i principali produttori di materia organica sulla Terra e il primo anello della catena alimentare. Varie piante possono essere trovate in tutte le zone naturali e climatiche del nostro pianeta. Nei deserti, che costituiscono quasi un terzo della massa continentale della Terra, dove praticamente non ci sono piante superiori, alghe, licheni e batteri si trovano in abbondanza. Un sesto del territorio è ricoperto da foreste. Ci sono anche terreni coltivati ​​dove crescono i raccolti. La vegetazione si trova anche a grandi profondità nei mari, negli oceani o nei corpi d'acqua dolce. Anche nell'Artico e nell'Antartico o sulle alte vette innevate si trovano piante.

Le condizioni naturali e climatiche sulla Terra possono variare notevolmente. A seconda di ciò si sono formati vari tipi di copertura vegetale, caratterizzati da alcuni fitocenosi.

Tutti gli organismi viventi esistenti sono esposti a vari fattori: abiotici, biotici e antropogenico-tecnologici. Un fattore ambientale è qualsiasi condizione ambientale che ha un impatto diretto sugli organismi viventi nel tempo e nello spazio. Di conseguenza, l'esistenza e lo sviluppo di qualsiasi organismo dipende da un intero complesso di fattori ambientali.

Sebbene in natura i fattori ambientali agiscano sugli organismi in modo complesso, non si può escludere la specificità dei singoli fattori. Una buona prova di ciò sono gli ecotipi delle piante, individuati in base a diversi fattori ambientali: luce, temperatura, grado di umidità ambientale, ecc.

Il ruolo dell'acqua nella vita vegetale

Tra un gran numero di diverse e particolari condizioni di vita, consideriamo l'acqua. Sebbene l’umidità abbia un’importanza inferiore alla temperatura, può essere considerata uno dei principali fattori ambientali. L'umidità è la quantità di vapore acqueo presente nell'aria. L'acqua e l'umidità sono la base della vita. Tutti gli organismi sulla Terra furono prima acquatici, poi, sebbene conquistarono la terra, non persero la dipendenza dall'acqua. L’acqua è parte integrante di tutti gli organismi viventi sul nostro pianeta.

Le piante ottengono la maggior parte della loro acqua dal terreno. Quasi completamente (97-99%) quest'acqua evapora attraverso le foglie. Questa evaporazione raffredda le foglie e viene chiamato il processo di evaporazione stesso traspirazione. Grazie a questa evaporazione, gli ioni vengono trasportati: prima attraverso il terreno fino alle radici delle piante, poi gli ioni vengono trasportati tra le cellule vegetali, ecc. L'acqua è una parte necessaria della materia vivente e la perdita di acqua in determinate quantità porta alla morte inevitabile.

Perché L'acqua è vitale per gli organismi viventi; il loro habitat dipende dai loro bisogni. Ad esempio, vivono costantemente nell'acqua organismi acquatici. Idrofite può vivere solo in ambienti molto umidi. Per mesofiti caratterizzato da un moderato bisogno di acqua o di aria di media umidità. Tali organismi si trovano, di regola, nella zona temperata. Xerofite A differenza di loro, vivono in habitat aridi. Queste sono principalmente regioni desertiche. Le xerofite spesso si adattano attraverso cambiamenti morfologici, ad esempio la riduzione degli organi vegetativi, principalmente le foglie.

Anche l’umidità ha una grande influenza sulle funzioni vitali degli organismi. Ad esempio, la riproduzione sessuale delle piante con spore è possibile solo in presenza di un ambiente liquido-goccioline (nebbia, pioggia) durante questo periodo della vita.

L’acqua è anche un fattore limitante ambientale. E la quantità di precipitazioni, umidità, aria secca e altre categorie sono i principali fattori ambientali.

Pertanto, la base per la formazione di qualsiasi proprietà o caratteristica degli organismi è sempre esistita o esiste uno o più fattori guida che agiscono attraverso un insieme complesso di condizioni di vita.

DURANTE LE LEZIONI

I. Parte organizzativa.

L’argomento è scritto: “Il rapporto delle piante con l’ambiente”.

II. Sondaggio sul materiale precedente

(§ 55. “Processi vitali fondamentali di un organismo vegetale”*).

1. Parla della relazione tra radice, fusto e foglie di una pianta.
2. Parlare del rapporto tra le parti fuori terra e quelle sotterranee della pianta.
3. Parla del metabolismo nel corpo vegetale.
4. Parla dello sviluppo e della riproduzione delle piante.

Domande aggiuntive

Come si chiama il processo di formazione delle sostanze organiche in una pianta?

Cosa viene rilasciato e cosa viene assorbito durante la respirazione?

Cosa viene rilasciato e cosa viene assorbito durante la fotosintesi?

In quale momento della giornata avviene la fotosintesi?

Cos'è il metabolismo?

Cosa fa crescere una pianta?

Quali metodi di propagazione delle piante conosci?

III. Imparare nuovo materiale

1. Scienza dell'ecologia

Fattori ecologici della natura vivente e inanimata. Le condizioni di vita delle piante sono determinate da vari fattori. La loro crescita e sviluppo sono influenzati dalla quantità di luce, dalla temperatura ambiente e dalla disponibilità di acqua e minerali. Le piante interagiscono con altre piante, con i microrganismi, con gli animali e sono fortemente influenzate dall'attività umana.

Tutti questi processi sono oggetto di studio ecologia,scienza sulle relazioni tra gli organismi viventi (piante, animali, esseri umani) e l'influenza delle condizioni ambientali su di essi. La stessa parola "ecologia" deriva da due parole greche "oikos" - casa e "logos" - insegnamento. Ernst Haeckel diede questo nome a questa scienza nel 1866, sebbene gli scienziati studiassero questi processi da molto tempo.

Attualmente, l'ecologia è un intero complesso di campi scientifici. Schematicamente può essere rappresentato come un “fiore ecologico”. (Fig. alla lavagna - dal libro di testo "Ecologia della Russia" per i gradi 9-11, autori - B.M. Mirkin, L.G. Naumova.)

Al centro del “fiore” - Ecologia generale, la scienza dei principi delle relazioni tra organismi e condizioni ambientali. E i “petali” sono scienze applicate , studiare problemi specifici (ecologia forestale, ecologia agricola, ecologia della tundra, ecologia del mare, ecologia chimica, ecologia medica, ecologia urbana e così via.).

Queste sono aree abbastanza indipendenti: uno specialista in ecologia forestale potrebbe non conoscere le specificità dell'ecologia medica o chimica, e uno scienziato che si occupa di problemi di ecologia urbana può avere solo un'idea generale di ciò che deve affrontare uno specialista in ecologia agricola. Ma uno specialista in qualsiasi campo dovrebbe conoscere l'ecologia generale!

Oggi esamineremo l'influenza dei fattori ambientali sulla vita e sullo sviluppo delle piante. Tutti i fattori esterni sono divisi in tre grandi gruppi:

– fattori di natura inanimata;
– fattori della natura vivente;
– fattori derivanti dall’attività umana (antropogenici).

Schema alla lavagna e sui quaderni

2. Luce e calore

Leggero necessario per le piante: senza di esso il processo di fotosintesi non può procedere. In mancanza di luce, i germogli della pianta diventano pallidi, lunghi e sottili (Fig. 111 nel libro di testo).

Ma non tutte le piante necessitano di un'illuminazione intensa. Alcuni possono crescere anche in luoghi ombreggiati. Foglie piante tolleranti all'ombra verde scuro, contengono un numero maggiore di cloroplasti in grado di catturare la luce diffusa.

Ricordiamo quali piante crescono all'ombra, sotto la chioma della foresta? Questi sono l'acetosella, il verde invernale, il mughetto e la kupena officinalis (Fig. 112 nel libro di testo). Tra le piante da interno, la viola Uzambara tollera l'ombra.

E che piante fotofilo ? Crescono in un prato dove c'è molta luce solare. Questi sono camomilla, fiordaliso, campanula e ranuncolo. Le piante da interno includono begonia e coleus. (Mostra campioni di erbario di camomilla, campanula, ecc.)

Caldoè necessario anche per la vita vegetale. Alcune piante amano il calore, mentre altre sono resistenti al freddo.

Piante amanti del calore - questi sono mais, fagioli, melone, anguria, palma, cipresso, ecc. Le piante amanti del calore sono meridionali per origine. E la maggior parte delle piante nella zona centrale e nelle regioni settentrionali del nostro paese sono resistenti al freddo. I loro semi sono in grado di germinare a temperature di 1–3 °C e le piantine tollerano leggere gelate primaverili. Piante resistenti al freddo – si tratta di grano, segale, piselli, carote, abete rosso, pino, larice, ecc.

3. Acqua e minerali

Acqua fa parte del citoplasma e della linfa cellulare di ogni cellula vegetale vivente. Senza acqua, la pianta non può muoversi e assorbire i nutrienti e la fotosintesi non avviene. Grazie all'evaporazione dell'acqua le piante non si surriscaldano.

Il bisogno di acqua varia da pianta a pianta. Ad esempio, una ninfea vive nell'acqua (Fig. 113 nel libro di testo). Tife, canne e carici vivono nelle zone umide o nelle paludi dove c'è molta acqua. La pianta del cavolo coltivato cresce sulla terra, ma necessita di molta acqua. Tutto questo piante che amano l'umidità .

Ma c'è piante resistenti alla siccità , ad esempio, i cactus, erano giovani (Fig. 114 e 115 nel libro di testo). Si sono adattati per immagazzinare l'acqua in vari organi: i cactus - nel fusto, i giovani - nelle foglie succulente. (Puoi mostrare piante da interno: cactus, aloe.)

Dal terreno con l'acqua arriva alle piante minerali. Di questi, le piante hanno più bisogno di composti azoto , fosforo E potassio , in misura minore: boro, manganese, ferro e molti altri.

4. Piante e organismi viventi, piante e ambiente

Le piante e gli animali che le circondano, le altre piante e i microrganismi si influenzano reciprocamente. Gli animali si nutrono di piante, le impollinano e distribuiscono frutti e semi. Le piante grandi possono fare ombra a quelle piccole. Alcune piante ne utilizzano altre come supporto (viti). I microrganismi che decompongono i residui vegetali restituiscono minerali al terreno, che possono essere reimmessi nelle piante. Altri microrganismi possono causare malattie delle piante.

Le piante influenzano la composizione dell'aria: la umidificano, assorbono anidride carbonica e rilasciano ossigeno. Cambiano anche la composizione del terreno, assorbendone alcune sostanze e rilasciandone altre. Gli apparati radicali delle piante ancorano i pendii di burroni, colline e valli fluviali, proteggendoli dalla distruzione. Le piantagioni forestali proteggono i campi dai venti secchi.

5. Piante e uomo

(Questo materiale può essere presentato sotto forma di conversazione con la classe, invitando gli studenti a fornire esempi dell'impatto dell'attività umana sulle piante.)

Le attività umane influenzano la natura in diversi modi. L’uomo prosciuga le paludi e irriga le terre aride, creando condizioni favorevoli per la coltivazione dei raccolti. Sviluppa nuove varietà vegetali altamente produttive e resistenti alle malattie; combatte le erbe infestanti e favorisce la diffusione di piante pregiate.

Ma l'attività umana può anche avere un effetto negativo sulle piante, nel caso in cui l'equilibrio ecologico in natura sia disturbato. Pertanto, un'irrigazione impropria può causare la salinizzazione del terreno e portare alla morte della pianta. La deforestazione porta spesso alla distruzione del suolo fertile e persino alla formazione di deserti. Di conseguenza, la diversità biologica naturale diminuisce: foreste, paludi e tundra muoiono. Una specie animale e vegetale su dieci è attualmente in grave pericolo di estinzione e l’elenco è in continua crescita.

L’equilibrio ecologico può essere sconvolto molto rapidamente e ripristinarlo spesso richiede anni di duro lavoro, grandi investimenti e un programma d’azione ben ponderato. Il nostro governo sta sviluppando uno speciale programma a lungo termine “Sicurezza ambientale della Russia”. L'ecologia nella nostra epoca sta vivendo una fioritura senza precedenti e sta diventando una delle principali scienze della biosfera, trasformandosi nella scienza della sopravvivenza, della protezione delle risorse naturali e della gestione competente nel processo del loro sfruttamento.

Quindi ripetiamo. Abbiamo esaminato l'influenza dei fattori ambientali sulla vita vegetale. Ricordate in quali tre grandi gruppi sono divisi questi fattori? Nomina i fattori ambientali di natura inanimata. Nomina i fattori ambientali della natura vivente. (Puoi utilizzare le domande di ripasso fornite nel § 56 del libro di testo.)

* Korchagina V.A. Biologia: Piante, batteri, funghi, licheni. Libro di testo per le classi 6-7 della scuola secondaria.

Per la vita impianti sono richieste determinate condizioni. Le condizioni di vita dipendono dall'influenza di vari fattori naturali. Il ruolo più importante nella vita delle piante è svolto da fattori di natura inanimata: luce, acqua, temperatura, sali minerali. Le piante sono influenzate anche da fattori della natura vivente: le attività di vari organismi viventi, compreso l'uomo.

La luce è essenziale per la vita delle piante. Senza di essa, la clorofilla non si forma e non si forma fotosintesi. La luce è necessaria per la normale crescita delle piante: i germogli di una pianta all'ombra svaniranno e diventeranno più lunghi e sottili. 111.

Ma non tutte le piante necessitano di un'illuminazione intensa. Ad esempio, l'acetosella, il verde invernale, il bluegrass e altre piante crescono in luoghi ombreggiati 112 . Foglie Queste piante sono di colore verde scuro. Contengono un gran numero di cloroplasti in grado di catturare la luce diffusa.

Il calore è anche una condizione necessaria per la vita delle piante. Alcune piante amano il calore, mentre altre sono resistenti al freddo. Le piante amanti del calore sono meridionali per origine. Le piante coltivate includono mais, fagioli, zucca, cetrioli e pomodori. La maggior parte delle piante nella zona centrale e nelle regioni settentrionali del nostro paese sono resistenti al freddo. Semi sono in grado di germinare a temperature di 1-3 °C, e le loro piantine sopportano facilmente leggere gelate primaverili.

Le piante hanno bisogno di acqua. Fa parte di citoplasma e la linfa cellulare di ogni cellula vivente. Senza acqua, i nutrienti non possono spostarsi all’interno della pianta e la fotosintesi non avviene; Grazie all'evaporazione le piante non si surriscaldano.

Il bisogno di acqua varia da pianta a pianta. Ad esempio, una ninfea vive nell'acqua 113 . Alle piante piace cavolo, crescono sulla terra, ma hanno bisogno di molta acqua. I cactus e alcune altre piante necessitano di piccole quantità di acqua 114 , 115 . Ciò è spiegato dal fatto che queste piante accumulano riserve d'acqua in vari organi: i cactus - nel fusto, i giovani - nelle foglie succulente e il clorofito - in speciali rigonfiamenti sulle radici.

Le piante assorbono l'ossigeno dall'aria durante la respirazione e l'anidride carbonica durante la fotosintesi.

I minerali entrano nelle piante dal terreno, ma tra questi, le piante più necessitano di quelli contenenti azoto, fosforo e potassio. Le piante hanno bisogno di boro, manganese e ferro in quantità molto piccole.

Inoltre, le piante sono influenzate dagli organismi viventi che le circondano: animali, altre piante e microrganismi. Gli animali si nutrono di piante, le impollinano e distribuiscono frutti e semi. Le grandi piante possono ombreggiare quelle giovani e piccole. Alcune piante ne usano altre come supporto. I microrganismi che decompongono i residui vegetali arricchiscono il terreno con humus e minerali a disposizione delle piante.

A loro volta, le piante influenzano l’ambiente. Cambiano la composizione dell'aria: la umidificano, assorbono anidride carbonica e rilasciano ossigeno. Le piante cambiano composizione suolo. Assorbono alcune sostanze da esso e ne rilasciano altre. I sistemi radicali delle piante ancorano i pendii di burroni, colline e valli fluviali, proteggendo il suolo dalla distruzione. Le piantagioni forestali proteggono i campi dai venti secchi. Le piante che fanno evaporare molta umidità, come gli alberi di eucalipto, possono essere utilizzate per drenare le zone umide.

Le attività umane hanno un impatto diverso sulla natura. L’uomo prosciuga le paludi e irriga le terre aride.

Creare condizioni favorevoli per la coltivazione delle colture agricole. Sviluppa nuove varietà vegetali altamente produttive e resistenti alle malattie. L'uomo combatte le erbe infestanti e favorisce la diffusione di piante pregiate.

Ma l’attività umana può anche avere un impatto negativo sulla natura. Pertanto, un'irrigazione inadeguata può causare ristagni idrici e salinizzazione dei suoli e portare alla morte delle piante. La deforestazione porta spesso alla distruzione del suolo fertile e persino alla formazione di deserti. Si possono fornire molti esempi simili e tutti indicano che gli esseri umani hanno un enorme impatto sul mondo vegetale e sulla natura nel suo insieme.