Роль воды в жизни растений. Охлаждение, питание и оборот воды в растениях. Роль воды для растений
Значение воды для растений - Дом и хозяйство
Значение воды для растений. Фактор влажности.
Всему живому необходима вода и растениям в том числе. Трудно переоценить роль воды для растений. Без воды невозможна жизнедеятельность растительного мира.
О значении и роли воды в жизнедеятельности организма растений.
Значение воды для растений определяется целым рядом ее свойств. В организме растений она является основной средой (внутриклеточной и внеклеточной), в которой протекает обмен веществ у всех растений. В воде растворяются минеральные вещества, находящиеся в почве, что способствует лучшему усвоению их растениями. Только в водной среде растворяются и поступают в растения необходимые ему углекислота из воздуха и питательные вещества из почвы. Без водной среды немыслим ни один физиологический процесс, свойственный растениям. Обладая высокой удельной теплоемкостью, вода способствует относительной стабилизации температуры растений. Она связывает растение с почвой и атмосферой, обусловливая единство организма с условиями среды.
Фактор влажности для растений.
Для нормальной жизнедеятельности растения его клетки и ткани должны быть достаточно насыщены водой, особенно в тот период, когда в них активизируются жизненные процессы. Именно в это время содержание воды в клетках и тканях деятельных частей растений достигает от семидесяти до девяноста процентов.Вода в растениях, воздухе и почве в зависимости от времени года может находиться в жидком, газообразном и твердом состоянии.Летом вода является регулятором температуры листьев, она предотвращает их перегрев в результате транспирации. В зимнее время, находясь в твердом состоянии — в виде снега на поверхности земли, вода предохраняет растения от вымерзания. Растения, которые покрыты снегом, обычно хорошо перезимовывают, те же, что находятся не под снегом. Для бесперебойного снабжения водой своего загородного дома можно пробурить скважину под воду. На сайте http://aqua-grad.ru/prod/obustrojstvo-skvazhiny-na-vodu/ можно найти все оборудование для обустройства скважин и получить толковые советы профессионалов по организации водоснабжения загородного дома.
Далее - Фундамент на винтовых сваяхВернуться в меню разделаВернуться на главную страницуСмотрите - Зачем измерять влажность воздуха?
ruani.ru
Полив растений. Значение воды для растений
Полив растений. Значение воды для растений
Вода играет большую роль в жизни растений. Это ни для кого не секрет. Ее пьют люди, животные, а также растения. Страшно представить мир без воды. Что происходит, когда вода попадает в почву? Полив растений. Значение воды для растений. Проведя небольшое самостоятельное исследование по содержанию солей в воде, мы выяснили, что в дождевой воде она равны 0. То есть она ничего не содержит, одним словом она пустая. Это не плохо и не хорошо. Значит она чистая, но полезных микроэлементов для растений в ней нет. Если земля такая же пустая, то овощи в таких условиях расти не будут. Они конечно вырастут, но без ожидаемого урожая.
Зачем нужна вода? Хорошо удобренная почва содержит минеральные вещества, которые необходимы для роста растений. С помощью воды в растворенном виде они всасываются корнями. Таким способом растение питается.
Какой водой поливать? В домашних условиях воду лучше отстаивать перед поливом. Достаточно один день. Температура воды не ниже +20С.
Сейчас популярностью пользуется капельный полив, с помощью которого вода дозировано поступает в почву. Таким образом почва не плесневеет. Не появляются другие заболевания.
Полив растений с помощью насосов. На участках многие садоводы используют полив растений с помощью насоса типа «малыш». Это не всегда безопасно, поскольку насос не имеет возможности создавать давления и регулировать его. Поэтому все насадки-разбрызгиватели бесполезны. Полив струей из шланга может поломать молодые растения. В таких случаях лучше использовать другую систему полива. Вы можете выбирать насадки на шланг под свои задачи. Видео про тестирование насадок для полива растений можно найти на нашем канале здесь.
Уважаемые садоводы, цветоводы и строители. Присылайте Ваши истории по выращиванию овощей, цветов и других растений. Мы ждем от Вас фотографии вместе с вами, семьей на фоне посадок. Фотографии будут размещены на сайте в рубрике галерея или в тематической статье.
Подписавшись на новости, вы будете в курсе появления интересующей вас информации, а также проводимых акциях.
Группа вКонтактеГруппа на фейсбук, страница на фейсбукКанал на youtube
Одноклассники http://ok.ru/bestgardens
Полив растений. Значение воды для растений
Поделиться ссылкой:
Похожее
www.best-gardens.ru
Роль воды в жизни растений. Молекулярная структура и физические свойства воды
Для нормальной физиологической деят-ти клетка растения должна быть полностью насыщена водой (или близка к насыщению). В жизни клетки вода имеет значение для поддержания структуры цитоплазмы путем гидратации ее коллоидов и тургорного состояния. Кроме этого, вода необходима как среда для протекания обмена веществ, так как биохимические реакции возможны только между веществами, находящимися в растворенном состоянии. Вода является средой для переноса веществ, т.к. он происходит также только в растворенном состоянии. Вода служит регулятором t° тела раст., т. е. защищает его от быстрого охлаждения или перегревания. Растения относятся к пойкилотермным организмам, не имеющим постоянной t° тела, которая значительно зависит от t° среды, но в некоторой степени она может регулироваться водой. Этому способствуют такие, свойства воды, как теплоемкость и теплота парообразования. Теплоемкость воды, в сравнении со многими веществами, особенно металлами, очень высока. При нагревании она поглощает много тепла, а при охлаждении выделяет большое его количество. Это приводит к смягчению колебания t° тела растения при изменении t° среды. Также очень высока у воды теплота парообразования. Это приводит к тому, что при ее испарении затрачивается много тепла, которое выделяется органами растения, что вызывает значительное понижение их t°.
Физ. Свойства. Плотность воды определяется отношением ее массы к объему при определенной температуре. За единицу плотности воды принята плотность дистиллированной воды при температуре 4°С. Плотность воды зависит от температуры, количества растворенных в ней солей, газов и взвешенных частиц и изменяется от 1 до 1,4 г/см3. Благодаря сильному притяжению между молекулами у воды высокие температуры плавления (0° С) и кипения (100° С). Плотность воды в твердом состоянии меньше, чем в жидком. Следовательно, лед образуется на поверхности водоемов и не опускается на дно. Очень малая теплопроводность. При понижении температуры и давления понижается и теплопроводность. С понижением температуры и понижением плотности уменьшается теплопроводность. Поэтому происходит медленный нагрев и охлаждение водной массы. Проявляется это свойство в том, что снег предохраняет почву от промерзания, а лед - водоемы от промерзания.
Формула воды - Н2О (предложена в 1805 г Гумбольдтом и Гей-Люсаком), т.е. состоит из 1 атома кислорода и 2-х атомов водорода.
1). Молекула воды асимметрична, образует равнобедренный треугольник.
2). Молекула воды обладает полярностью, поэтому является электрическим диполем.
3). Молекулярная структура воды: вода находится в трех состояниях и осуществляет фазовые переходы.
2. Поступление воды в растительную клетку. Осмотическое давление и его значение в поглощении воды клеткой. Методы определения осмотического давления
Поглощение воды из внешней среды обязательное условие существования любого организма. Вода может поступать в клетку растений благодаря набуханию биоколлоидов, увеличивая степень их гидратации. Такое поступление воды характерно для сухих семян помещенных в воду. Однако главный способ поступления воды в живые клетки является ее осмотическое поглощение.
Осмосом называется прохождение растворителя в раствор, отделенный от него полунепроницаемой мембраной(т.е. пропускающей растворитель, но не молекулы растворенных веществ).
Природу осмоса стали изучать в 1826 году, когда фран. Физиолог Г.Дютроше сконструировал первый осмометр: пузырь из полупроницаемой пленки(пергамент, животный пузырь) с помещенной в него стеклянной трубочки заполнялся раствором сахара или другого орг. В-ва. После погружения пузыря в чистую водй наблюдался подъем уровня жидкости в трубке. Однако применявшееся пленка не были абсолютно полупроницаемыми и медленно проникавший сахар мешал количественному измерению осмотического давления.
В. Пфеффер изготовил «искусственную камеру». Основой ее служил пористый фарфоровый сосуд. Во внутреннюю полость наливался раствор желтой кровяной соли и сосуд помещался в раствор CuSO4. При взаимодействие этих веществ в порах фарфора образовывалось гелеобразная масса железистосинеродистой меди
Поступление воды в такого рода осмотическую ячейку приводит к увеличению объема жидкости и поднятию ее уровня в манометрической трубке до тех пор пока гидростатическое давление столба жидкости не повысится настолько, чтобы препятствовать дальнейшему увеличению объема раствора. В достигнутом состоянии равновесия полупроницаемая мембрана в 1 времени пропускает одинаковое количество воды в обоих направлениях. Гидростатическое давление в этом случае соответствует потенциальному осмотическому давлению П*
Вант-Гофф: для разбавленных растворов осмотическое давление при постоянной температуре определяется концентрацией частиц (молекул, ионов) растворенного вещества (числом их в 1 объема раствора). Потенциальное осмотическое давление выражается в Паскалях и отражает максимально возможное давление, которое имеет раствор данной концентрации, или максимальную способность раствора в ячейке поглощать воду.
П*= i*c*RT, где c-концентрация раствора в молях, T-абсолютная t, R-газовая постоянная, i-изотонический коэффициент, равный 1+α(n-1), где α-степень электролитической диссоциации, n-число ионов, на которые распадается молекула электролита
Значение осмотического давления в поглощении воды: от осмот давления зависит сосущая сила клетки, достигая у семян при 6%-ной окружающей влажности величины 4,0510Па(400Атм), что обеспечивает необходимое для прорастания поглощеия воды даже из сравнительно сухой почвы.
Осмотическое давление можно определить благодаря фотометрическому методу.
3. Термодинамические показатели водного режима: активность воды, химический и водный потенциалы. Методы определения водного потенциала.
Энергетический уровень молекул данного вещества, который выражается в скорости их диффузии наз-ют химическим потенциалом этого вещества(ψ). Хим потенциал чистой воды называют водным потенциалом. (ψh3o) Он характеризует способность воды диффундировать, испаряться или поглощаться и выражается в Паскалях. Наивысшая величина водного потенциала – у хим. Чистой воды, эта величина принята за нуль. Поэтому водный потенциал любого раствора и биологической жидкости имеет отрицательное значение. Водный потенциал складывается из осмотического потенциала ψs, потенциала давления ψp, гравитационного потенциала ψg, потенциала набухания биоколлоидов.
Для оценки степени участия воды в различных химических, биохимических и микробиологических реакциях широко применяют показатель активность воды aw, определяемый как отношение парциального давления паров воды над продуктом к парциальному давлению пара над чистой водой. Показатель «активность воды» был предложен У. Скоттом в 1953 г. и в настоящее время широко применяется на практике.
Методы определения водного потенциала: Метод Шардакова основан на подборе раствора, удельный вес, а соответственно и концентрация которого не изменяется после пребывания в нем растительных тканей в течении 20 минут. В этом случае величина осмотического потенциала раствора равна по модулю потенциалу растения.
4. Сосущая сила клетки и водный потенциал. Методы определения сосущей силы
Так как мембрана избирательно проницаема и вода проходит через нее значительно легче, чем вещества, растворенные в клеточном соке и цитоплазме, при помещении клетки в воду, то по законам осмоса она будет поступать внутрь клетки.
Силу с которой вода входит в клетку, называют сосущей силой S. Она тождественна водному потенциалу клетки(ψh3o). Величина сосущей силы определяется осмотическим давлением П* клеточного сока и тургорным (гидростатическим) давлением в клетке(Р), которое равно противодавлению клеточной стенки, возникающему при ее эластическом растяжении. S=П*-Р
При замене этих обозначений соответствующими термодинамическими величинами уравнение приобретает следующий вид: -ψh3o=-ψп-ψр
В условиях разной оводненности соотношения между всеми компонентами этого уравнения меняются. Когда клетка полностью насыщена водой(полностью тургесцентна), ее сосущая сила равна нулю, а тургорное давление равно потенциальному осмотическому: S=0, П*=Р. Состояние полного тургора наблюдается в клетке при достаточной влажности почвы и воздуха. Если подача воды к клетке уменьшается (при усилении ветра, при недостатке влаги в почве и т.д.), то вначале возникает водный дефицит в клеточной стенке, водный потенциал которых становится ниже, чем в вакуолях, и вода начинает перемещаться в клеточные стенки. Отток воды из вакуолей снижает тургорное давление в клетке и следовательно увеличивает их сосущую силу. При длительном недостатке влаги большинство клеток теряет тургор и растение повядает. В этих условиях Р=0, S=П*. Метод определения сосущей силы: Определение методом полосок (по Лилиенштерн) Принцип метода основан на подборе такой концентрации наружного раствора, при которой погруженные в раствор полоски растительной ткани не меняют своей длины, так как в поступлении воды наступает динамическое равновесие и объем клеток остается неизменным. При более высокой концентрации раствора длина полосок уменьшается. Если осмотическое давление меньше величины сосущей силы клетки, то клетка всасывает воду из раствора, увеличивается в объеме и длина полосок становится больше.
5. Состояние воды в растворах. Взаимодействие воды и биополимеров (белков), гидратация. Формы воды в клетке- свободная и связанная вода, их физиологическая роль
В электрическом поле катиона все ближайшие молекулы воды ориентируются отрицательными полюсами внутрь, а вокруг аниона внутрь направлены положительные полюсы молекулы воды. Этот внутренний, прочно связанный с ионами слой молекул воды называют первичной или ближней гидратацией. В процессе электрофореза он движется вместе с ионом как одно целое. Однако, ион связывая определенное число молекул воды из своего непосредственного окружения, в результате ион-дипольного взаимодействия ориентирует также более далеко расположенные диполи воды. Эту гидратацию называют вторичной(дальней).
В растворах содержащих ионы структура воды существенно меняется. В разбавленных растворах (<0,1моль/л) это происходит благодаря заряженным ионам. Маленькие ионы с большей плотностью заряда сильнее действуют на структуру чистой воды по сравнению с большими ионами, имеющими малую плотность заряда, и те и другие разрушают структуру воды: первые притягивают молекулы воды, вторые при внедрении в воду из-за большого размера разрушают льдоподобный каркас. При этом может меняться вязкость водного раствора: структура, создаваемая слабогидратированными большими ионами(с малым зарядом) делает вязкость раствора ниже вязкости чистой воды(Li, Na, Mg,F), а более плотная структура, образуемая гидратированными ионами, обусловливает более высокую вязкость, чем в чистой воде(K, Rb, Cl, OH, NO3)
В белках гидратация обусловлена взаимодействиями молекул воды с гидрофильными (ионными и электронейтральными) и гидрофобными (неполярными) группами и ее иммобилизацией в замкнутых пространствах внутри макромолекул при их конформационных перестройках. При ионной гидратации(взаимодействие с -Nh4, -СОО группами) и электронейтральной(с -СООН, -ОН, -СО, -NH) молекулы воды электростатически связываются и образуется мономолекулярный слой первичной гидратации. Число ионнизированных групп в белке зависит от рН среды. Наименее гидратирован белок в его изоэлектрической точке, при которой отмечается также самая низкая растворимость белков.
Иммобилизованная вода, оказавшаяся замкнутой внутри макромолекул, может участвовать в образовании слоя первичной гидратации, а остальная ее часть сохраняет свойства обычной воды, но с ограниченной подвижностью
Свободная вода легко передвигается по растению и испаряется. Она находится в основном в межклетниках, т. е. в свободном пространстве. Связанная вода испаряется и передвигается с трудом. Она находится преимущественно внутри клетки — в цитоплазме и вакуоли. Разделяется на осмотически и коллоидно связанную. Первая соединена с растворенными в ней веществами и находится в вакуоли. Эта связь не очень прочная, и осмотически связанная вода может выходить из клетки, например, при плазмолизе. Свойства коллоидно связанной воды обусловлены наличием белков — коллоидов цитоплазмы, где она и находится. Такая связь большей частью очень прочная, и коллоидно связанная вода выходит из клетки только при очень сильном обезвоживании (продол. засухе).
infopedia.su
Роль воды в жизни растения | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест
Тема:
Водный режим растений
Вода имеет огромное значение в жизни растения. Во всяком живом растительном организме содержится около 80—90% воды. Клетки растений содержат значительно больше воды, чем клетки животных. Этому способствует наличие оболочки, а также и образование, специальных вместилищ для воды в клетке в виде вакуолей. Вакуоля содержит воду с растворенными в ней органическими и минеральными веществами. Кислый и сладкий вкус плодов зависит от содержания сахаров и кислот в вакуолях клеток плодов. Кислица, щавель являются примерами растений, содержащих растворенный кислый щавелевокислый калий в своем клеточном соке. Из сказанного ясно, что далеко не вся вода, находящаяся в растении, находится в протоплазме. Большая часть воды заключена в вакуоле. Молодые клетки или совсем не содержат вакуолей, или содержат очень маленькие вакуоли в небольшом числе. По мере роста и растяжения клеток протоплазма начинает понемногу обезвоживаться, образуя крупные вакуоли, часто затем сливающиеся вместе и образующие одну большую центральную вакуолю.
Содержание воды не остается неизменным в течение жизненного цикла растения — оно постоянно меняется. Несмотря на образование вакуолей, протоплазма у старых клеток более бедна водой, чем у молодых клеток. По мере старения клетки, коллоиды ее плазмы становятся менее набухаемыми. Особенно незначительное количество воды имеется у растения в созревших семенах, где ее содержание колеблется в среднем от 3 до 15%. Материал с сайта http://worldofschool.ru
В то же время нам хорошо известен низкий уровень жизнедеятельности сухих семян. Сухие семена лежат годами, и жизнь в них как будто замерла, но стоит им дать воду, как в них начинается интенсивный обмен веществ. Эти примеры ясно показывают роль, которую играет вода в жизнедеятельности растения.
worldofschool.ru
|
Вода поступает в корневые волоски растения вследствие осмоса и испаряет из листьев путем транспирации, поэтому совершенно ясно, что существует довольно постоянный ток воды в растении. Поглощенная корнями вода и питательные вещества подаются в надземные части растения с большой силой. Это легко наблюдать, если срезать стебель какого-нибудь растения или весной сделать углубление в стволе березы. Корневое давление может обеспечить подачу воду и питательных веществ на 2-3 м. Существует предел давления, при котором разрывается столб воды – 1 кг на 1 см2, и самая большая высота, на которую насос может поднять воду, равен примерно 10 м. Вертикальное движение воды в стеблях растений объясняется явлением когезии – взаимного притяжения молекул, в сил которого молекулы воды прочно держатся вместе и противодействуют разъединению. Так, растительной клетке необходимо приложить усилие во много тысяч килограммов на 1 см2, чтобы разорвать нитевидный, заключенный в трубку, столб воды и создать вакуум. Следовательно, лист может всасывать воду из проводящей системы растения с силой в сотню атмосфер. Благодаря этому вода поднимается до вершины таких деревьев-великанов, как калифорнийские секвойи высотой более ста метров. Еще два столетия назад полагали, что передвижение веществ из надземной части растения в корни происходит под влиянием силы тяжести самого сока. Но такое толкование не объясняло механизм переброса веществ в те части растения, которые находились в горизонтальном направлении. Поэтому были предприняты попытки иного объяснения – путем диффузии. Но дальнейшие исследования показали, что этим путем вещества передвигаются очень медленно. Например, 1 мг сахара путем диффузии проходит расстояние в 1 м за 2 года и 7 месяцев. Понятно, что, двигаясь с такой скоростью, сахара не могли бы попасть из листьев в корни за весь период вегетации растений. Для объяснения механизма флоэмного транспорта была выдвинута гипотеза тока под давлением, которая дает самое простое и наиболее широко признанное объяснение дальнего транспорта ассимилятов по ситовидным трубкам. В кратком изложении гипотеза тока под давлением утверждает, что ассимиляты транспортируются от источника (листьев) к месту потребления (например, корню) по градиенту тургорного давления, возникающего в результате осмоса. В растении сахароза, образовавшаяся в листе, активно секретируется в ситовидные трубки. Этот активный процесс, называемый загрузкой флоэмы, уменьшает водный потенциал в ситовидных трубках и приводит к тому, что в них путем осмоса поступает вода, попадающая в лист с транспирационным током. В результате поступления воды в ситовидные трубки донора (т.е. листа) сахароза пассивно переносится водой к акцептору (например, в запасающий корень), где сахароза удаляется (разгружается) из ситовидных трубок. Сахароза может здесь либо использоваться, либо откладываться, но основная часть воды возвращается в ксилему и рециркулирует в транспирационном токе. |
Вода надходить у рослини кореневі волоски внаслідок осмосу і випаровує з листя шляхом транспірації, тому цілком зрозуміло, що існує досить постійний струм води в рослині. Поглинена корінням вода і поживні речовини подаються в надземні частини рослини з великою силою. Це легко спостерігати, якщо зрізати стебло якої-небудь рослини або навесні зробити поглиблення в стовбурі берези. Кореневе тиск може забезпечити подачу воду і поживних речовин на 2-3 м. Існує межа тиску, при якому розривається стовп води – 1 кг на 1 см2, і найбільша висота, на яку насос може підняти воду, дорівнює приблизно 10 м. Вертикальний рух води в стеблах рослин пояснюється явищем когезії – взаємного тяжіння молекул, сил якого молекули води міцно тримаються разом і протидіють роз'єднання. Так, рослинній клітині необхідно докласти зусилля у багато тисяч кілограмів на 1 см2, щоб розірвати ниткоподібний, укладений в трубку, стовп води і створити вакуум. Отже, лист може всмоктувати воду з провідної системи рослини з силою до сотні атмосфер. Завдяки цьому вода піднімається до вершини таких дерев-велетнів, як каліфорнійські секвої заввишки більше ста метрів. Ще два століття тому вважали, що пересування речовин з надземної частини рослини до коріння відбувається під впливом сили тяжкості самого соку. Але таке тлумачення не пояснювала механізм перекидання речовин в ті частини рослини, які знаходилися в горизонтальному напрямку. Тому були зроблені спроби іншого пояснення – шляхом дифузії. Але подальші дослідження показали, що цим шляхом речовини пересуваються дуже повільно. Наприклад, 1 мг цукру шляхом дифузії проходить відстань в 1 м за 2 роки і 7 місяців. Зрозуміло, що, рухаючись з такою швидкістю, цукру не могли б потрапити з листків у корені за весь період вегетації рослин. Для пояснення механізму флоэмного транспорту була висунута гіпотеза струму під тиском, яка дає найпростіше й найбільш широко визнане пояснення далекого транспорту асимілятів по ситовидних трубках. В короткому викладі гіпотеза струму під тиском стверджує, що ассимиляты транспортуються від джерела (листя) до місця споживання (наприклад, корені) по градієнту тургорного тиску, що виникає в результаті осмосу. У рослині сахароза, що утворилася в листі, активно секретується в ситовидні трубки. Цей активний процес, званий завантаженням флоеми, зменшує водний потенціал у ситовидних трубках і призводить до того, що в них шляхом осмосу надходить вода, яка потрапляє в аркуш з транспирационным струмом. В результаті надходження води в ситовидних трубках донора (тобто аркуша) сахароза пасивно переносяться водою до акцептору (наприклад, в запасає корінь), де сахароза видаляється (розвантажується) з ситовидних трубок. Сахароза тут може або використовуватися, або відкладатися, але основна частина води повертається в ксилему і рециркулює в транспирационном струмі. |
Многие растения пустынь, например, кактусы, сталкиваются с жизненно важной проблемой. Как известно, растениям для фотосинтеза нужен свет и углекислый газ. Чтобы углекислый газ проникал в растения, устьица должны быть открытыми. Однако открывать устьица небезопасно: растение может потерять слишком много воды. Кактусам и другим пустынным растениям помогают особенности их метаболизма. Устьица открываются ночью, когда испарение влаги меньше. Ночью растение запасает углекислый газ в вакуолях в виде яблочной кислоты. Днем устьица плотно закрываются, яблочная кислота разрушается с выделением углекислого газа. Таким образом днем растения получают свет, и углекислый газ, а устьица оставляют закрытыми. В течение суток из-за периодического накопления и расходования яблочной кислоты изменяется рН клеточного сока. Ночью растения более кислые на вкус, чем днем. Интересно, что еще задолго до выяснения особенностей метаболизма пустынных растений ботаники отмечали различный вкус этих растений в течение суток. Как вы знаете, в процессе фотосинтеза выделяется кислород. Оказывается, устьица кактусов закрыты так плотно, что кислород не может выходить из растения, и оно увеличивается в объеме (примерно на одну десятую часть). Вечером, когда устьица открываются, растение резко уменьшает свой объем, «выбрасывая» накопленный в течение дня кислород. Таким образом, растения пустынь занимаются газообменом в ночные часы, что позволяет сильно снизить расходы воды на испарение. |
Багато рослини пустель, наприклад, кактуси, стикаються з життєво важливою проблемою. Як відомо, рослинам для фотосинтезу потрібен світло і вуглекислий газ. Щоб вуглекислий газ проникав у рослини, продихи повинні бути відкритими. Однак відкривати продихи небезпечно: рослина може втратити занадто багато води. Кактусів та інших пустельних рослин допомагають особливості їх метаболізму. Продихи відкриваються вночі, коли випаровування вологи менше. Вночі рослина запасає вуглекислий газ у вакуолях у вигляді яблучної кислоти. Вдень продихи щільно закриваються, яблучна кислота руйнується з виділенням вуглекислого газу. Таким чином днем рослини отримують світло, і вуглекислий газ, а продихи залишають закритими. Протягом доби за періодичного накопичення і витрачання яблучної кислоти змінюється рН клітинного соку. Вночі рослини більш кислі на смак, ніж вдень. Цікаво, що ще задовго до з'ясування особливостей метаболізму пустельних рослин ботаніки відзначали різний смак цих рослин протягом доби. Як ви знаєте, у процесі фотосинтезу виділяється кисень. Виявляється, продихи кактусів закриті так щільно, що кисень не може виходити з рослини, і воно збільшується в об'ємі (приблизно на одну десяту). Увечері, коли продихи відкриваються, рослина різко зменшує свій об'єм, «викидаючи» накопичений протягом дня кисень. Таким чином, рослини пустель займаються газообміном в нічні години, що дозволяє сильно знизити витрати води на випаровування. |
profmeter.com.ua
Роль воды для животных и растений.
Вода – важнейший экологический фактор и условие существования организмов.
- Вода – матрикс для цитоплазмы (при нарушении коллоидной системы происходит нарушение гидратной оболочки, белки осаждаются, коагулируют, что приводит к смерти организма).
- Все химические и биологические процессы протекают в водной среде.
- Вода – исходный или конечный продукт многих физиологических процессов.
- Движение минеральных веществ и их поглощение возможно только в форме водных растворов солей.
- Вода – как опылитель водных растений.
- Обеспечивает тургор растений.
- Регулирует температуру тела растений путем транспирации.
- Вода – мощная буферная система, уменьшающая температуру среды, смягчающая климат.
- Изменяет световой режим растительного организма (пары задерживают часть световой энергии, а часть – поглощают).
По отношению к воде различают экологические группы растений:
1) гидрофиты – наземноводные раст., обитающие на мелководьях и болотах. Растения влажных сред обитания (калужница).
2) гигрофит – раст., произрастающие при повышенной влажности почвы и воздуха (нижние яруса сырых лесов, заболоченные участки).
3) мезофит – растут при среднем увлажнении и переносят не очень сильные засухи.
4) ксерофит – обитает в условиях недостаточного увлажнения.
Содержание воды в раст. тканях – исключительно изменчивая величина. Она отлично различается у разных видов, в разных частях раст., претерпевая сезонные и суточные изменения, которые обуславливаются возрастом ткани, доступностью почвенной влаги и соответствием воды и транспирации.
В клетках и тканях различают две формы воды: свободную – обладает достаточной подвижностью, и связанную (осмотически и коллоидно).
- Вода удерживается в клетках за счет осмоса и набухания биоколлоидов. Если содержание влаги ниже критического, большое количество воды удерживается частицами гидратированных коллоидов. Доля всей внутриклеточной воды в связанном состоянии очень изменчива, зависит от вида, местоположения и части раст., от общего содержания воды в раст. ткани.
- Клеточные стенки обладают значительной гигроскопичностью и удерживают влагу (подвижная и малоподвижная фракции). Передвижение воды происходит гл. образом по клеточным стенкам.
- Содержание воды в цитоплазме может достигать 95% от массы цитоплазмы (внутри белковых структур заключено значительное количество воды).
- Содержание воды в пластидах 50%, как и в митохондриях.
- В вакуоли – 98%.
От колва воды и растворенных в ней солей в значительной мере зависят внутриклеточный и межклеточный обмен, а у гидробионтов – и осмотические взаимодействия с внешней средой. Газообмен у животных возможен лишь при наличии влажных поверхностей. У наземных организмов испарение влаги участвует в формировании теплового баланса со средой.
Животные получают влагу в виде питья (даже водные). Выведение – с экскрементами и испарением. Многие организмы, особенно обитающие в водной среде, способны получать и отдавать воду через покровы. Для наземных животных (б/позвоночных и амфибий) характерно получение влаги из росы, дождя.
Важным источником воды является пища – как источник поступления воды в клетки и ткани.
Амфибии – обязательное участие кожи в дыхании (голая, слизистая кожа – потери воды), однако кожа легко проницаема для воды.
Наземные организмы – низкая колеблющаяся влажность воздуха создает постоянную угрозу обезвоживания организма испарением.
Экстремальные условия.
Гигрофит – раст., произрастающие в повышенных условиях влажности воздуха и почвы.
Почвенные гигрофиты:
1)хорошо выражены механическая и проводимая ткань.
2)эпидермис толстостенный с толстой кутикулой.
3)устьица на нижней стороне листа, большое колво.
4)наличие воздухоносных полостей (в корнях, стеблях, цветоносах).
5)корневая система разная (подмаренник – слабо, злаковые – оч. хорошо).
Воздушные гигрофиты:
1)очень крупные листья.
2)кутикула слабо выражена или отсутствует.
3)водные устьица (гидатоды).
4)механич. ткань и мезофиты выражены слабо.
Ксерофит – раст. сухих мест обитания.
1)высокое осмотич. давление клеток корня.
2)мелкие листья часто опушены (коровяк).
3)кутикула с восковым налетом.
4)большое колво устьиц (увеличение транспирации).
5)способность переносить сильное обезвоживание.
6)наличие летнего листо и ветвепада.
Суккуленты – сочные, мясистые раст., с хорошо развитой водозапасающей паренхимой в листьях.
Животные: при недостатке воды, многие амфибии приурочивают время активной деятельности к периодам наибольшей влажности. Пассивное переживание сухого сезона свойственно многим животным (брюхоногие моллюски закупориваются в раковине с помощью слизистой пленки и впадают в оцепенение). Для амфибий характерно запасание воды (жидкой мочи), которая из мочевого пузыря может реабсорбироваться в кровь.
soullife.info
