Водный обмен растений
Водный обмен растений
План лекции
1. Общая характеристика водного обмена растительного организма.
2. Расходование воды растением – транспирация
2.1. Значение транспирации.
2.2. Лист как орган транспирации
3. Поступление и передвижение воды по растению
1. Общая характеристика водного обмена растительного организма
Вода является основной составной частью растительных организмов. Ее содержание доходит до 95 % от массы организма, и она участвует во всех жизненных процессах.
Для функционирования живых растительных организмов важна не только их общая оводненность, но и состояние, в котором находится содержащаяся в них вода.
Рекомендуемые материалы
В растениях вода содержится в свободном и связанном (коллоидно-связанная, осмотически-связанная) состоянии.
Формы воды в растениях:
1. Конституционная (химически связанная),
2. Гидратационная (резервная),
3. Интерстициальная (транспортная)
Роль воды в растительном организме заключается в следующем:
1. Вода – структурообразователь протоплазмы. Макромолекулы белков, нуклеиновых кислот, мембраны могут сохранять свою структуру и функциональную активность только при наличии водородных связей с водным матриксом.
2. Вода растворитель разнообразных веществ, обеспечивает транспорт минеральных веществ, органических веществ и газов (СО2, О2) по растению.
3. Вода – активный участник биохимических превращений, т.к. принимает участие в процессах фотосинтеза, дыхания и др.
4. Вода способствует стабилизации температуры растения.
5. Вода поддерживает тургор тканей растения.
6. Вода обеспечивает связь органов друг с другом.
2. Расходование воды растением – транспирация
2.1. Значение транспирации
Для своего нормального существования клетки и растительный организм в целом должны содержать определенное количество воды. Однако это легко осуществимо лишь для растений, произрастающих в воде. Для сухопутных растений эта задача осложняется тем, что вода в растительном организме непрерывно теряется в процессе испарения.
В основе расходования воды растительным организмом лежит процесс испарения – переход воды из жидкого в парообразное состояние, происходящий при соприкосновении органов растения с ненасыщенной водой атмосферой. Однако этот процесс осложнен физиологическими и анатомическими особенностями растения и его называют транспирация – испарение воды надземными частями растения.
2.1. Значение транспирации
1. Транспирация спасает растение от перегрева, который ему грозит на прямом солнечном свете.
2. Транспирация создает непрерывный ток воды из корневой системы к листьям, который связывает все органы растения в единое целое.
3. С транспирационным током передвигаются растворимые минеральные и частично органические питательные вещества.
2.2. Лист как орган транспирации
Основным транспирирующим органом растения является лист. Листья большинства растений покрыты кутикулой, которая вместе с клетками эпидермиса образует барьер на пути испарения паров воды. Для соприкосновения листа с атмосферой имеются поры – устьица- отверстия, ограниченные двумя замыкающими клетками. Устьица закрываются и открываются в зависимости от насыщенности замыкающих клеток водой.
Основная часть воды испаряется через устьица. Процесс транспирации делится на этапы.
Первый этап – это переход воды из клеточных оболочек, где она находится в капельно-жидком состоянии, в межклетники (парообразное состояние).
Второй этап – выход паров воды из межклетников через устьица (иногда через кутикулу).
Третий этап – диффузия паров воды от поверхности листа в атмосферу.
Типы устьичных движений:
Различают три типа реакций устьичного аппарата на условия среды:
1. Гидропассивная реакция.
2. Гидроактивная реакция.
3. Фотоактивная реакция.
3. Поступление и передвижение воды по растению
Люди также интересуются этой лекцией: 4.3. Интерпретация уравнения Бернулли.
Вода и растворенные в ней вещества передвигаются в растении в основном двумя путями: путем диффузии и в виде потока.
По растению вещества передвигаются в двух основных направлениях: от корней к листьям вверх движутся вода и минеральные вещества – восходящий поток; второй, несущий органические вещества вниз к корню, - нисходящий поток. Однако нисходящий поток лучше назвать потоком пластических веществ.
3.1. Основные двигатели водного тока
В растениях существуют два двигателя водного тока: верхний и нижний. О верхнем двигателе свидетельствует транспирация, о нижнем такие явления как плач растений и гуттация.
При перерезании (или повреждении) стебля на поверхности стебля появляются капельки сока (пасоки). Это явление получило название плача растений.
При незначительном испарении и достаточной подачи воды (пасмурный день осенью или весной) можно наблюдать выделение капелек жидкости на кончиках листьев растений. Это явление получило название – гуттация.
