Корень может поглощать воду с растворенными веществами. Поглощение воды растением. Система оценивания отдельных заданий и работы в целом

Убедимся в том, что корни всасывают из почвы воду с растворенными веществами . Срежем комнатное растение бальзамин или трех-четырехнедельный проросток подсолнечника или фасоли так, чтобы остался пенек высотой 2-3 см. На пенек наденем резиновую трубку длиной 3 см, нальем в нее немного воды и на ее верхний конец наденем стеклянную трубку высотой 20-25 см, изогнутую так, как изображено на рисунке 29 .

Через неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ время вода в стеклянной трубке поднимется и будет вытекать наружу. Откуда берется вода, вытекающая из трубки? Воду из почвы всасывает корень. По сосудам корня вода под давлением поступает в оставшийся пенек, а затем в трубку. Это давление называют корневым. Корневое давление способствует поступлению воды из корня в стебель.

В случае если почву в вазоне с обрезанным растением полить теплой водой, вода начнет быстрее подниматься по трубке и вытекать из нее. А после полива почвы очень холодной водой вода перестанет подниматься. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, поглощение корнем воды зависит от температуры. Холодная вода плохо всасывается корнями. По этой причине не следует поливать растения холодной водой.

Без воды растения жить не могут. Вода входит в состав клеток растения. Она необходима для набухания и прорастания семян. Но особенно много воды требуется взрослым растениям во время роста. Когда начинают созревать плоды, потребность растений в воде, как правило, уменьшается.

Культурные растения наших садов, парков, цветников и скверов лучше поливать вечером, когда спадет жара. В это время вода хорошо впитывается в почву и меньше испаряется.

Поливая, лейку следует держать близко к поверхности делянки или горшка с растением, чтобы струя воды не размывала почву 30 . Лучше поливать растение редко, но обильно, чем часто, но понемногу. Для полива посевов и посадок на больших площадях в колхозах и совхозах применяют специальные дождевальные установки.

Во многих районах нашей страны земли приходится орошать. Для этого сооружают оросительные каналы устраивают пруды и водоемы. Чтобы сохранить влагу в почве и защитить посевы от суховеев, сажают лесные полосы.

Передвижение воды и минеральных веществ в растении Что поглощает корень из почвы, кроме воды? В случае если сжечь любое растение , то останется зола. Она содержит минеральные вещества, поглощенные растением из почвы.

Выяснено, что в растение из почвы поступают преимущественно минеральные вещества, в состав которых входят азот, калий и фосфор. Все они необходимы растениям, но в разных количествах. Остальных веществ поступает очень немного.

Вода и минеральные вещества поглощаются из почвы корневыми волосками . Что же дальше происходит с этим раствором в растении? Чтобы ответить на данный вопрос, крайне важно ознакомиться с внутренним строением корня .

Рассмотрим под микроскопом препарат тонкого поперечного среза корня через зону всасывания. Снаружи корень покрыт особым слоем клеток. Некоторые из них имеют длинные выросты, отходящие в стороны от корня. Это и есть корневые волсски 31 .

Под слоем клеток с корневыми волосками расположены клетки коры . Их форма и величина различны. В центральной части среза видны округлые отверстия. Это сосуды - длинные полые клет<и с толстыми оболочками. Сосуды тянутся вдоль корня в его центральной части и продолжаются в стебле. По ним продвигается вода с минеральными веществами, поступающая через корневые волоски из почвы. Каждый сосуд состоит не из одной, а из нескольких мертвых клеток, расположенных одна над другой параллельно оси корня.

Живое содержимое этих клеток разрушилось, и остались только клеточные оболочки. Поперечные перегородки между такими клетками разрушаются, а продольно расположенные оболочки древеснеют.

Из клеток с корневыми волосками водный раствор просачивается в клетки коры корня и, перемещаясь далее из клетки в клетку, попадает в сосуды. По сосудам корня вода поднимается сначала в стебель, а по сосудам стебля - к листьям растения.

Сосуды корня некоторых растений удается рассмотреть с помощью лупы. У таких растений просветы сосудов сравнительно большие. К примеру, сосуды корня ясеня в поперечнике достигают почти 1 /3 мм, а в корне тыквы они еще крупнее.

Через некоторое время вода в стеклянной трубке поднимется и будет вытекать наружу. Откуда берется вода, вытекающая из трубки? Воду из почвы всасывает корень. По сосудам корня вода под давлением поступает в оставшийся пенек, а затем в трубку. Это давление называют корневым. Корневое давление способствует поступлению воды из корня в стебель.

Если почву в вазоне с обрезанным растением полить теплой водой, вода начнет быстрее подниматься по трубке и вытекать из нее. А после полива почвы очень холодной водой вода перестанет подниматься. Таким образом, поглощение корнем воды зависит от температуры. Холодная вода плохо всасывается корнями. Поэтому не следует поливать растения холодной водой.

Передвижение воды и минеральных веществ в растении

Что поглощает корень из почвы, кроме воды? Если сжечь любое растение , то останется зола. Она содержит минеральные вещества, поглощенные растением из почвы.

Вода и минеральные вещества поглощаются из почвы корневыми волосками . Что же дальше происходит с этим раствором в растении? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо ознакомиться с внутренним строением корня .

Сосуды корня некоторых растений удается рассмотреть с помощью лупы. У таких растений просветы сосудов сравнительно большие. Например, сосуды корня ясеня в поперечнике достигают почти 1 /3 мм, а в корне тыквы они еще крупнее.

Данный материал может быть использован для проведения олимпиады по биологии в 7 - 11 классах. Разработаны задания разного типа с системой оценивания результатов. В тестовых заданиях частей I и III за каждый правильный ответ участник получает по 1 баллу. В тестовых заданиях части II за каждый правильный ответ участник получает по 2 балла. В тестовых заданиях части IV вам необходимо заполнить матрицы в соответствии с требованиями, описанными в условиях. Особенности оценивания описаны в тексте для каждого задания индивидуально. Результаты по каждому заданию суммируются.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Олимпиада школьников по биологии 7 класс (школьный тур)

Часть I. Вам предлагаются тестовые задания, требующие выбора только одного ответа из четырех возможных. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 15 (по 1 баллу за каждое тестовое задание).

Часть II.

I. возвратный тиф.
II. сыпной тиф.
III. малярия.
IV. туляремия.
V. гепатит.
а) II, IV;
б) I, IV, V;
в) I, II, IV;
г) II, III, IV, V.
I. образования почек.
II. образования листьев.

а) II, III, IV;
б) I, II, IV, V;
в) I, III, IV, V;
г) I, II, III, IV.
I. корень погибнет.
II. все растение погибнет.

а) III, IV, V;
б) III, V;
в) I, IV, V;
г) II, IV, V
Корень может:
I. поглощать воду с растворенными веществами. +
II. закреплять растения в почве. +
III. расти за счет вставочной меристемы.
IV. синтезировать аминокислоты, гормоны, алкалоиды. +
V. образовывать чешуевидные листья на старых участках корней.
а) I, II, III;
б) I, II, IV; +
в) II, IV, V;
г) I, III, V.
Надземный тип прорастания семян характерен для:
I. фасоли. +
II. гороха.
III. липы. +
IV. клена. +
V. овса.
а) I, II, IV;
б) II, III, V;
в) I, III, IV; +
г) II, IV, V.

Часть III.

Крахмальные зерна – это лейкопласты с накопленным в них крахмалом. +
Одно и то же растение может жить в любой среде жизни.
Водоросли обитают только в водной среде жизни.
Растения способны жить лишь в той среде, к условиям которой они приспособлены.
Одуванчик – название вида растений.
Фотосинтезом называют образование из углекислого газа и воды органических веществ и кислорода на свету.
В мякоти листа многих растений можно выделить столбчатую и губчатую ткани.

Часть IV.

[мах. 4 балла] Осматривая растения на приусадебном участке, ученый определил, что у некоторых из них (1–4) наблюдаются признаки голодания по ряду элементов питания (А–Г):

Олимпиада школьников по биологии 8 класс (школьный тур)

Система оценивания отдельных заданий и работы в целом

В тестовых заданиях частей I и III за каждый правильный ответ участник получает по 1 баллу. В тестовых заданиях части II за каждый правильный ответ участник получает по 2 балла. В тестовых заданиях части IV вам необходимо заполнить матрицы в соответствии с требованиями, описанными в условиях. Особенности оценивания описаны в тексте для каждого задания индивидуально. Результаты по каждому заданию суммируются. Длительности тура в 2 астрономических часа (120 минут).

Часть I. Вам предлагаются тестовые задания, требующие выбора только одного ответа из четырех возможных. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 20 (по 1 баллу за каждое тестовое задание).

Часть II. Вам предлагаются тестовые задания с одним вариантом ответа из четырех возможных, но требующих предварительного множественного выбора. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 10 (по 2 балла за каждое тестовое задание).

Если оборвать (обрезать) кончик главного корня:
I. корень погибнет.
II. все растение погибнет.
III. рост корня в длину прекратится.
IV. растение выживет, но будет слабым.
V. начнут расти боковые и придаточные корни.
а) III, IV, V;
б) III, V;
в) I, IV, V;
г) II, IV, V.
I. пауков.
II. клещей.
III. сольпуг.
IV. сенокосцев.
V. скорпионов.
а) II;
б) II, III;
в) I, IV;
г) I, II, III, V.
I. кораллы.
II. губки.
III. асцидии.
IV. коловратки.
V. усоногие раки.
а) I, II, III, IV;
б) I, II, III, V;
в) I, III, IV;
г) I, II, III, IV, V.
I. окуня.
II. осетра.
III. акулы.
IV. миноги.
V. ланцетника.
а) I, II, III, IV;
б) III, IV, V;
в) II, III, V;
г) II, IV, V.
I. севрюга.
II. сардина.
III. горбуша.
IV. красноперка.
V. речной угорь.
а) II, III, V;
б) III, V;
в) I, III, V;
г) I, II, III, V.

Часть III. Вам предлагаются тестовые задания в виде суждений, с каждым из которых следует либо согласиться, либо отклонить. Укажите вариант ответа «да» или «нет». Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 10.

Печеночные мхи – низшие растения.
Гаметы у мхов образуются в результате мейоза.
После оплодотворения семязачатки превращаются в семена, а завязь в плод.

Часть IV. Вам предлагаются тестовые задания, требующие установления соответствия. Максимальное количество баллов, которое можно набрать указано для каждого задания индивидуально.

1. [мах. 4 балла] Осматривая растения на приусадебном участке, ученый определил, что у некоторых из них (1–4) наблюдаются признаки голодания по ряду элементов питания (А–Г):

1) Бледно-желтая окраска ткани между жилками у молодых листьев. Старые листья поражаются позже сходным образом. Малая мощность растений.

2) Отмирание верхушечных почек, закрученные деформированные листья. Черная гниль у корнеплодов свеклы и моркови.

3) Задержка цветения у декоративных растений, отсутствие роста. Фиолетовая окраска листьев и стеблей. Тенденция к скручиванию и перевертыванию листьев.

4) Слабый рост, карликовость, склероморфизм. Отношение побеги/корни сдвинуто в пользу корней. Преждевременное пожелтение старых листьев.

Соотнесите указанные симптомы с причинами их появления.

Элементы: А – фосфор; Б – азот, В – железо и Г – бор.

мах. 4 балла] Биолог поставил эксперимент. В 7 пробирок он налил раствор сахарозы разной концентрации: 0,2 М; 0,3М; 0,4М; 0,5М; 0,6М; 0,7М и 1М. В каждую из пробирок поместил по брусочку, вырезанному из клубня картофеля. Изначальная длина всех брусочков равнялась 40 мм. Через 30 минут брусочки были извлечены и измерены. По данным измерений исследователь построил гистограмму, где С – концентрация раствора сахарозы в пробирках 1-7, а l – изменение длины брусочков картофеля в зависимости от концентрации раствора. Затем, используя гистограмму, он определил концентрацию изотонического раствора.

Номер пробирки
Изотонический р-р

Олимпиада школьников по биологии 9 класс (школьный тур)

Система оценивания отдельных заданий и работы в целом

Часть I. Вам предлагаются тестовые задания, требующие выбора только одного ответа из четырех возможных. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 25 (по 1 баллу за каждое тестовое задание).

а) эвглена зеленая;
б) инфузория-туфелька;
в) амеба;
г) стафилококк.

Спектр цветового зрения у медоносной пчелы:
а) такой же, как у человека;
б) сдвинут в инфракрасную часть спектра;
в) сдвинут в ультрафиолетовую часть спектра;
г) значительно шире, чем у человека, в обе стороны спектра.
Развитие личинок из яиц, отложенных аскаридами происходит:
а) при температуре 37 о С, высокой концентрации СО 2 , в течение двух недель;
б) при температуре 20-30 о С, высокой концентрации СО 2 , в течение двух недель;
в) при температуре 37 о С, высокой концентрации О 2 , в течение недели;
г) при температуре 20-30 о С, высокой концентрации О 2 , в течение двух недель.
а) пищеварительная система;
б) выделительная система;
в) кровеносная система;
г) нервная система.
а) груди и брюшка;
б) груди;
в) головогруди и брюшка;
г) головогруди.
Рабочие пчелы являются:
а) с мочой;
б) через солевые железы;
в) через поры в коже;
г) с экскрементами.
а) только самка;
б) только самец;
в) по очереди оба родителя;
а) орлы;
б) пеликаны;
в) страусы;
г) африканские ткачики.
Из перечисленных организмов наиболее прогрессивными чертами строения обладают:
а) амеба;
б) дождевой червь;
в) гидра;
г) вольвокс.
Усложнение кровеносной системы соответствует эволюции хордовых в ряду следующих животных:
а) жаба – кролик – крокодил – акула;
б) акула – лягушка – крокодил – кролик;
в) акула – крокодил – лягушка – кролик;
г) крокодил – акула – жаба – собака.
Наибольшее видовое многообразие обитателей Мирового океана наблюдается:
а) на коралловых рифах;
б) в открытом океане в тропиках;
в) в приполярных областях;
г) в глубоководных впадинах.
Считается, что при переносе информации из кратковременной памяти в долговременную теряется информации:
а) 5%;
б) 10%;
в) 50%;
г) более 90%.
а) слабокислая;
б) нейтральная;
в) слабощелочная;
г) щелочная.
а) белков;
б) аминокислот;
в) липидов;
г) углеводов.
а) глицерола;
б) жирных кислот;
в) моносахаридов;
г) аминокислот.
а) токоферола;
б) пиридоксина;
в) рибофлавина;
г) фолиевой кислоты.
а) тельце Пчини;
б) тельце Мейснера;

г) колба Краузе.
а) корь;
б) клещевой энцефалит;
в) краснуха;
г) дифтерия.
Пищевая цепь – это:
а) экосистем пресных вод;
б) природных экосистем суши;
г) агроценозов.
а) птицы;
б) грызуны;
в) копытные;
г) человек.

Часть II.

Бактерии вызывают заболевания:
I. возвратный тиф.
II. сыпной тиф.
III. малярия.
IV. туляремия.
V. гепатит.
а) II, IV;
б) I, IV, V;
в) I, II, IV;
г) II, III, IV, V.
Корни могут выполнять функции:
I. образования почек.
II. образования листьев.
III. вегетативного размножения.
IV. поглощения воды и минеральных веществ.
V. синтеза гормонов, аминокислот и алкалоидов.
а) II, III, IV;
б) I, II, IV, V;
в) I, III, IV, V;
г) I, II, III, IV.
Если оборвать (обрезать) кончик главного корня:
I. корень погибнет.
II. все растение погибнет.
III. рост корня в длину прекратится.
IV. растение выживет, но будет слабым.
V. начнут расти боковые и придаточные корни.
а) III, IV, V;
б) III, V;
в) I, IV, V;
г) II, IV, V.
Среди паукообразных развитие с метаморфозом характерно для:
I. пауков.
II. клещей.
III. сольпуг.
IV. сенокосцев.
V. скорпионов.
а) II;
б) II, III;
в) I, IV;
г) I, II, III, V.
Животными, ведущими прикрепленный (сидячий) образ жизни, но имеющими свободноплавающих личинок, являются:
I. кораллы.
II. губки.
III. асцидии.
IV. коловратки.
V. усоногие раки.
а) I, II, III, IV;
б) I, II, III, V;
в) I, III, IV;
г) I, II, III, IV, V.
Хорда сохраняется в течение всей жизни у:
I. окуня.
II. осетра.
III. акулы.
IV. миноги.
V. ланцетника.
а) I, II, III, IV;
б) III, IV, V;
в) II, III, V;
г) II, IV, V.
Нерестится только один раз в жизни:
I. севрюга.
II. сардина.
III. горбуша.
IV. красноперка.
V. речной угорь.
а) II, III, V;
б) III, V;
в) I, III, V;
г) I, II, III, V.
I. газообмена.
II. терморегуляции.
III. запасания воды.
IV. накопления мочи.
V. пищеварения.
а) I, III, IV;
б) I, IV;
в) I, II, IV, V;
г) I, II, III, IV.
I. вода.
II. глюкоза.
III. мочевина.
IV. гемоглобин.
V. альбумин плазмы.
а) I, II, III;
б) I, III, IV, V;
в) II, IV, V;
г) IV, V.
I. белки и пептиды.
II. производные нуклеотидов.
IV. производные аминокислот.
а) III, IV, V;
б) I, III, IV, V;
в) III, V;
г) II

Часть III.

Крахмальные зерна – это лейкопласты с накопленным в них крахмалом.
После оплодотворения семязачатки превращаются в семена, а завязь в плод.
У всех беспозвоночных животных оплодотворение внешнее.
Гемолимфа насекомых выполняет те же функции, что и кровь позвоночных животных.
У всех представителей отряда пресмыкающихся сердце трехкамерное.
У домашних животных головной мозг, как правило, больше, чем у их диких предков.
Первые крокодилы были сухопутными рептилиями.
Характерной особенностью всех млекопитающих является живорождение.

Часть IV. Участникам предлагаются тестовые задания, требующие установления соответствия. Максимальное количество баллов, которое можно набрать указано для каждого задания индивидуально. Конкурсанты должны заполнить матрицы ответов в соответствии с требованиями заданий.

[ мах. 4 балла] Осматривая растения на приусадебном участке, ученый определил, что у некоторых из них (1–4) наблюдаются признаки голодания по ряду элементов питания (А–Г):

Соотнесите указанные симптомы с причинами их появления.

Элементы: А – фосфор; Б – азот, В – железо и Г – бор.

(мах. 4 балла) Биолог поставил эксперимент. В 7 пробирок он налил раствор сахарозы разной концентрации: 0,2 М; 0,3М; 0,4М; 0,5М; 0,6М; 0,7М и 1М. В каждую из пробирок поместил по брусочку, вырезанному из клубня картофеля. Изначальная длина всех брусочков равнялась 40 мм. Через 30 минут брусочки были извлечены и измерены. По данным измерений исследователь построил гистограмму, где С – концентрация раствора сахарозы в пробирках 1-7, а l – изменение длины брусочков картофеля в зависимости от концентрации раствора. Затем, используя гистограмму, он определил концентрацию изотонического раствора.
Укажите в матрице знаком «Х» номер пробирки с изотоническим раствором.

Номер пробирки
Изотонический р-р

Олимпиада школьников по биологии 10 класс (школьный тур)

Система оценивания отдельных заданий и работы в целом

Часть I. Вам предлагаются тестовые задания, требующие выбора только одного ответа из четырех возможных. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 30 (по 1 баллу за каждое тестовое задание).

а) ландыша;
б) сирени;
в) ржи;
г) подорожника.
Семена без эндосперма у:
а) клещевины;
б) липы;
в) томата;
г) частухи подорожниковой.
а) придаточные корни;
б) корневые волоски;
в) главные корни;
г) воздушные клубни.
Соплодие характерно для:
а) груши;
б) ананаса;
в) банана;
г) айвы.
а) облепиху крушиновидную;
б) осот полевой;
в) осину дрожащую;
В отличие от круглых червей, у кольчатых червей появилась:
а) пищеварительная система;
б) выделительная система;
в) кровеносная система;
г) нервная система.
Крылья у насекомых находятся на спинной стороне:
а) груди и брюшка;
б) груди;
в) головогруди и брюшка;
г) головогруди.
Рабочие пчелы являются:
а) самками, отложившими яйца и приступившими к уходу за потомством;
б) самками, у которых на развиты половые железы;
в) молодыми самками, способными через год отложить яйца;
г) самцами, развившимися из неоплодотворенных яиц.
Морские игуаны, живущие на Галапагосских островах, выводят избыток соли из организма:
а) с мочой;
б) через солевые железы;
в) через поры в коже;
г) с экскрементами.
У страуса нанду насиживает яйца и опекает птенцов:
а) только самка;
б) только самец;
в) по очереди оба родителя;
г) приемные родители, в гнездо которых подброшены яйца.
Самые большие гнезда среди птиц строят:
а) орлы;
б) пеликаны;
в) страусы;
г) африканские ткачики.
Целлюлоза, попавшая в желудочно-кишечный тракт человека:
а) не расщепляется из-за отсутствия специфического фермента;
б) частично расщепляется бактериями в толстом кишечнике;
в) расщепляется α-амилазой слюны;
г) расщепляется панкреатической α-амилазой.
Какова реакция среды в двенадцатиперстной кишке:
а) слабокислая;
б) нейтральная;
в) слабощелочная;
г) щелочная.
Не известны гормоны, которые являются производными:
а) белков;
б) аминокислот;
в) липидов;
г) углеводов.
В процессе пищеварения переваривании белки расщепляются до:
а) глицерола;
б) жирных кислот;
в) моносахаридов;
г) аминокислот.
Такие симптомы как поражение слизистой оболочки рта, шелушение кожи, трещины губ, слезоточивость, светобоязнь, указывают на недостаток:
а) токоферола;
б) пиридоксина;
в) рибофлавина;
г) фолиевой кислоты.
Рецептор кожи, реагирующий на холод:
а) тельце Пчини;
б) тельце Мейснера;
в) нервное сплетение вокруг волосяной луковицы;
г) колба Краузе.
К вирусным заболеваниям не относится:
а) корь;
б) клещевой энцефалит;
в) краснуха;
г) дифтерия.
Пищевая цепь – это:
а) последовательность организмов в природном сообществе, каждый элемент которой является пищей для следующего;
б) последовательное прохождение пищи по различным разделам пищеварительного тракта;
в) зависимость растений от травоядных животных, их, в свою очередь, от хищников;
г) совокупность всех пищевых связей в экосистеме.
Постоянное вмешательство со стороны человека требуется для существования:
а) экосистем пресных вод;
б) природных экосистем суши;
в) экосистемы Мирового океана;
г) агроценозов.
а) систематика;
б) история;
в) палеонтология;
г) эволюция.
а) лучеперых;
б) кистеперых;
в) цельноголовых;
г) двоякодышащих.
а) дивергенции;
б) конверген ции;
в) параллелизма;
г) случай ного совпадения.
а) митоза;
б) мейоза;
в) оплодотворения;
г) опыления.
а) зиготы;
б) вегетативной клетки;
в) соматической клетки;
а) тРНК;
б) ДНК;
в) рРНК;
г) иРНК.
Кольцевая ДНК характерна для:
а) ядер грибов;
б) клеток бактерий;
в) ядер животных;
г) ядер растений.
а) хроматография;
б) центрифугирование;
в) электрофорез;
г) авторадиографи

Часть II . Вам предлагаются тестовые задания с одним вариантом ответа из четырех возможных, но требующих предварительного множественного выбора. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 20 (по 2 балла за каждое тестовое задание).

Хорда сохраняется в течение всей жизни у:
I. окуня.
II. осетра.
III. акулы.
IV. миноги.
V. ланцетника.
а) I, II, III, IV;
б) III, IV, V;
в) II, III, V;
г) II, IV, V.
Нерестится только один раз в жизни:
I. севрюга.
II. сардина.
III. горбуша.
IV. красноперка.
V. речной угорь.
а) II, III, V;
б) III, V;
в) I, III, V;
г) I, II, III, V.
Аллантоис выполняет у амниот функцию:
I. газообмена.
II. терморегуляции.
III. запасания воды.
IV. накопления мочи.
V. пищеварения.
а) I, III, IV;
б) I, IV;
в) I, II, IV, V;
г) I, II, III, IV.
В почечном клубочке в норме практически не фильтруются:
I. вода.
II. глюкоза.
III. мочевина.
IV. гемоглобин.
V. альбумин плазмы.
а) I, II, III;
б) I, III, IV, V;
в) II, IV, V;
г) IV, V.
I. плотностью.
II. численностью.
III. степенью изоляции.

а) I, II, V;
б) I, IV, V;
в) II, V;
г) II, III, IV.
I. волк.
II. рысь.
III. ягуар.
IV. гепард.
V. медведь.
а) II, III, IV, V;
б) I, IV;
в) I, II, III, V;
г) II, III, V.
I. белка.
II. хорек.
III. песец.
IV. лемминг.
V. зеленая жаба.
а) I, II, III, IV;
б) II, III, IV, V;
в) III, IV;
г) III, IV, V.
I. жабры рыбы и жабры рака.

а) I, III, IV, V;
б) I, II, IV, V;
в) I, II, III, V;
г) I, II, III, IV.
I. хитин.
II. амилоза.
III. гликоген.
IV. целлюлоза.
V. амилопектин.
а) I, II, IV;
б) I, II, III, IV;
в) II, IV, V;
г) III, IV, V.
В организме человека гормональные функции выполняют соединения:
I. белки и пептиды.
II. производные нуклеотидов.
III. производные холестерина.
IV. производные аминокислот.
V. производные жирных кислот.
а) III, IV, V;
б) I, III, IV, V;
в) III, V;
г) II.

Гемолимфа насекомых выполняет те же функции, что и кровь позвоночных животных.
У всех представителей отряда пресмыкающихся сердце трехкамерное.
У домашних животных головной мозг, как правило, больше, чем у их диких предков.
Первые крокодилы были сухопутными рептилиями.
Характерной особенностью всех млекопитающих является живорождение.
В отличие от большинства млекопитающих для человека характерно наличие семи шейных позвонков и двух затылочных мыщелков.
В желудочно-кишечном тракте человека все белки перевариваются полностью.
Гипервитаминоз известен только для жирорастворимых витаминов.
Мозг человека потребляет примерно вдвое больше энергии на грамм веса, чем у крысы.
При тяжелой физической работе температура тела может подниматься до 39 градусов.
С вирусными инфекциями обычно борются с помощью антибиотиков.
Можно изучать кругообороты питательных веществ посредством ввода радиоактивных маркеров в природные или искусственные экосистемы.

Часть IV.

Функции
Соединение

Ответ:

Олимпиада школьников по биологии 11 класс (школьный тур)

Система оценивания отдельных заданий и работы в целом

Часть I. Вам предлагаются тестовые задания, требующие выбора только одного ответа из четырех возможных. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 35 (по 1 баллу за каждое тестовое задание).

Такие симптомы как поражение слизистой оболочки рта, шелушение кожи, трещины губ, слезоточивость, светобоязнь, указывают на недостаток:
а) токоферола;
б) пиридоксина;
в) рибофлавина;
г) фолиевой кислоты.
Рецептор кожи, реагирующий на холод:
а) тельце Пчини;
б) тельце Мейснера;
в) нервное сплетение вокруг волосяной луковицы;
г) колба Краузе.
К вирусным заболеваниям не относится:
а) корь;
б) клещевой энцефалит;
в) краснуха;
г) дифтерия.
Пищевая цепь – это:
а) последовательность организмов в природном сообществе, каждый элемент которой является пищей для следующего;
б) последовательное прохождение пищи по различным разделам пищеварительного тракта;
в) зависимость растений от травоядных животных, их, в свою очередь, от хищников;
г) совокупность всех пищевых связей в экосистеме.
Постоянное вмешательство со стороны человека требуется для существования:
а) экосистем пресных вод;
б) природных экосистем суши;
в) экосистемы Мирового океана;
г) агроценозов.
В природных условиях естественными носителями возбудителя чумы являются:
а) птицы;
б) грызуны;
в) копытные;
г) человек.
В обширных лесных массивах Севера часто проводятся так называемые концентрированные рубки с использованием тяжелой техники, которые приводят:
а) к смене лесных экосистем болотными;
б) к опустыниванию или полному разрушению экосистем;
в) к увеличению доли более ценных с точки зрения хозяйства пород деревьев;
г) к процессу превращения в почве органических остатков в гумус.
Листья суккулентов – растений засушливых местообитаний – характеризуются:
а) редуцированными устьицами; недифференцированным мезофиллом; отсутствием кутикулы; развитой аэренхимой;
б) частым рассечением, отсутствием механической ткани;
в) толстой кутикулой; мощным восковым налётом; клетками с крупными вакуолями; погружёнными устьицами;
г) хорошо развитой склеренхимой; преобладанием связанной воды.
Из названных организмов к надцарству прокариот относится:
а) эвглена зеленая;
б) инфузория-туфелька;
в) амеба;
г) стафилококк.
Две породы собак, например, болонка и немецкая овчарка, это животные:
а) одного вида, но с разными внешними признаками;
б) двух видов, одного рода и одного семейства;
в) двух видов, двух родов, но одного семейства;
г) одного вида, но обитающие в разных условиях окружающей среды.
Наука, изучающая развитие живой природы по отпечаткам и окаменелостям, которые находят в земной коре:
а) систематика;
б) история;
в) палеонтология;
г) эволюция.
Первые наземные позвоночные произошли от рыб:
а) лучеперых;
б) кистеперых;
в) цельноголовых;
г) двоякодышащих.
Контуры тела летяги, сумчатой летяги, шерстокрыла очень сходны. Это является следствием:
а) дивергенции;
б) конверген ции;
в) параллелизма;
г) случай ного совпадения.
Число хромосом при половом размножении в каждом поколении возрастало бы вдвое, если бы в ходе эволюции не сформировался процесс:
а) митоза;
б) мейоза;
в) оплодотворения;
г) опыления.
Одно из положений клеточной теории гласит:
а) при делении клетки хромосомы способны к самоудвоению;
б) новые клетки образуются при делении исходных клеток;
в) в цитоплазме клеток содержатся различные органоиды;
г) клетки способны к росту и обмену веществ.
При партеногенезе организм развивается из:
а) зиготы;
б) вегетативной клетки;
в) соматической клетки;
г) неоплодотворенной яйцеклетки.
Матрицей для трансляции служит молекула:
а) тРНК;
б) ДНК;
в) рРНК;
г) иРНК.
Кольцевая ДНК характерна для:
а) ядер грибов;
б) клеток бактерий;
в) ядер животных;
г) ядер растений.
Разделить клетки, органоиды или органические макромолекулы по их плотности можно с помощью метода:
а) хроматография;
б) центрифугирование;
в) электрофорез;
г) авторадиография.
Мономерами нуклеиновых кислот являются:
а) азотистые основания;
б) нуклеозиды;
в) нуклеотиды;
г) динуклеотиды.
Ионы магния входят в состав:
а) вакуоли;
б) аминокислот;
в) хлорофилла;
г) цитоплазмы.
В процессе фотосинтеза источником кислорода (побочного продукта) является:
а) АТФ
б) глюкоза;
в) вода;
г) углекислый газ.
Из компонентов растительной клетки вирус табачной мозаики поражает:
а) митохондрии;
б) хлоропласты;
в) ядро;
г) вакуоли.
Из названных белков ферментом является:
а) инсулин;
б) кератин;
в) тромбин;
г) миоглобин.
В хлоропластах растительных клеток светособирающие комплексы расположены
а) на наружной мембране;
б) на внутренней мембране;
в) на мембране тилакоидов;
г) в строме.
Неаллельное взаимодействие генов при дигибридном скрещивании может дать во втором поколении расщепление:
а) 1:1;
б) 3:1;
в) 5:1;
г) 9:7.
Соцветие колос характерно для:
а) ландыша;
б) сирени;
в) ржи;
г) подорожника.
Семена без эндосперма у:
а) клещевины;
б) липы;
в) томата;
г) частухи подорожниковой.
Корневые шишки – это сильно утолщенные:
а) придаточные корни;
б) корневые волоски;
в) главные корни;
г) воздушные клубни.
Соплодие характерно для:
а) груши;
б) ананаса;
в) банана;
г) айвы.
К корнеотпрысковым растениям относят:
а) облепиху крушиновидную;
б) осот полевой;
в) осину дрожащую;
г) все перечисленные растения.
В отличие от круглых червей, у кольчатых червей появилась:
а) пищеварительная система;
б) выделительная система;
в) кровеносная система;
г) нервная система.
Крылья у насекомых находятся на спинной стороне:
а) груди и брюшка;
б) груди;
в) головогруди и брюшка;
г) головогруди.
Рабочие пчелы являются:
а) самками, отложившими яйца и приступившими к уходу за потомством;
б) самками, у которых на развиты половые железы;
в) молодыми самками, способными через год отложить яйца;
г) самцами, развившимися из неоплодотворенных яиц.
Морские игуаны, живущие на Галапагосских островах, выводят избыток соли из организма:
а) с мочой;
б) через солевые железы;
в) через поры в коже;
г) с экскрементами

Часть II . Вам предлагаются тестовые задания с одним вариантом ответа из четырех возможных, но требующих предварительного множественного выбора. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 20 (по 2 балла за каждое тестовое задание).

Хорда сохраняется в течение всей жизни у:
I. окуня.
II. осетра.
III. акулы.
IV. миноги.
V. ланцетника.
а) I, II, III, IV;
б) III, IV, V;
в) II, III, V;
г) II, IV, V.
Нерестится только один раз в жизни:
I. севрюга.
II. сардина.
III. горбуша.
IV. красноперка.
V. речной угорь.
а) II, III, V;
б) III, V;
в) I, III, V;
г) I, II, III, V.
Аллантоис выполняет у амниот функцию:
I. газообмена.
II. терморегуляции.
III. запасания воды.
IV. накопления мочи.
V. пищеварения.
а) I, III, IV;
б) I, IV;
в) I, II, IV, V;
г) I, II, III, IV.
В почечном клубочке в норме практически не фильтруются:
I. вода.
II. глюкоза.
III. мочевина.
IV. гемоглобин.
V. альбумин плазмы.
а) I, II, III;
б) I, III, IV, V;
в) II, IV, V;
г) IV, V.
Каждая популяция характеризуется:
I. плотностью.
II. численностью.
III. степенью изоляции.
IV. независимой эволюционной судьбой.
V. характером пространственного распределения.
а) I, II, V;
б) I, IV, V;
в) II, V;
г) II, III, IV.
К хищникам, как правило охотящимся из засады, относятся:
I. волк.
II. рысь.
III. ягуар.
IV. гепард.
V. медведь.
а) II, III, IV, V;
б) I, IV;
в) I, II, III, V;
г) II, III, V.
Из перечисленных животных в состав тундрового биоценоза входят:
I. белка.
II. хорек.
III. песец.
IV. лемминг.
V. зеленая жаба.
а) I, II, III, IV;
б) II, III, IV, V;
в) III, IV;
г) III, IV, V.
Аналогичные органы, развившиеся в ходе эволюции:
I. жабры рыбы и жабры рака.
II. крылья бабочки и крылья птицы.
III. усики гороха и усики винограда.
IV. волосы млекопитающих и перья птицы.
V. колючки кактуса и колючки боярышника.
а) I, III, IV, V;
б) I, II, IV, V;
в) I, II, III, V;
г) I, II, III, IV.
Из названных полимеров к неразветвленным относятся:
I. хитин.
II. амилоза.
III. гликоген.
IV. целлюлоза.
V. амилопектин.
а) I, II, IV;
б) I, II, III, IV;
в) II, IV, V;
г) III, IV, V.
В организме человека гормональные функции выполняют соединения:
I. белки и пептиды.
II. производные нуклеотидов.
III. производные холестерина.
IV. производные аминокислот.
V. производные жирных кислот.
а) III, IV, V;
б) I, III, IV, V;
в) III, V;
г) II.

1. Гемолимфа насекомых выполняет те же функции, что и кровь позвоночных животных.

У всех представителей отряда пресмыкающихся сердце трехкамерное.
У домашних животных головной мозг, как правило, больше, чем у их диких предков.
Первые крокодилы были сухопутными рептилиями.
Характерной особенностью всех млекопитающих является живорождение.
В отличие от большинства млекопитающих для человека характерно наличие семи шейных позвонков и двух затылочных мыщелков.
В желудочно-кишечном тракте человека все белки перевариваются полностью.
Гипервитаминоз известен только для жирорастворимых витаминов.
Мозг человека потребляет примерно вдвое больше энергии на грамм веса, чем у крысы.
При тяжелой физической работе температура тела может подниматься до 39 градусов.
С вирусными инфекциями обычно борются с помощью антибиотиков.
Можно изучать кругообороты питательных веществ посредством ввода радиоактивных маркеров в природные или искусственные экосистемы.
Суккуленты легко переносят обезвоживание.
Сукцессия после вырубки леса является примером вторичной сукцессии.
Дрейф генов может играть роль эволюционного фактора только в очень малочисленных популяциях.
Генетическая информация у всех живых организмов хранится в виде ДНК.
Каждой аминокислоте соответствует один кодон.
У прокариот процессы трансляции и транскрипции происходят одновременно и в одном и том же месте.
Самые крупные молекулы в живых клетках – молекулы ДНК.
Все наследственные заболевания связаны с мутациями в хромосомах.

Часть IV. Вам предлагаются тестовые задания, требующие установления соответствия.

Установите, в какой последовательности (1 – 5) происходит процесс редупликации ДНК.

Установите соответствие между органическим соединением (А – Д) и выполняемой им функцией (1 – 5).

Функции
Соединение

3. Известно, что высокое содержание солей в почве создает в ней резко отрицательный водный потенциал, что ведет к нарушению поступления воды в клетки корня растения, а иногда и к повреждению клеточных мембран. Выберите приспособления, встречающиеся у растений, произрастающих на засоленных почвах.
01. Клетки корня солеустойчивых растений способны поглощать соли и выделять их через секретирующие клетки на листьях и стебле;
02. Содержимое клеток солеустойчивых растений обладает более отрицательным водным потенциалом, по сравнению с клетками других растений;
03. Клетки характеризуются высоким содержанием солей;
04. Цитоплазма клеток этих растений обладает низкой гидрофильностью;
05. Цитоплазма клеток солеустойчивых растений обладает большой гидрофильностью;
06. Клетки солеустойчивых растений характеризуются менее отрицательным водным потенциалом, нежели в окружающем их почвенном растворе;
07. Интенсивность фотосинтеза у растений, произрастающих на засоленных почвах, низкая;
08. Интенсивность фотосинтеза у этих растений высокая.

Ответ:

Матрица ответов
по биологии (школьный тур)

2011-12 уч. год. __7____ класс

Задание 1.


1-10
11-15

Задание 2.

Задание 3.


прав. "ДА"
неправ "нет"

Задание 4. (4 балла)

Матрица ответов
на задания Всероссийской олимпиады школьников
по биологии. 2011-12 уч. год. __8____ класс

Задание 1.


1-10
11-20

Задание 2.


1-10

Задание 3.


прав. "ДА"
неправ "нет"

Задание 4. 1. (4 балла)

Номер пробирки

Изотонический раствор

Матрица ответов
на задания Всероссийской олимпиады школьников
по биологии. 2011-12 уч. год. ____9__ класс

Задание 1.


1-10
11-20
21-25

Задание 2.


1-10

Задание 3.

прав. "ДА"

неправ "нет"

Задание 4. 1. (4 балла)

Номер пробирки

Изотонический раствор

Матрица ответов
на задания Всероссийской олимпиады школьников
по биологии. 2011-12 уч. год. ___10___ класс

Задание 1.


1-10
11-20
21-30

Задание 2.


1-10

Задание 3.

прав. "ДА"

неправ "нет"

Задание 4. 1. (5 баллов)

(5 балов)

Матрица ответов
на задания Всероссийской олимпиады школьников
по биологии. 2011-12 уч. год. ___11___ класс

Задание 1.


1-10
11-20
21-30
31-35

Задание 2.


1-10

Задание 3.

прав. "ДА"

неправ "нет"

прав. "ДА"

неправ "нет"

Задание 4. 1. (5 баллов)

Последовательность

Вопросы:
1.Функции корня
2.Виды корней
3.Типы корневой системы
4.Зоны корня
5.Видоизменение корней
6.Процессы жизнедеятельности в корне

1. Функции корня
Корень – это подземный орган растения.
Основные функции корня:
- опорная: корни закрепляют растение в почве и удерживают на протяжении всей жизни;
- питательная: через корни растение получает воду с растворенными минеральными и органическими веществами;
- запасающая: в некоторых корнях могут накапливаться питательные вещества.

2. Виды корней

Различают главные, придаточные и боковые корни. При прорастании семени первым появляется зародышевый корешок, который превращается в главный. На стеблях могут появляться придаточные корни. От главных и придаточных корней отходят боковые корни. Придаточные корни обеспечивают растение дополнительным питанием и выполняют механическую функцию. Развиваются при окучивании, например, томатов и картофеля.

3. Типы корневой системы

Корни одного растения – это корневая система. Корневая система бывает стержневая и мочковатая. В стержневой корневой системе хорошо развит главный корень. Ее имеет большинство двудольных растений (свекла, морковь). У многолетних растений главный корень может отмирать, а питание происходит за счет боковых корней, поэтому главный корень можно проследить только у молодых растений.

Мочковатая корневая система образована только придаточными и боковыми корнями. В ней нет главного корня. Такую систему имеют однодольные растения, например, злаки, лук.

Корневые системы занимают много места в почве. Например, у ржи корни распространяются вширь на 1-1,5 м и проникают вглубь до 2 м.

4. Зоны корня
В молодом корне можно выделить следующие зоны: корневой чехлик, зона деления, зона роста, зона всасывания.

Корневой чехлик имеет более темный цвет, это самый кончик корня. Клетки корневого чехлика защищают верхушку корня от повреждений твердыми частицами почвы. Клетки чехлика образованы покровной тканью и постоянно обновляются.

Зона всасывания имеет множество корневых волосков, которые пред-ставляют собой вытянутые клетки длиной не более 10 мм. Выглядит эта зона в виде пушка, т.к. корневые волоски очень маленькие. Клетки корневого волоска также, как и другие клетки, имеют цитоплазму, ядро и вакуоли с клеточным соком. Эти клетки недолговечны, быстро отмирают, а на их место образуются новые из более молодых поверхностных клеток, расположенных ближе к кончику корня. Задача корневых волосков – всасывание воды с растворенными питательными веществами. Зона всасывания постоянно перемещается за счет обновления клеток. Она нежная и легко повреждается при пересадке. Здесь присутствуют клетки основной ткани.

Зона проведения . Находится выше всасывания, не имеет корневых во-лосков, поверхность покрыта покровной тканью, а в толще находится проводящая ткань. Клетки зоны проведения представляют собой сосуды, по которым вода с растворенными веществами перемещается в стебель и в листья. Здесь так же находятся клетки-сосуды, по которым органические вещества из листьев поступают в корень.

Весь корень покрыт клетками механической ткани, что обеспечивает прочность и упругость корня. Клетки вытянутые, покрыты толстой обо-лочкой и заполнены воздухом.

5. Видоизменение корней

Глубина проникновения корней в почву зависит от условий, в которых находятся растения. На длину корней влияет влажность, состав почвы, вечная мерзлота.

Длинные корни образуются у растений в засушливых местах. Особенно это характерно для растений пустынь. Так у верблюжьей колючки корневая система достигает 15-25 м в длину. У пшеницы на неорошаемых полях корни достигают в длину до 2,5 м, а на орошаемых – 50 см и увеличивается их густота.

Вечная мерзлота ограничивает рост корней в глубину. Например, в тундре у карликовой березы корни всего 20 см. Корни поверхностные, ветвистые.

В процессе приспособления к условиям среды корни растений видоизменились и стали выполнять дополнительные функции.

1. Корневые клубни выполняют роль хранилища питательных веществ вместо плодов. Возникают такие клубни в результате утолщения боковых или придаточных корней. Например, георгины.

2. Корнеплоды – видоизменения главного корня у таких растений, как морковь, репа, свекла. Корнеплоды образуются нижней частью стебля и верхней частью главного корня. В отличие от плодов они не имеют семян. Корнеплоды имеют двулетние растения. В первый год жизни они не цветут и накапливают в корнеплодах много питательных веществ. На второй – они быстро зацветают, используя накопленные питательные вещества и образуют плоды и семена.

3. Корни-прицепки (присоски) – придаточные кори, развивающиеся у растений тропических мест. Они позволяют крепиться к вертикальным опорам (к стене, скале, стволу дерева), вынося листву к свету. Примером может быть плющ и ломонос.

4. Бактериальные клубеньки. Своеобразно изменены боковые корни у клевера, люпина, люцерны. В молодых боковых корешках поселяются бактерии, что способствует усвоению газообразного азота почвенного воздуха. Такие корни приобретают вид клубеньков. Благодаря этим бактериям эти растения способны жить на бедных азотом почвах и делать их более плодородными.

5. Воздушные корни образуются у растений, произрастающих во влажных экваториальных и тропических лесах. Такие корни свисают вниз и поглощают дождевую воду из воздуха – встречаются у орхидей, бромелиевых, у некоторых папоротников, у монстеры.

Воздушные корни-подпорки – это придаточные корни, образующиеся на ветвях деревьев и достигающие земли. Возникают у баньяна, фикуса.

6. Ходульные корни. У растений, произрастающих в приливно-отливной зоне, развиваются ходульные корни. Они высоко над водой удерживают на зыбком илистом грунте крупные облиственные побеги.

7. Дыхательные корни образуются у растений, которым не хватает кислорода для дыхания. Растения произрастают в преизбыточно увлажненных местах – в топких болотах, заводях, морских лиманах. Корни растут вертикально вверх и выходят на поверхность, поглощая воздух. Примером могут быть ива ломкая, болотный кипарис, мангровые леса.

6. Процессы жизнедеятельности в корне

1 - Всасывание корнями воды

Всасывание воды корневыми волосками из почвенного питательного раствора и проведение её по клеткам первичной коры происходит за счет разницы давлений и осмоса. Осмотическое давление в клетках заставляет минеральные вещества проникать в клетки, т.к. их содержание солей в них меньше, чем в почве. Интенсивность поглощения воды корневыми волосками называется сосущей силой. Если концентрация веществ почвенного питательного раствора будет выше, чем внутри клетки, то вода будет выходить из клеток и наступит плазмолиз – растения завянут. Такое явление наблюдается в условиях сухости почвы, а также при неумеренном внесении минеральных удобрений. Корневое давление можно подтвердить с помощью серии опытов.

Растение с корнями опускается в стакан с водой. Поверх воды для защиты её от испарения нальём тонкий слой растительного масла и отметим уровень. Через день-два вода в ёмкости опустилась ниже отметки. Следовательно, корни всосали воду и подали её наверх к листьям.

Цель: выяснить основную функцию корня.

Срежем у растения стебель, оставив пенёк высотой 2-3 см. На пенёк наденем резиновую трубку длиной 3 см, а на верхний конец наденем изогнутую стеклянную трубку высотой 20-25 см. Вода в стеклянной трубке поднимается, и вытекает наружу. Это доказывает, что воду из почвы корень всасывает в стебель.

Цель: выяснить, как температура влияет на работу корня.

Один стакан должен быть с тёплой водой (+17-18ºС), а другой с холодной (+1-2ºС). В первом случае вода выделяется обильно, во втором – мало, или совсем приостанавливается. Это является доказательством того, что температура сильно влияет на работу корня.

Тёплая вода активно поглощается корнями. Корневое давление повышается.

Холодная вода плохо поглощается корнями. В этом случае корневое давление падает.

2 - Минеральное питание

Физиологическая роль минеральных веществ очень велика. Они являются основой для синтеза органических соединений и непосредственно влияют на обмен веществ; выполняют функцию катализаторов биохимических реакций; воздействуют на тургор клетки и проницаемость протоплазмы; являются центрами электрических и радиоактивных явлений в растительных организмах. С помощью корня осуществляется минеральное питание растения.

3 - Дыхание корней

Для нормального роста и развития растения необходимо чтобы к корню поступал свежий воздух.

Цель: проверить наличие дыхания у корней.

Возьмём два одинаковых сосуда с водой. В каждый сосуд поместим развивающие проростки. Воду в одном из сосудов каждый день насыщаем воздухом с помощью пульверизатора. На поверхность воды во втором сосуде нальём тонкий слой растительного масла, так как оно задерживает поступление воздуха в воду. Через некоторое время растение во втором сосуде перестанет расти, зачахнет, и в конце концов погибнет. Гибель растения наступает из-за недостатка воздуха, необходимого для дыхания корня.

Установлено, что нормальное развитие растений возможно только при наличии в питательном растворе трёх веществ – азота, фосфора и серы и четырёх металлов – калия, магния, кальция и железа. Каждый из этих элементов имеет индивидуальное значение и не может быть заменён другим. Это макроэлементы, их концентрация в растении составляет 10-2–10%. Для нормального развития растений нужны микроэлементы, концентрация которых в клетке составляет 10-5–10-3%. Это бор, кобальт, медь, цинк, марганец, молибден др. Все эти элементы есть в почве, но иногда в недостаточном количестве. Поэтому в почву вносят минеральные и органические удобрения.

Растение нормально растёт и развивается в том случае, если в окружающей корни среде будут содержаться все необходимые питательные вещества. Такой средой для большинства растений является почва.

Особенности корневой системы как органа поглощения воды. Д.А. Сабинин, анализируя поглотительную деятельность корневой системы, обратил внимание на то, что скорость передвижения воды в почве крайне мала. За счет диффузии влага в почве передвигается не более чем на 1 см/сут. Уже при поглощении воды со скоростью 1 мг/(ч*см 2) быстро наступает иссушение почвы. Следовательно, в почве не вода движется к корню, а корень движется к воде в процессе роста. Н.А. Максимов очень образно писал об этом: «вопреки ходячему представлению, корневая система вовсе не неподвижна закреплена в определенном участке почвы, но все время движется в ней вперед и вперед, словно огромная стая мелких роющих животных, «обсасывая» каждую встречную песчинку и «слизывая» с нее, если так можно выразиться, те тончайшие пленки воды, которые ее одевают».

Это обстоятельство предопределяет специфическую организацию корневой системы – ее большие размеры и сильную разветвленность. Общая поверхность корней обычно превышает поверхность надземных органов в 130-140 раз. Уже у однолетнего сеянца яблони формируется 5-7 порядков ветвления корней общей протяженностью 250 м, а с корневыми волосками около 3 км. У взрослых растений корневая система измеряется десятками километров. Плотность корней древесных и травянистых растений в пахотном слое достигает 0,3-5 см на 1 см 3 почвы, тогда как для успешного азотного питания достаточно 01-1 см/см 3 .

Уникальная возможность корней осваивать новые объемы почвы, иссушив пространства, непосредственно прилегающие к ним, связана с наличием большого количества точек роста (на меристематические ткани приходится 10% массы корня, в стебле – только 1%), высокой скоростью ростовых процессов (1-10см/сут) и положительным гидротропизмом. Благодаря корневым волоскам увеличивается эффективный радиус корня. Корневые волоски играют заметную роль в снабжении растений водой и минеральными веществами, только если их диффузия к поверхности корня затруднена. В водной культуре корневые волоски обычно не образуются.

Следовательно, решающее значение для функционирования корневой системы как поглощающего воду органа является не столько ее общая протяженность или поглощающая поверхность, динамический признак – скорость новообразования и роста корней. У растения ржи, выращенного в искусственных условиях, общая длина всех корней увеличивалась за сутки на 5 км. Однако в биогеоценозе с большой густотой стояния растений размеры корневой системы значительно меньше. Недостаток влаги в почве вызывает торможение роста надземных органов, рост же корневой системы сначала может стимулироваться. Исследование как травянистых, так и древесных растений показали, что водный дефицит и хорошая аэрация почвы стимулируют образование более мощной корневой системы и проникновение ее в более глубокие слои почвенного профиля. Это защитная реакция растений, направленная на добывание воды. при этом надо иметь в виду, что при недостатке воды рост корня ориентирован по градиенту влажности, а не силы тяжести. В засушливых условиях формируется в 3-4 раза большая корневая система, чем во влажных. Во время засухи сначала тормозится рост побегов, а потом уже корней. Усиленное разрастание корневой системы отрицательно сказывается на приросте надземной массы и продуктивности растений. Оптимальное соотношение надземной и подземной массы обеспечивается достаточным водоснабжением и питанием сельскохозяйственных культур и является залогом их высокой продуктивности.

Особенности анатомического строения корня, обуславливающие поглотительную функцию. Известно, что корень делится на четыре зоны (рис.8): деления клеток, растяжения, всасывания (или корневых волосков), и проводящую (или зону опробковения).

Рис. 8 Строение корня:

а – зоны корня: 1 – корневой чехлик; 2 – зона деления клеток; 3 – зона растяжения клеток; 4 – зона дифференцировки клеток (зона корневых волосков); 5 - зона опробковения (зона проведения); б – поперечный разрез: 1 – корневой волосок; 2 – первичная кора; 3 – эндодерма; 4 – перицикл; 5 – ситовидные трубки; 6 - сосуды

Зона деления клеток, защищенная корневым чехликом, нуждается в небольшом количестве воды, клетки характеризуются корневыми ядрами, большой насыщенностью цитоплазмой, отсутствием вакуолей, первичным строением клеточных оболочек. Их водный потенциал определяется в основном матричным потенциалом, то есть способностью к набуханию коллоидов протоплазмы и клеточных стенок (- = - m).

Поглощение воды интенсивно начинается с зоны растяжения. Здесь идет усиленное новообразование белков цитоплазмы (их содержание в пересчете на клетку возрастает в 1,5 – 2 раза), что усиливает возможности матричного связывания воды. значительное увеличение объема клеток достигается за счет образования крупной центральной вакуоли, которая служит резервуаром осмотически активных веществ. Так появляется второй компонент водного потенциала – осмотический. Одновременно с возрастанием объема наблюдается размягчение и растяжение клеточной оболочки. Благодаря эластичности они не оказывают сопротивления поглощению воды. поэтому водный потенциал определяется суммой матричного и осмотического потенциалов: - = (- m) + (- π) и обеспечивает коллосальную способность поглощать воду. Содержание воды в расчете на клетку возрастает от (1-5)*10 -8 2 в зоне деления до (6-35)*10 -8 2 при растяжении.

Зона корневых волосков является основной поглощающей зоной корня, которая направляет воду в русло дальнего транспорта. Эпиблема покрывает молодые корни. Она состоит из одного слоя клеток. Наружные стенки клеток эпиблемы не имеют ни кутикулы, ни воска, поэтому они хорошо приспособлены для поступления воды. Некоторые клетки эпиблемы вытягиваются и превращаются в корневые волоски. Следовательно, эпиблема как поглощающая ткань неоднородна. Благодаря корневым волоскам поверхность корня, соприкасающаяся с почвой, увеличивается в 10-15 раз. Кроме того, транспортные белки, находящиеся в плазмалемме корневых волосков, активнее, чем в других клетках. Из корневых волосков идет больше плазмодесм в клетки экзодермы. Корневые волоски живут несколько дней и отмирают. Вместо них в верхней части зоны растяжения образуются новые. Постепенно по мере роста корня эпиблема заменяется пробкой. Сильная вакуолизация клеток зоны всасывания (с корневыми волосками и без них), высокая степень развития мембранных структур и ограниченная растяжимость закончивших формирование клеточных стенок выполняют роль механизмов осмотической регуляции транспорта воды, при этом наряду с осмотическими силами большое значение имеет развиваемое гидростатическое давление (Ψ р). Поэтому –Ψ = (-Ψ π) + Ψ р.

Поглотительная функция проводящей зоны корня из-за опробковения покровных тканей заметно снижена. Однако и опробковевшая часть корня может поглощать воду. Это имеет особое значение для многолетних растений. У растений, обладающих микоризой, последняя выполняет функцию дополнительной поглощающей поверхности, особенно в более старых частях корня.

Механизм поступления воды из почвы в корень . Почти вся поглощаемая растением вода поступает в него через корни. Лишь незначительное количество воды поглощают надземные органы растений. Для поступления воды в корень необходимо, чтобы водный потенциал почвы был более высоким, чем водный потенциал корня. То есть должен быть градиент водного потенциала между почвенным раствором и клетками корня.

Величина водного потенциала почвы определяется выражением:

Ψ поч. = Р – π поч. – m поч. ,

где Р, π поч, m поч – гидростатическое, осмотическое и матричное давление в почве. Величина Ψ поч. Сильно варьирует в зависимости от типа почвы и окружающих условий. После дождя водный потенциал почвы равен нулю, и вода легко поступает в корни. По мере подсыхания почвы её водный потенциал понижается (становится отрицательным). Когда водный потенциал почвы ниже водного потенциала клеток корня, растения завядают. Такую степень увлажнения почвы называют влажностью завядания . Для разных почв она различна: для песка – 1,3 %, для суглинка – 14,5 %. Устойчивое завядание растений часто происходит, когда Ψ поч. падает ниже -1,5 МПа. В этих условиях ни одно растение не может получить воду из почвы. Можно считать, что мезофиты хорошо обеспечены водой, если Ψ поч. не опускается ниже -0,5 МПа. В природных условиях, а также при выращивании отдельных растений без полива в средней климатической зоне Ψ поч. колеблется в диапазоне от -0,5 до -1,2 МПа. В этих условиях вода остается доступной для растений без заметного снижения скорости её поглощения и подавления роста.

Градиент водного потенциала между почвой и клетками корня создается с помощью двух механизмов. Во-первых, благодаря активному поглощению клетками веществ из почвы и, во-вторых, благодаря испарению воды из листьев. В результате этих двух процессов повышается концентрация клеточного сока в клетках корня. Чем меньше насыщенность клеток водой, тем меньше их водный потенциал (более отрицателен). Поступление воды в корень идет в сторону более отрицательного водного потенциала.