Презентация вода в жизни растений: Презентация по биологии «Значение воды для жизни растений, животных и человека»

Вода в жизни растений презентация, доклад

Вода в жизни растений

Юрина И.В.
учитель химии и биологии
МБОУ СОШ №18
им. Э.Д. Потапова
г. Мичуринска
Тамбовской области

Вспомните эти понятия и термины

химические элементы
водные растения
растения избыточно увлажнённых мест обитания
растения мест достаточного увлажнения
растения сухих мест обитания

Когезия

способность молекул воды притягиваться друг к другу

Адгезия

 (от лат. adhaesio — прилипание) – сцепление двух соприкасающихся поверхностей разнородных твёрдых или жидких тел, обусловленное силами межмолекулярного притяжения, которое обеспечивает целостность вещества.
способность воды прилипать к другим веществам, например к стеклу

Направление движения воды в растениях.

Эти свойства воды имеют огромное значение для живых организмов, и в частности для растений.
Под действием силы тяжести дождевая или талая вода просачивается в глубь почвы, пополняя горизонт подземных вод.
Благодаря адгезии вода способна подниматься из подземных горизонтов по частичкам почвы, заполняя пустоты между ними.

Увядание

Вода придаёт упругость растительным клеткам, обеспечивая тем самым определённое расположение отдельных органов растений, в частности листьев.
При недостатке воды упругость клеточных стенок снижается, вместе с этим изменяется и положение листьев в пространстве. Растение увядает.

Значение воды для растений

Поддерживает тургор клеток.
Вода охлаждает растение при испарении через устьица.
В виде снега она является теплоизолятором, поэтому температура под снегом выше, чем над его поверхностью.
Зимой под тяжестью накопив­шегося в кронах снега сгибаются, а часто и ломаются стволы деревьев.

Экологические группы растений по отношению к воде

Растения

Гидатофиты

Гидрофиты

Гигрофиты

Мезофиты

Ксерофиты

Суккуленты

Склерофиты

Гидатофиты

(от греческого «hydatos» («гидатос») — вода и «фитон») — растения, целиком или почти целиком погружённые в воду.
К этой группе относятся различные виды рясок, кувшинок, рдестов, элодея канадская, роголистник погружённый, телорез обыкновенный, водокрас лягушачий, турча болотная и некоторые другие.
Характерной особенностью этих растении является губчатость тканей, т. е. наличие полостей, заполненных воздухом. У полностью погружённых гидатофитов устьица не функционируют.
К этой группе относятся различные виды рясок, кувшинок, рдестов, элодея канадская, роголистник погружённый, телорез обыкновенный, водокрас лягушачий, турча болотная и некоторые другие.

Гидатофиты

Роголистник погружённый

Поперечный разрез стебля кубышки жёлтой, на котором видны воздухоносные полости

Гидрофиты

(от греческого «hydor» («гидор») — вода и «фитон») — наземно-водные растения, растущие по берегам водоёмов.
В эту группу входят рогозы широколистный и узколистный, стрелолист обыкновенный, частуха подорожниковая, тростник обыкновенный, ирис аировидный и многие другие.
У них хорошо развиты проводящие и механические ткани.

Гидрофиты

Стрелолист обыкновенный

Гигрофиты

(от греческого «hygros» («гигрос») — влажный и «фитон») — наземные растения, произрастающие на влажных почвах и в условиях влажного воздуха.
они не имеют никаких приспособлений к засухе.
К ним относятся недотрога обыкновенная, сердечник луговой, подмаренник болотный, калужница болотная, бодяк огородный и другие растения.

Гигрофиты

Недотрога обыкновенная

Мезофиты

от греческого «mesos» («мезос») — средний и «фитон») — это наземные растения, произрастающие в условиях умеренной влажности.
К этой группе относятся лиственные деревья наших широт, большинство луговых и лесных травянистых растений и большинство культивируемых растений.
Очиток большой относится к суккулентам
В качестве примера можно привести следующие виды: золотая розга , костяника, лисохвост луговой, ежа сборная, клевер красный и многие другие.
Они способны переносить несильные засухи.

Мезофиты

Золотая розга

Ксерофиты

имеют необходимые морфофизиологические особенности, позволяющие им переносить сильные и длительные засухи

Ксерофиты

Суккуленты

Склерофиты

Ксерофиты

Суккуленты (от латинского «succulentos» («суккулентус») — сочный) имеют хорошо развитую водозапасающую ткань, представляющую собой паренхиму с разросшимися клетками и уменьшенными размерами межклетников, которая развивается в листьях или стебле.
К суккулентам нашей области относятся очиток большой, очиток пурпурный, очиток большой относится едкий, молодило побегоносное, семпервивум к суккулентам русский, сведа простёртая.
Склерофиты (отгреческого «skleros» («склерос») — твёрдый и «фитон») имеют обычно узкие и мелкие листья, которые у ряда видов покрыты кутикулой или опушены, а у некоторых, например у ковылей, они складываются вдоль.
Количество воды в тканях склерофитов очень мало.
Цитоплазма их остаётся живой при значительных потерях влаги, смертельных для других растений.

Суккуленты Склерофиты

Очиток большой

Ковыль волосовидный

Следует помнить, что в условиях хорошего водоснабжения, при отсутствии конкуренции многие ксерофиты развиваются лучше, чем в естественных сухих биотопах.
Способность произрастать в засушливых условиях является примером широкой эколо­гической приспособляемости у целого ряда этих растений.
Площадь плодородных земель на земном шаре сравнительно мала, поэтому человек постоянно старается увеличить территорию сельскохозяйственных угодий, осваивая переувлажнённые и сухие почвы.
Осушение заболоченных почв требует огромных материальных затрат, а результаты часто оказываются очень далёкими от планировавшихся.
Избыточное орошение приводит к засолению почв.
История человечества знает огромное количество примеров, когда попытки «передела» природных ресурсов приводили к катастрофическим последствиям.
Использование научно обоснованных современных методов мелиорации позволит избежать ошибок прошлых поколений и даст возможность увеличить объёмы производства сельскохозяйственной продукции.

Домашнее задание

§ 4,
Ответить на вопросы после параграфа.

Презентация «Вода в жизни человека

Слайд 1

ЧТО

Слайд 2

ЧТО
МЫ ГОВОРИМ: ОНА ТЕЧЁТ, МЫ ГОВОРИМ: ОНА ИГРАЕТ, ОНА БЕЖИТ ВСЕГДА ВПЕРЁД, НО НИКУДА НЕ УБЕГАЕТ.

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

ЧТО
КАКОЕ СЛОВО ОБЪЕДИНЯЕТ ВСЕ ЭТИ ИЛЛЮСТРАЦИИ?

Слайд 7

ЧТО
ВОДА!

Слайд 8

ЧТО
КАКАЯ ЖЕ ТЕМА УРОКА СЕГОДНЯ?

Слайд 9

ЧТО
Вода. Вода в жизни человека. Вода в жизни растений.

Слайд 10

ЧТО
А СКОЛЬКО ВОДЫ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА?

Слайд 11

Слайд 12

ЧТО
ЗНАЧИТ ВОДА НЕОБХОДИМА ЧЕЛОВЕКУ?

Слайд 13

ЧТО
А КОМУ ЕЩЕ НУЖНА ВОДА?

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

ЧТО
ЗНАЧИТ ВОДА НЕОБХОДИМА…

Слайд 22

ЧТО
ЗНАЧИТ ВОДА НЕОБХОДИМА ВСЕМ НА ПЛАНЕТЕ!

Слайд 23

ЧТО
ЛЮДИ ПРИДУМАЛИ МНОГО ПОСЛОВИЦ О ВОДЕ.

Слайд 24

ЧТО
ЛЕС И ВОДА – РОДНЫЕ БРАТ И СЕСТРА.

Слайд 25

ЧТО
ПОД ЛЕЖАЧИЙ КАМЕНЬ И ВОДА НЕ ТЕЧЁТ.

Слайд 26

ЧТО
КАКИЕ ПОСЛОВИЦЫ ЗНАЕТЕ ВЫ?

Слайд 27

ЧТО
ОТКРОЙТЕ СТРАНИЦУ УЧЕБНИКА 92-93, СКАЖИТЕ ЧЕМ МЫ БУДЕМ СЕГОДНЯ ЗАНИМАТЬСЯ?

Слайд 28

ЧТО
ПРАВИЛЬНО, МЫ ДОКАЖЕМ, ЧТО РАСТЕНИЯ НЕ МОГУТ ЖИТЬ БЕЗ ВОДЫ.

Слайд 29

ЧТО
ЧТО НАМ ПОНАДОБИТСЯ ДЛЯ РАБОТЫ?

Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

Слайд 33

Слайд 34

ЧТО
КАКУЮ ВОДУ НЕОБХОДИМО ИСПОЛЬЗОВАТЬ?

Слайд 35

ЧТО
ПРАВИЛЬНО, ПОДГОТОВЛЕННУЮ ЗАРАНЕЕ.

Слайд 36

ЧТО
С ЧЕГО НАЧНЁМ РАБОТУ?

Слайд 37

ЧТО
ПРАВИЛЬНО, С ПЛАНА. (СТРАНИЦА 93)

Слайд 38

ЧТО
МОЛОДЦЫ, НАЧНЁМ РАБОТУ.

Слайд 39

Слайд 40

Слайд 41

Слайд 42

ЧТО
ВО ВТОРОЕ БЛЮДЦЕ ПОЛОЖИМ НЕСКОЛЬКО СЕМЯН И ПРОСТО НАКРОЕМ ИХ.

Слайд 43

ЧТО
ТЕПЕРЬ БУДЕМ НАБЛЮДАТЬ.

Слайд 44

ЧТО
ЧЕРЕЗ НЕСКОЛЬКО ДНЕЙ…

Слайд 45

Слайд 46

Слайд 47

ЧТО
ЧТО НЕЛЬЗЯ ЗАБЫВАТЬ ДЕЛАТЬ?

Слайд 48

ЧТО
ПРАВИЛЬНО, ПОЛИВАТЬ.

Слайд 49

ЧТО
А В НАШЕМ КЛАССЕ ЧТО НЕОБХОДИМО ПОЛИВАТЬ?

Слайд 50

ЧТО
ПРАВИЛЬНО, НАШИ ЦВЕТЫ.

Слайд 51

Слайд 52

ЧТО
МОЖНО НАЗВАТЬ ЦВЕТЫ НАШИМИ ПОМОЩНИКАМИ?

Слайд 53

ЧТО
КОНЕЧНО. ПОЧЕМУ?

Слайд 54

ЧТО
РАСТЕНИЯ ПОГЛОЩАЮТ УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ, ВЫДЕЛЯЮТ КИСЛОРОД, УКРАШАЮТ ДОМ И ДАЖЕ ЛЕЧАТ ЛЮДЕЙ!

Слайд 55

Слайд 56

ЧТО
УЗНАЁТЕ?

Слайд 57

Слайд 58

Слайд 59

Слайд 60

ЧТО
КАК ЖЕ ПРАВИЛЬНО УХАЖИВАТЬ ЗА ЦВЕТАМИ В ПОМЕЩЕНИИ?

Слайд 61

Слайд 62

ЧТО
ЧЕМ МЫ СЕГОДНЯ ЗАНИМАЛИСЬ? ЧТО БЫЛО ИНТЕРЕСНО? ЧТО БЫЛО СЛОЖНО?

Слайд 63

ЧТО
МОЛОДЦЫ! ПРОДОЛЖИМ НАШЕ НАБЛЮДЕНИЕ ЗА СЕМЕНАМИ.

Слайд 64

ИНТЕРНЕТ-РЕСУРС: http://vahe-zdorovye.ru/novosti/voda-v-jizni-cheloveka http://www.prodetey.ru/12923-rebenok-boitsya-vody http://fitfixed.com/training/advise/ne-dat-sebe-zasohnut-pem-po-raspisaniyu/ http://photo.99px.ru/en/135564/ http://wallpaperscraft.ru/download/lilii_kuvshinki_voda_listya_glad_otrazhenie_kapli_22814/1920×1080 http://www.dreampics.ru/picture.php?id=35801 http://oboi-na-stol.com/zhivotnye-kot-koshka-kuhnya-seryy-yazyk-voda-pyot-petrushka-ukrop http://yablor.ru/blogs/jivotnie-pod-vodoy/1624802 http://interesko.info/chio/page/218/ http://lubdacha.ru/perets/319-podgotovka-semyan-pertsa-k-posevu.html http://internetreport.ru/2015/03/17/podgotovka-semyan-perca-k-posevu.html http://www.floraplast.ru/catalog/20_lejki_opryskivateli/lejki/page3/?sort_by=date http://ogorod.guru/ovoschi/perec/vyraschivanie-perca-na-priusadebnom-uchastke-iz-semyan.html http://tolkovanieimen.ru/tag/ http://www.pristavtmn.ru/talk.php?xvplc=spros/topic-331

Слайд 65

Список использованной литературы: 1. Роговцева Н.И. Технология. 1 класс: учебник. – М.:Просвещение, 2012. – 128 с. 2. 1000 загадок. Для начальной школы. Автор-сост. В.Н. Иванкова. – М.: ООО «Аквариум-Принт», 2006. – 256 с.

Слайд 66

Автор презентации: Неуймина Оксана Геннадьевна, учитель начальных классов (1 категория) гимназия № 73, город Санкт-Петербург.

Слайд 67

Презентация по предмету «Технология, 1 класс» Н.И.Роговцева серия «Перспектива» Тема: «Вода в жизни человека. Вода в жизни растений.» Презентация авторская, любое копирование с разрешения автора – [email protected]

Вода в растениях. Онлайн-учебник по биологии

Учебники по биологии > Биология растений > Вода в растениях

Процесс транспирации в растениях

Содержание

растительные процессы. Это будет более или менее краткий обзор нескольких руководящих принципов движения воды применительно к растениям.

Молекулярное движение

Диффузия

Диффузия — это чистое перемещение молекул или ионов из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией. Думайте об этом как о восстановлении баланса. Говорят, что молекулы или ионы движутся по градиенту диффузии. Если молекулы или ионы движутся в противоположном направлении, говорят, что они движутся против градиента диффузии. Диффузия будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто состояние равновесия. На скорость диффузии влияют, среди прочего, температура и плотность вовлеченных молекул. В листьях вода диффундирует через устьица в атмосферу.

Осмос

Осмос в растительных клетках в основном представляет собой диффузию молекул через полупроницаемую или дифференциально проницаемую мембрану из области с более высокой концентрацией растворенного вещества в область с более низкой концентрацией растворенного вещества. Применение давления может предотвратить возникновение осмоса. Физиологи растений любят более точно описывать осмос с точки зрения потенциалов. Осмотический потенциал – это минимальное давление, необходимое для предотвращения движения жидкости в результате осмоса. Жидкость будет поступать в клетку посредством осмоса до тех пор, пока осмотический потенциал не уравновесится сопротивлением клеточной стенки расширению. Любая вода, полученная в результате осмоса, может помочь сохранить растительную клетку жесткой или набухшей. Тургорное давление, возникающее на клеточные стенки в результате поступления воды в клеточные вакуоли. Это давление также называют потенциалом давления. Хруст при надкусывании стебля сельдерея возникает в результате нарушения тургорного давления клеток. осмотический потенциал и потенциал давления вместе составляют водный потенциал растительной клетки. Если рядом находятся две клетки с разным водным потенциалом, вода будет перемещаться из клетки с более высоким водным потенциалом в ячейку с меньшим водным потенциалом. Вода поступает в клетки растений из окружающей среды путем осмоса. Вода движется потому, что общий водный потенциал почвы выше, чем водный потенциал корней и частей растения. Если почва высохнет, то не будет чистого движения в растительные клетки, и растение погибнет.

Плазмолиз

Плазмолиз – это потеря воды в результате осмоса и сопутствующее сморщивание протоплазмы от клеточной стенки. Когда это происходит, говорят, что клетка подверглась плазмолизу. Этот процесс можно обратить вспять, если клетку поместить в пресную воду и позволить клетке восстановить свое тургорное давление. Однако, как и у всего живого, существует точка невозврата, и клетка может получить необратимое или фатальное повреждение.

Пропитка

Пропитка — набухание живых или мертвых тканей в несколько раз по сравнению с их первоначальным объемом. Это является результатом электрических зарядов материалов во взвешенном состоянии (коллоидных), таких как минералы, целлюлоза и крахмалы, притягивающих сильно полярные молекулы воды, которые затем перемещаются в клетку. Этот процесс набухания является начальным этапом прорастания семян.

Активный транспорт

Активный транспорт — это движение веществ с помощью энергии против диффузионного или электрического градиента. Для этого процесса требуются ферменты и «протонный насос», встроенный в плазматическую мембрану. Насосы приводятся в действие молекулами АТФ — клеточной молекулой-аккумулятором энергии.

Вода и ее перемещение по растению

Примерно 90% воды, поступающей в растение, теряется в результате транспирации. Испарение — это испарение воды через листья, чтобы освежить вас. Кроме того, менее 5% поступающей в растение воды теряется через кутикулу. Вода жизненно важна для жизни растений не только из-за тургорного давления, но и большая часть клеточной активности происходит в присутствии молекул воды, а внутренняя температура растения регулируется водой. Вспомните, что пути ксилемы идут от самой маленькой части самых молодых корней вверх по растению и к кончику самого маленького и самого молодого листа. Эта внутренняя водопроводная система в сочетании с флоэмой и ее системой транспортировки питательных веществ поддерживает потребности растения в воде и ресурсах. Вопрос о процессах, посредством которых вода поднимается по столбам, иногда значительной высоты, годами изучался и обсуждался в ботанических кругах. Конечным результатом является теория сцепления-напряжения.

Теория сцепления-напряжения

Полярные молекулы воды прилипают к стенкам ксилемных трахеид и сосудов и соединяются друг с другом, что создает общее напряжение и образует «колонны» воды в растении. Столбы воды движутся от корня к побегу, а содержание воды в почве снабжает «столбцы» водой, которая поступает к корням посредством осмоса. Разница между водными потенциалами почвы и воздуха вокруг устьиц способна производить достаточную силу, чтобы транспортировать воду по растению снизу вверх, и таким образом происходит цикл.

Транспортировка пищевых веществ (органических растворенных веществ) в растворе

Флоэма отвечает за транспортировку пищевых веществ по всему растению. Как и движение воды в растениях, движение органических растворенных веществ в растениях изучалось и обсуждалось годами. В настоящее время принятой гипотезой является гипотеза потока и давления для переноса растворенных веществ.

Гипотеза давления-потока

Гипотеза давления-потока по существу является источником и гипотеза раковины . Пищевые вещества, которые находятся в растворе, вытекают из источника, который обычно находится там, где вода поглощается осмосом (корни; запасающие пищевые ткани, такие как кора корня или корневища, и пищевые ткани, такие как мезофилл в листьях) и пищевые вещества. затем от них отказываются в пункте назначения или в приемнике, где пищевые ресурсы будут использованы для роста. Идея состоит в том, что органические растворенные вещества перемещаются по градиенту концентрации, существующему между источниками и поглотителями.

В источнике происходит загрузка флоэмы, и сахара активным транспортом перемещаются в ситовидные трубки мельчайших жилок. Общий водный потенциал в ситовидной трубке падает, и затем вода через осмос поступает в клетки флоэмы. Возникающего тургорного давления от движения воды достаточно, чтобы прогнать раствор через ситовую сеть в сток. Сахар выгружается в раковину за счет активного транспорта, а затем вода выходит из концов ситовых трубок. Давление падает при выходе воды, что вызывает массовый поток от более высокого давления в источнике к теперь более низкому давлению в стоке. Большая часть воды, которая выходит из ситовидных трубок, диффундирует обратно в ксилему, где она может рециркулировать, испаряясь, когда достигает источника. В двух словах, массовый поток вызван падением тургорного давления в стоке по мере удаления молекул сахара. Это создает следующий толчок материалов к раковине.

Регуляция транспирации

Устьица отвечают за регуляцию транспирации и газообмена посредством замыкающих клеток. Поры устьиц закрыты, когда тургорное давление в замыкающих клетках низкое, и открыты, когда тургорное давление высокое. Изменения происходят при изменении интенсивности света, концентрации углекислого газа или концентрации воды. Замыкающие клетки устьиц используют энергию для поглощения ионов калия из соседних эпидермальных клеток. Поглощение открывает устьица, потому что водный потенциал в устьицах падает, вода перемещается в замыкающие клетки и увеличивает тургорное давление. Когда ионы калия высвобождаются, вода покидает клетки, поскольку водный потенциал снова меняется. Есть свидетельства того, что устьица закрываются при водном стрессе, но также, по-видимому, есть некоторые признаки того, что вовлеченные гормоны вызывают потерю ионов калия замыкающими клетками и, таким образом, закрытие пор.

Большинство растений днем ​​держат устьица открытыми, а ночью закрывают. Однако есть растения, которые поступают наоборот и открывают устьица ночью, когда общий водный стресс ниже. Эти растения имеют особую форму фотосинтеза, называемую фотосинтезом CAM , поскольку стандартный источник углекислого газа отключается, когда устьица закрыты в дневное время. Есть пустынные растения, способные запасать углекислый газ в своих вакуолях в виде органических кислот, которые в дневное время снова превращаются в углекислый газ для стандартных процессов фотосинтеза. Как упоминалось ранее, существуют также приспособления, такие как затонувшие устьица, которые уменьшают потерю воды. Подводные или частично погруженные растения обычно не имеют устьиц на подводных частях листьев.

Высокая влажность снижает интенсивность испарения, а низкая влажность ускоряет процесс. Существует прямая зависимость между температурой и движением воды из листа. При высоких температурах скорость транспирации увеличивается, а при более низких температурах происходит обратное.

Кредит: TutorVista

Потребность в минералах для роста

Многие внешние факторы влияют на темпы роста и качество. Минералы, имеющиеся в местной почве, являются одним из таких внешних источников. К наиболее распространенным элементам растений относятся углерод, водород, кислород, фосфор, калий, азот, сера, кальций, железо, магний, натрий, хлор, медь, марганец, кобальт, цинк, молибден и бор. Требуются и другие минералы, но они сильно различаются от растения к растению. Например, некоторым водорослям требуется большое количество йода и кремния, в то время как некоторым видам локовей требуется селен, который сам по себе ядовит для крупного рогатого скота.

Макроэлементы и микроэлементы

При недостатке любого из этих элементов в почве и дефицит не компенсируется добавлением компостных удобрений, растения будут демонстрировать характерные симптомы дефицита минералов. Большинство коммерческих удобрений представляют собой определенное соотношение азота, фосфора и калия и, таким образом, способны компенсировать широкий спектр проблем. В качестве примера использования эфирного элемента в растениях мы рассмотрим несколько элементов и то, как они используются:

• Азот — используется при построении белков, нуклеиновых кислот и хлорофилла
• Калий — отвечает за процесс активации ферментов, обычно содержится в меристемах
• Кальций средней и жизненной частей играет непосредственную роль в перемещении веществ через клеточные мембраны
• Фосфор — играет жизненно важную роль в дыхании и клеточном делении, также используется в синтезе энергетических соединений — АТФ и АДФ
• Магний — центральный компонент молекулы хлорофилла, участвующий в активации ферментов
• Сера — структурный компонент многих аминокислот
• Железо — неотъемлемая часть образования хлорофилла и играет роль в дыхании 0 2 Манганец 2 —активатор ферментов
• Бор —роль в использовании ионов кальция не совсем ясна

Как видно из списка, все эти элементы в той или иной степени участвуют в жизненно важных процессах жизнеобеспечения!

Рекомендуемый источник

• Journal of Experimental Botany — отличный журнал по ботанике, посвященный росту и развитию растений, биологии клеток растений, метаболизму растений, взаимодействию растений с окружающей средой и молекулярной генетике сельскохозяйственных культур.

Викторина

Определите описываемый процесс. Выберите лучший ответ из поля ниже. Напишите его на отведенном месте.

диффузионный
осмос
плазмолиз
имбибиция
активный транспорт

Примечание: ответы вводятся с учетом регистра.

1. Использует АТФ-управляемые протонные насосы в плазматической мембране

2. Чистое перемещение молекул из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией

3. Пассивное движение молекул воды через полу- проницаемая мембрана

4. Потеря воды, приводящая к отслаиванию протоплазмы от клеточной стенки

5. Набухание тканей в несколько раз по сравнению с первоначальным объемом

В упомянутой ниже статье дается краткий обзор структуры, физических свойств и важности воды для жизни растений.

Структура воды:

Вода (H ₂ О) — нормальный оксид водорода, в котором два атома водорода соединены с атомом кислорода ковалентными связями, образующими угол 105° (рис. 2.1 А). Так как атом кислорода более электроотрицательный, чем атом водорода; электроны ковалентных связей стремятся притянуться к атому кислорода. Это приводит к частичному отрицательному заряду (δ ^– ) кислорода и равным частичным положительным зарядам (δ ⁺ ) каждого водорода в молекуле воды. Поскольку частичные отрицательный и положительный заряды равны, молекула воды не несет суммарного заряда и нейтральна.

Однако частичные отрицательный и положительный заряды на двух сторонах молекулы воды делают ее полярной молекулой, в результате чего положительная сторона одной молекулы воды притягивается к отрицательной стороне другой молекулы воды, образуя слабую электростатическую химическую связь между полярными молекулами воды. которая называется водородной связью и изображается пунктирной линией (рис. 2.1 Б). Водородные связи, присутствующие между молекулами воды, придают воде уникальные физические свойства.

Водородная связь представляет собой слабую электростатическую химическую связь, образованную между ковалентно связанным атомом водорода и сильно электроотрицательным атомом с неподеленной парой электронов, таким как азот или кислород, и представлена ​​пунктирной линией. Энергия водородной связи меньше ионной или ковалентной связи, но выше сил Ван-дер-Ваальса и колеблется в пределах 8-42 кДж/моль связи (кДж моль ^– ’).

В растениях водородные связи могут также образовываться между водой и другими веществами, особенно теми, которые содержат электроотрицательный атом O или N с неподеленными парами электронов. Водородные связи имеют огромное биологическое значение, особенно связь N-H…N, которая позволяет создавать сложные белки и нуклеиновые кислоты.

Физические свойства воды:

Природная вода (дождевая, родниковая, речная и т.п.) никогда не бывает чистой и содержит растворенные в ней вещества. Однако чистая вода представляет собой бесцветную жидкость без запаха с мол. вес. 18 Дальтон, т.пл. 0°С, кип. 100°C и максимальной плотностью 1 г. на см ³ при 4°С.

Удельная теплоемкость :

Количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры единицы массы вещества на 1°С, называется удельной теплоемкостью. За 1 гр. чистой воды это значение равно 1 калории (4,184 джоуля). Удельная теплоемкость воды выше, чем у других жидкостей (кроме жидкого аммиака).

РЕКЛАМА:

Это связано с наличием водородных связей между молекулами воды. Когда температура воды повышается, молекулы воды вибрируют быстрее и поглощают большое количество энергии, чтобы разорвать водородные связи. Следовательно, для повышения его температуры требуется относительно большой расход энергии по сравнению с другими жидкостями. Высокая удельная теплоемкость воды имеет большое значение для защиты растений от потенциально вредных колебаний температуры.

Скрытая теплота парообразования :

Энергия, необходимая для превращения жидкости в газообразную (парообразную) фазу при постоянной температуре. Для воды скрытая теплота парообразования составляет 44 кДж моль ^-1 при 25°С и является самой высокой известной величиной среди всех жидкостей. Большая часть этой энергии необходима для разрыва водородных связей между молекулами воды. Более высокая скрытая теплота парообразования воды позволяет растениям охлаждаться, рассеивая тепло посредством транспирации листьев.

Скрытая теплота плавления :

Тепловая энергия, необходимая для превращения единицы массы твердого тела в жидкость при той же температуре. Чтобы растопить 1 г льда при 0°С, требуется 80 кал. Требуется (335 Дж) энергии, что опять же является очень высоким значением, вызванным наличием водородных связей, даже несмотря на то, что лед имеет меньше водородных связей на молекулу, чем жидкая вода. Во льду каждая молекула воды соединена с четырьмя другими Н-связями, образуя тетрагидральную структуру (рис. 2.1 В). Тетрагидроны расположены таким образом, что кристаллы льда в основном имеют шестиугольную форму.

Когда лед превращается в жидкую воду, молекулы воды удаляются друг от друга. Однако примечательно, что его объем действительно уменьшается при плавлении. Причина кроется в том, что в жидкой воде молекулы воды упакованы более эффективно, чем во льду. В воде каждая молекула соединена Н-связями с 5 или более другими молекулами.

Расширение и плотность воды :

Вода имеет свойство расширяться при замерзании, и ее плотность уменьшается. Следовательно, лед имеет меньшую плотность, чем вода, и зимой он плавает поверх океанов, озер, рек и т. д. и обеспечивает защиту форм жизни, растущих под ним. При охлаждении вода достигает максимальной плотности 0,999973 г/см ³ при 3,98°C (или около 1 г/см при 4°C). Вода расширяется при температуре, падает до 0°C. Его плотность при 0°С составляет 0,999841 г/см ³ . При замерзании вода еще больше расширяется, образуя лед плотностью 0,9168 г/см ³ при 0°С. Это расширение воды при отрицательных температурах часто приводит зимой к разрыву водопроводных труб.

Когезионные и адгезионные свойства:

Взаимная сила притяжения между подобными молекулами, например, в воде (за счет водородных связей), называется сцеплением. С другой стороны, притяжение воды к твердой фазе, такой как клеточная стенка или поверхность стекла, называется адгезией. Большое значение для выделения сока в растениях имеют когезионные и адгезивные свойства воды.

Поверхностное натяжение :

Поверхностное натяжение возникает из-за сил притяжения, существующих между молекулами жидкости на открытой граничной поверхности этой жидкости, и измеряется силой на единицу длины (ньютон/метр), действующей на поверхность под прямым углом к ​​любой линии, проведенной на поверхность.

Что касается воды, молекулы воды на границе воздух-вода постоянно втягиваются в жидкость из-за когезии, чем в газовую (паровую) фазу на другой стороне поверхности. Это неравномерное притяжение молекул воды стремится минимизировать площадь поверхности на границе воздух-вода и воздействует на последнюю силой или поверхностным натяжением.

Поверхностное натяжение воды относительно выше, чем у большинства других жидкостей (за исключением гидразина и большинства металлов в жидком состоянии, таких как ртуть). Поверхностное натяжение отвечает за «транспирацию», которая способствует подъему сока у высших растений.

Прочность на растяжение:

РЕКЛАМА:

Это способность сопротивляться вытягиванию без разрушения и измеряется как сила на единицу площади, например, в ньютонах на квадратный метр или в динах на квадратный сантиметр. Сцепление молекул воды придает воде высокую прочность на растяжение, что позволяет столбу воды в элементах ксилемы ствола тянуться к верхушкам высоких деревьев, не ломаясь.

Вода в качестве растворителя:

Полярность воды делает ее отличным растворителем. Вода растворяет большее количество и более широкий спектр веществ, чем любой другой обычный растворитель. Вода является особенно сильным растворителем для электролитов и других веществ, таких как сахара, белки и т. д., которые имеют полярные группы -OH или -NH ₂ . Вода образует экран вокруг заряженных ионов или заряженной поверхности растворителей из-за своей полярной природы, тем самым уменьшая электростатическое взаимодействие между заряженными веществами и увеличивая их растворимость.

Значение воды для жизни растений:

Жизнь немыслима без воды и растения не исключение. Вода составляет 80-95% от общей массы растущих тканей растений. Семена, которые являются наиболее сухими растительными тканями, все еще содержат 5-15% воды и должны поглотить значительное количество воды, прежде чем они прорастут.

РЕКЛАМА:

РЕКЛАМА:

я. Вода является наиболее известным растворителем и обеспечивает среду для движения молекул внутри и между клетками.

ii. Своей специфической биохимической активностью почти все молекулы протоплазмы обязаны водной среде (среде), в которой они существуют.

III. Вода оказывает большое влияние на структуры макромолекул, таких как белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и другие составляющие клетки.

ив. Вода принимает непосредственное участие во многих биохимических реакциях в клетках, таких как гидролиз, гидратация и дегидратация. Вода также является одним из исходных материалов для фотосинтеза.