3.7. Особенности водного обмена у растений разных экологических групп. Водный обмен растений
Водный обмен растений
Вода является основной составной частью растительных организмов. Ее содержание доходит до 95% от массы организма, и она участвует прямо или косвенно во всех жизненных процессах. Вода — это та внутренняя среда, в которой протекает обмен веществ. Она осуществляет связь органов, координирует их деятельность в целостном растении. Вода входит в состав мембран и клеточных стенок, составляет основную часть цитоплазмы, поддерживает ее структуру, устойчивость входящих в состав цитоплазмы коллоидов, обусловливает определенную кон-формацию молекул белка. Высокое содержание воды придает содержимому клетки (цитоплазме) подвижный характер. Являясь растворителем, вода обеспечивает транспорт веществ по растению и циркуляцию растворов. Вода — непосредственный участник многих химических реакций. Все реакции гидролиза, многочисленные окислительно-восстановительные реакции (фотосинтез, дыхание) идут с участием воды. Вода защищает растительные ткани от резких колебаний температуры. Обеспечивает упругое тургесцентное состояние растений, с чем связано поддержание формы травянистых растений, ориентация органов в пространстве.
В этом разделе:
Общая характеристика водного обмена растительного организма:
- Поступление воды в клетку растений
- Распределение воды в клетке и в организме
- Водный баланс в растениях
Метаболизм воды в растительном организме. Функции воды
Расходование воды растением - транспирация:
- Значение транспирации
- Лист как орган транспирации
- Влияние внешних условий на степень открытости
- Влияние условий на процесс транспирации
Поступление и передвижение воды по растению:
- Корневая система как орган поглощение воды
- Основные двигатели водного тока
- Передвижение воды по растению
- Влияние внешних условий нам поступление воды
fizrast.ru
Водный обмен у растений - Bio-learn.com
Вода является основной составной частью растительных организмов. Ее содержание доходит до 95% от массы организма, и она участвует прямо или косвенно во всех жизненных процессах. Вода — это та внутренняя среда, в которой протекает обмен веществ. Она осуществляет связь органов, координирует их деятельность в целостном растении.
Вода входит в состав мембран и клеточных стенок, составляет основную часть цитоплазмы, поддерживает ее структуру, устойчивость входящих в состав цитоплазмы коллоидов, обусловливает определенную кон-формацию молекул белка. Высокое содержание воды придает содержимому клетки (цитоплазме) подвижный характер. Являясь растворителем, вода обеспечивает транспорт веществ по растению и циркуляцию растворов.
Вода — непосредственный участник многих химических реакций. Все реакции гидролиза, многочисленные окислительно-восстановительные реакции (фотосинтез, дыхание) идут с участием воды. Вода защищает растительные ткани от резких колебаний температуры. Обеспечивает упругое тургесцентное состояние растений, с чем связано поддержание формы травянистых растений, ориентация органов в пространстве.
Вода как условие жизни растений
Растение на 70-95% состоит из воды.
Все процессы жизнедеятельности растений протекают с использованием воды:
- Вода в виде растворов, наполняющих клетки и ткани растения, обеспечивает ему упругость, сохранение определенной формы.
- С водой в растение поступают минеральные соли из почвы.
- Вода обеспечивает непрерывный ток питательных веществ по проводящей системе растения.
- Вода принимает участие в фотосинтезе.
Водный обмен
Через устьица листьев испаряется значительное количество воды. Эта потеря влаги регулярно восполняется, так как растения постоянно поглощают воду из почвы с помощью корневых волосков корня.
Поглощение воды из почвы и потеря её при испарении создают постоянный водный обмен у растения.
Водный обмен осуществляется с током воды через все органы растения и складывается из трёх этапов:
- поглощения воды корнями,
- передвижения её по сосудам древесины,
- испарения воды листьями.
Обычно при нормальном водном обмене сколько воды поступает в растение, столько её и испаряется. Если расход воды испарением превышает её поступление (например, жарким днём), у растения листья увядают, особенно самые нижние. За ночные часы, когда корни продолжают всасывать воду, а испарение снижается, содержание воды в клетках снова восстанавливается и органы растения вновь приобретают упругое состояние.
Главным способом поступления воды в живые клетки является её осмотическое поглощение.
bio-learn.com
1.2. Водный обмен растений.
Содержание раздела.
Роль воды в жизни растений. Структура воды, ее состояние в тканях и физиологическая роль. Содержание и распределение воды в клетке. Роль набухания в поглощении воды. Клетка как осмотическая система. Водный потенциал клетки. Осмотический потенциал и потенциал давления. Активное поглощение воды клеткой.
Корневая система как орган поглощения воды. Распространение корневой системы в почве, поглощающие зоны корня. Транспорт воды через корневую систему. Корневое давление как нижний двигатель водного тока в растении. Гуттация и плач растений. Состав пасоки. Суточные и сезонные изменения корневого давления. Влияние температуры, аэрации и концентрации солей в почвенном растворе на поглотительную деятельность корней. Водоудерживающие силы почвы. Оптимальная влажность почвы. Влажность завядания и мертвый запас.
Транспирация, ее биологическое значение. Устьичная и кутикулярная транспирация. Лист как орган транспирации. Непрерывность водной фазы в растении. Верхний двигатель водного тока. Движение воды в системе почва ― растение ― атмосфера. Суточный ход транспирации, её зависимость от метеорологических условий, влажности и температуры почвы. Механизмы устьичных движений и устьичная регуляция транспирации. Внеустьичная регуляция транспирации. Методы измерения транспирации. Интенсивность и продуктивность транспирации, транспирационный коэффициент. Способы повышения продуктивности транспирации.
Водный баланс растений. Влияние водного дефицита на физиологические процессы. Последействие завядания. Влияние на растения избытка влаги в почве.
Значение воды для формирования урожая сельскохозяйственных культур. Физиологические основы орошения сельскохозяйственных культур. Использование физиологических показателей для оптимизации водного режима.
Методические рекомендации.
Необходимо знать, как происходит поглощение и выделение воды клеткой, содержание и распределение воды в клетке. Знать составляющие водного потенциала – осмотический потенциал, потенциал давления, гравитационны й потенциал. Необходимо иметь представление о градиенте водного потенциала как движущей силе транспорта воды в клетках, тканях и целом растении.
Изучая корневую систему как орган поглощения воды, следует обратить внимание на то, какие формы воды имеются в почве и поглощаются корнями растений. Необходимо разобрать восходящий ток в растении, его путь, скорость, движущие силы, выяснить физиологическое значение передвижения воды в растении. Необходимо также изучить поглощающую и нагнетающую деятельность корневой системы, природу корневого давления, его зависимость от внутренних и внешних условий, суточные и сезонные изменения корневого давления.
Следует выявить биологическое значение транспирации, ее зависимость от внешних факторов и состояния устьиц. Выяснить факторы, влияющие на ширину устьичных щелей и периодичность устьичных движений. Надо рассмотреть механизм внеустьичной регулировки транспирации, природу гуттации.
Необходимо знать показатели транспирации, их использование для обоснования водного баланса растений, суммарного водопотребления фитоценоза и режима орошения сельскохозяйственных культур. Следует особое внимание уделить агротехническим мероприятиям, обеспечивающим накопление продуктивной для растений влаги и повышающим поглотительную деятельность корневой системы.
Вопросы для самопроверки.
1. Водный обмен растений, его значение.
2. Поглощение воды растительной клеткой.
3. Водный потенциал и его составляющие.
4. Корневая система как орган поглощения воды.
5. Двигатели водного тока.
6. Транспирация, ее значение в жизни растений.
7. Интенсивность транспирации, транспирационный коэффициент, продуктивность транспирации.
8. Водный баланс растений, его практическое значение.
9. Мероприятия по оптимизации водного режима посева.
10. Физиологические основы орошения посевов.
3.7. Особенности водного обмена у растений разных экологических групп
Растения, обитающие в воде - гидратофиты или гидрофиты, погружены в воду полностью или частично. Они регулируют постоянство состава внутренней среды с помощью механизмов защиты от избыточного поступления воды. У монадных форм зеленых водорослей, заселяющих, в основном, пресные воды, клеточные стенки замкнуты не полностью из-за наличия выростов цитоплазмы - жгутиков, с помощью которых они передвигаются. У всех монадных форм имеются пульсирующие вакуоли, посредством которых из клеток удаляются избыток воды и отходы жизнедеятельности. У гидрофитов с замкнутой клеточной стенкой ее противодавления достаточно для предотвращения поступления излишков воды в клетку. Первичными гидрофитами являются водоросли. Водные цветковые растения - это вторичные гидрофиты, происходящие от наземных форм.
По способности приспосабливать водный обмен к колебаниям водоснабжения различают две группы наземных растений: пойкилогидрические и гомойгидрические.
Пойкилогидрические организмы (бактерии, синезеленые водоросли, низшие зеленые водоросли, грибы, лишайники и другие) приспособились переносить значительный недостаток воды без потери жизнеспособности. При этом у них снижается интенсивность обмена веществ, клетки равномерно сжимаются. Протопласт их клеток при сильном обезвоживании переходит в состояние геля. Увеличение количества воды в среде приводит к возобновлению активного метаболизма в клетках. По характеру изменения таких показателей водного режима, как интенсивность транспирации, осмотическое давление, содержание воды в течение суток они относятся к гидролабильным растениям, так как у них значительно изменяются содержание воды и испарение.
Гомойгидрические растения (наземные папоротникообразные, голосеменные, цветковые) составляют большинство обитателей суши. Они обладают механизмами регуляции устьичной транспирации, а также корневой системой, обеспечивающей доставку воды. Поэтому даже при значительных изменениях влажности среды у этих растений не наблюдается резких колебаний содержания воды в клетках, в которых, как правило, развита вакуолярная система. Их клетки не способны к обратимому высыханию. У этих растений гидростабильный тип водного режима. Стабилизации водного режима у многих видов растений способствуют запасы воды в корнях, стеблях и запасающих органах. Гомойгидрические растения делятся на три экологические группы:
1. Гигрофиты (тонколистные папоротники, некоторые фиалки и другие), произрастающие в условиях повышенной влажности и недостаточной освещенности. Теневыносливые гигрофиты, с почти всегда открытыми устьицами, имеют гидатоды, через которые выделяют избыток воды в капельножидком состоянии. Гигрофиты плохо переносят почвенную и воздушную засуху.
2. Мезофиты (лиственные деревья, лесные и луговые травы, большинство культурных растений) обитают в среде со средним уровнем обеспеченности водой и не имеют ясно выраженных приспособлений к избытку или недостатку воды.
3. Ксерофиты живут в местах с жарким и сухим климатом и приспособлены к перенесению атмосферной и почвенной засухи. Ксерофиты делят на следующие группы:
1. Растения, избегающие засухи (эфемеры). Эти растения обладают коротким вегетационным периодом, приурочивая весь жизненный цикл к периоду дождей и засуху переносят в форме семян.
2. Растения, запасающие влагу (ложные ксерофиты). К этой группе растений относятся суккуленты (кактусы и растения семейства толстянковых). Эти растения живут в районах, где засушливые периоды сменяются периодами дождей. Они имеют толстые и мясистые стебли. Листья часто редуцированы, вся поверхность растений покрыта толстым слоем кутикулы, что существенно снижает их транспирацию. Суккуленты обладают неглубокой, но широко распространяющейся корневой системой. Клетки корня характеризуются сравнительно низкой концентрацией клеточного сока. Вода, запасаемая в мясистых органах, тратится очень медленно.
Суккуленты обладают своеобразным обменом веществ. У них днем устьица закрыты, а ночью они открываются, что обеспечивает снижение расходования воды в процессе транспирации. Углекислый газ поступает через устьица ночью и усваивается с образованием органических кислот. В дневные часы углекислый газ вновь освобождается и используется в процессе фотосинтеза. Поэтому эти растения фотосинтезируют при закрытых днем устьицах. Растения этой группы не устойчивы к длительному водному стрессу.
3. Гемиксерофиты или полуксерофиты - это растения, у которых сильно развиты приспособления к добыче воды. У них глубоко идущая, сильно разветвленная корневая система. Клетки корня обладают высокой концентрацией клеточного сока и очень отрицательным водным потенциалом. Растения этой группы обладают хорошо развитой проводящей системой. Листья у них тонкие, с очень густой сетью жилок, что сокращает путь передвижения воды к клеткам листа. Даже в очень жаркие дни они держат устьица открытыми. Благодаря высокой интенсивности транспирации температура листьев значительно понижается, что позволяет осуществлять фотосинтез при высокой температуре воздуха. Листья некоторых растений покрыты волосками, которые создают экран, дополнительно защищающий листья от перегрева.
4. Эуксерофиты или настоящие ксерофиты - это растения, обладающие способностью резко сокращать транспирацию в условиях недостатка воды. Они имеют приспособления к сокращению потерь воды: подземные органы, а иногда и стебли покрыты толстым слоем пробки, листья покрыты толстым слоем кутикулы, многие имеют волоски, устьица расположены в углублениях, устьичные щели закупорены восковыми и смолистыми пробочками, листья свернуты в трубочку, где создается свой микроклимат и уменьшается контакт устьичных щелей с атмосферой. Для растений этой группы характерна способность переносить обезвоживание и состояние длительного завядания. Особенно хорошо переносят потерю воды растения с жесткими листьями - склерофиты, которые и в состоянии тургора имеют сравнительно мало воды. Эти растения характеризуются большим развитием механических тканей.
studfiles.net
Водный обмен у растений — урок. Биология, Бактерии. Грибы. Растения (5–6 класс).
Вода как условие жизни растений
Растение на \(70\)–\(95\) % состоит из воды.
Все процессы жизнедеятельности растений протекают с использованием воды:
- вода в виде растворов, наполняющих клетки и ткани растения, обеспечивает ему упругость, сохранение определённой формы.
- С водой в растение поступают минеральные соли из почвы.
- Вода обеспечивает непрерывный ток питательных веществ по проводящей системе растения.
- Вода принимает участие в фотосинтезе.
Через устьица листьев испаряется значительное количество воды. Эта потеря влаги регулярно восполняется, так как растения постоянно поглощают воду из почвы с помощью корневых волосков корня.
Поглощение воды из почвы и потеря её при испарении создают постоянный водный обмен у растения.
Водный обмен осуществляется с током воды через все органы растения и складывается из трёх этапов:
- поглощение воды корнями,
- передвижение её по сосудам древесины,
- испарение воды листьями.
Обычно при нормальном водном обмене сколько воды поступает в растение, столько её и испаряется. Если расход воды испарением превышает её поступление (например, жарким днём), у растения листья увядают, особенно самые нижние. За ночные часы, когда корни продолжают всасывать воду, а испарение снижается, содержание воды в клетках снова восстанавливается, и органы растения вновь приобретают упругое состояние.
Главным способом поступления воды в живые клетки является её осмотическое поглощение.Осмос — это способность воды поступать из окружающей среды в клеточные растворы. При этом поступление воды приводит к увеличению объёма жидкости в клетке.
Сила осмотического поглощения, с которой вода входит в клетку, называется сосущей силой.
Источники:
Пасечник В. В. Биология. 6 класс // ДРОФА.
Пономарёва И. Н., Корнилова О. А., Кучменко B. C. Биология. 6 класс // ИЦ ВЕНТАНА-ГРАФ.
Викторов В. П., Никишов А. И. Биология. Растения. Бактерии. Грибы и лишайники. 7 класс // Гуманитарный издательский центр «ВЛАДОС».
www.yaklass.ru
Водный обмен растений Пути поступления воды в
Водный обмен растений
Пути поступления воды в растение поверхность тела (водные организмы) корневая система воздушные корни (придаточные), листья видоизменения корней
Корневая система как орган поглощения воды 1) Физиологические особенности большая площадь поглощения за счет длины, ветвления и корневых волосков высокая интенсивность ростовых процессов за счет высокой скорости и большого числа меристем явление гидротропизма 2) Анатомические особенности продольное строение поперечное строение корня в зоне корневых волосков
Корневая система ржи Корни первого порядка – 143 Корни второго порядка – 35 000 Корни третьего порядка – 2 300 000 Корни четвертого порядка – 11 500 000 Всего корней – 14 млн Корневых волосков – 15 млрд Общая длина корней – 10 000 км, ежедневный прирост – 5 км Общая поверхность корней – 400 м 2
Виды воды в почве и их доступность для растений • Гравитационная вода занимает в почве крупные поры (некапиллярные), передвигается сверху вниз под собственной тяжестью. Это самая доступная для растений вода. • Капиллярная вода занимает капилляры почвы. Капиллярная вода вполне доступна растениям. • Гигроскопическая вода находится в почве в виде молекул в поглощенном состоянии, удерживается поверхностью почвенных частиц, почти недоступна растениям, передвигается между частицами почвы в форме пара. • Пленочная вода окружает коллоидные частицы почвы, мало доступна для растений.
• Полная влагоемкость - характеризует максимальный размер запаса почвенной влаги, который может быть использован для роста растений. • Влажность устойчивого завядания, т. е. это такая влажность почвы, при которой растения остаются увядшими до тех пор, пока в почву не подается вода. • Под доступной для растений почвенной влагой понимается то количество воды, которое накапливается в почве от уровня влажности устойчивого завядания до уровня полевой влагоемкости.
Механизм поступления воды в корень Ψв (почвы) > Ψв (корня) - снижение Ψосм. (активная работа ионных насосов, переносчиков, пиноцитоза) - испарение воды побегом
Виды транспорта • Ближний апопластный симпластный трансмембранный • Дальний ксилемный Внутриклеточный
Строение корня (продольный срез)
• Схема радиального транспорта воды в корне
Строение корня (поперечный срез)
Условия, влияющие на поступление воды в растение • температура (увеличение вязкости, снижение подвижности воды, снижение проницаемости цитоплазмы, торможение роста корней, снижение скорости метаболизма) • аэрация почвы (дыхание, энергия) • влажность почвы и содержание в ней солей
Анатомическое строение листа
Значение транспирации ШСохранение оптимальной для жизнедеятельности температуры. ШПоддержание постоянного тока воды по ксилеме, что позволяет передвигаться минеральным и некоторым органическим веществам по растению и обеспечивает выполнение регуляторной роли в ростовых реакциях и в автоколебательных движениях в частности, связывает все органы растения в единое целое. ШНекоторое количество питательных веществ может поступать пассивно, и этот процесс может ускоряться с увеличением транспирации.
Величины, характеризующие транспирационный процесс Интенсивность транспирации — это количество воды, испаряемой растением (г) за единицу времени (ч) единицей поверхности листа (в дм 2). Транспирационный коэффициент — количество воды (г), испаряемой растением при накоплении им 1 г сухого вещества. Продуктивность транспирации — величина, обратная транспирационному коэффициенту, — это количество сухого вещества (в г), накопленного растением за период, когда оно испаряет 1 кг воды. Относительная транспирация — отношение воды, испаряемой листом, к воде, испаряемой со свободной водной поверхности той же площади за один и тот же промежуток времени. Экономность транспирации — количество испаряемой воды (в мг) на единицу (1 кг) воды, со держащейся в растении.
Виды транспирации устьичная кутикулярная лентикулярная
Строение устьичного аппарата
Особенности замыкающих клеток устьиц • содержат хлоропласты; • сложная вакуолярная система; • стенки неравномерно утолщены, при этом их внутренние прилегающие друг к другу клеточные стенки более толстые, а внешние — более тонкие; • микрофибриллы целлюлозы в клеточной стенке организованы радиально, что усиливает устойчивость к процессу растяжения; • протопласты замыкающих клеток связаны в единое целое перфорациями в основании граничащих общих стенок; • часто содержат фермент крахмальную фосфорилазу.
Этапы устьичной транспирации • испарение воды с поверхности клеточных сте нок в межклетники; • диффузия водяного пара по системе межклетников через устьица к поверхности замыкающих клеток устьиц; • движение водяного пара от поверхности листа.
Регуляция транспирации Устьичная (регуляция устьичных движений) • Гидропассивная реакция — это закрывание устьичных щелей, вызванное тем, что окружающие паренхимные клетки переполнены водой и механически сдавливают замыкающие клетки. • Гидроактивная реакция открывания и закрывания — это движе ния, вызванные изменением в содержании воды в замыкающих клетках устьиц. • Фотоактивная реакция. Фотоактивные движения проявляются в открывании устьиц на свету и закрывании в темноте.
Двигатели водного тока • Верхний концевой (Транспирация) Е (света) 1 1, 5 МПа • Нижний концевой (Корневое давление) Е (АТФ) – дыхание 0, 1 0, 3 МПа
Доказательства работы корневого давления • Плач растений – выделение ксилемного сока (пасоки) на раневых поверхностях у деревьев весной (отсутствие листьев). Интенсивность выделения пасоки Береза 28 л/сутки 675 л/сезон 1, 5 % сахаров Клен 38 75 л/сезон 2 3 % сахаров
Плач растений • Явление это было замечено еще в древнем мире, но более обстоятельно изучено Гельзом (1748).
Весенний плач Особенно энергично плач происходит весною, до распускания почек. В это время с пробуждением жизни в растении начинается поднятие воды, а между тем, при отсутствии листьев её испарение ещё очень слабо. Весенняя пасока По химическому составу: водный раствор различных органических (тростниковый сахар, белки, органические кислоты) и минеральных веществ. Выделение пасоки начинается весною в различное время, смотря по растению и климатическим условиям; продолжительность плача также весьма различна (1— 2 месяца).
Летний плач С появлением листьев плач прекращается. Если же удалить всю облиственную часть растения, срезав его под корень, то пенек сначала всасывает воду, но через некоторое время, если почва достаточно влажна, начинает выделять её. Летняя пасока не содержит органических веществ и представляет чистый раствор почвенных минеральных солей.
Гуттация • процесс выделения капель жидкости (гутты) на кончиках листьев через гидатоды при высокой влажности воздуха.
Проводящие ткани
Сосуды ксилемы
Особенности клеток ксилемы • клетки мертвые, полые, имеют вытянутую форму; • лигнифицированная клеточная стенка, что с одной стороны облегчает транспорт воды, с другой – препятствует росту; • клеточная стенка пронизана порами, часто с окаймлением; • перфорации на концах клетки у члеников сосудов и поры - у трахеид; • сосуды ксилемы контактируют с паренхимными клетками центрального цилиндра, которые транспортируют ионы в сосуды через поры.
Механизм передвижения воды по сосудам ксилемы • Теория сцепления была предложена Г. Диксоном (Англия, 1895) и Вотчалом (Россия, 1897). По этой теории молекулы воды, соединяясь друг с другом водородными связями, образуют в растении длинные водяные нити, проходящие от клеток эпиблемы корня до испаряющих клеток паренхимы листовой пластинки. Силы сцепления достигают величины 3, 0 МПа. • Существование сплошных водяных нитей доказал Мак Лу (Индия, 1924), измеряя толщину стволов деревьев.
present5.com
процессы и движение воды по растениях
Без воды ни одно растение не смогло бы существовать. Как вода попадает в растение и за счет какой силы проникает в каждую клетку организма?
Содержание:
Процессы, проходящие в водной среде
Наука не стоит на месте, поэтому данные о водном обмене растений постоянно дополняются новыми фактами. Л.Г. Емельянов на основании имеющихся данных разработал ключевой подход к пониманию водного обмена растений.
Он поделил все процессы на 5 этапов:
- Осмотический
- Коллоидно-химический
- Теромодинамический
- Биохимический
- Биофизический
Данный вопрос продолжается активно изучаться, поскольку водный обмен непосредственно связан с водным статусом клеток. Последнее в свою очередь является показателем нормальной жизнедеятельности растения. Некоторые растительные организмы на 95% состоят из воды. В высушенном семени и спорах содержится 10% воды, в этом случае происходит минимальный метаболизм.
Без воды в живой организме не будет протекать ни одной реакции обмена, вода необходима для связи всех частей растения и координации работы организма.
Вода находится во всех частях клетки, в частности, в клеточных стенках и мембранах, составляет большую часть цитоплазмы. Без воды не могли быть существовать коллоиды и молекулы белка. Подвижность цитоплазмы осуществляется за счет большого содержания воды. Также жидкая среда способствует растворению веществ, которые попадают в растение, и разносит их во все части организма.
Вода необходима для следующих процессов:
- Гидролиз
- Дыхание
- Фотосинтез
- Другие окислительно-восстановительные реакции
Именно вода помогает растению адаптироваться к внешней среде, сдерживает негативное воздействие перепадов температуры. Кроме того, без воды травянистые растения не могли бы поддерживать вертикальное положение.
Двигатель жидкости
Вода поступает в растение из почвы, ее поглощение осуществляется с помощью корневой системы. Чтобы произошел водный ток, в работу вступают нижний и верхний двигатели.
Энергия, которая тратится на передвижение воды равняется сосущей силе. Чем больше растение поглотило жидкости, тем выше по значению будет водный потенциал. Если воды недостаточно, то клетки живого организма обезвоживаются, водный потенциал уменьшается, а сосущая сила увеличивается. Когда появляется градиент водного потенциала, вода начинает циркулировать по растению. Его возникновению способствует сила верхнего двигателя.
Верхний концевой двигатель работает независимо от корневой системы. Механизм работы нижнего концевого двигателя можно можно увидеть рассмотрев процесс гуттации.
Если лист растения насыщен водой, а влажность воздуха окружающей среды повышена, то испарение происходить не будет. При этом с поверхности будет выделяться жидкость с растворенными в ней веществами, будет происходить процесс гуттации. Такое возможно, если корнями воды поглощается больше, чем успевает испаряться листьями. Гуттацию видел каждый человек, она зачастую происходит ночью или утром, при высокой влажности воздуха.
Гуттация характерна для молодых растений, корневая система которых развивается быстрей, чем надземная часть.
Капли выходят наружу через водяные устьица, чему способствует корневое давление. При гуттации растение теряет минеральные вещества. При этом оно избавляется от лишних солей или кальция.
Второе подобное явление – плач растений. Если к свежему срезу побега приложить стеклянную трубку, по ней будет двигаться жидкость с растворенными минеральными веществами. Происходит это, поскольку от корневой системы вода движется только в одну сторону, такое явление называется корневым давлением.
Движение воды по растению
На первом этапе корневая система поглощает воду из почвы. Водные потенциалы действуют под разными знаками, что приводит к движению воды в определенном направлении. К разности потенциалов приводит транспирация и корневое давление.
В корнях растений есть два пространства, которые не зависят друг от друга. Называются они апопласта и симпласта.
Апопласт – свободное место в корне, которое состоит из сосудов ксилемы, оболочек клеток и межклеточного пространства. Апопласт в свою очередь разделен еще на два пространства, первое располагается до эндодермы, второе после нее и состоит из сосудов ксилемы. Эндодрема выполняет роль барьера, чтобы воды не переходила на пределы своего пространства. Симпласт – протопласты всех клеток объединенные частично проницаемой мембраной.
Вода проходит следующие этапы:
- Полупроницаемая мембрана
- Апопласт, частично сипласт
- Сосуды ксилемы
- Сосудистая система всех частей растений
- Черешки и листовые влагалища
По листу воды двигается по жилкам, они имеют ветвистую систему. Чем больше жилок имеется на листе, тем легче воды двигается по направлению к клеткам мезофилла. в данном случае количество воды в клетке уравновешено. Сосущая сила позволяет передвигаться воде от одной клетки к другой.
Растение погибнет, если ей будет недоставать жидкости и связано это не с тем, что в ней протекают биохимические реакции. Имеет значение физико-химический состав воды, в которой происходят жизненно важные процессы. Жидкость способствует появлению цитоплазматических структур, которые не могут существовать вне этой среды.
Вода образует тургор растений, поддерживает постоянную форму органов, тканей и клеток. Вода является основой внутренней среды растения и других живых организмов.
Больше информации можно узнать из видео.
megaogorod.com
