Главная » Просмотр файлов » И.П. Ермаков - Физиология растений

И.П. Ермаков - Физиология растений (1134204), страница 74

Файл №1134204 И.П. Ермаков - Физиология растений (И.П. Ермаков - Физиология растений) 74 страницаИ.П. Ермаков - Физиология растений (1134204) страница 742019-05-12СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 74)

Когда водный потенциал почвы снижается (условия водного дефицита или почвенного засоления), клетки растения, в том числе замыкающие клетки устьиц, теряют воду. Снижение оводненности замыкающих клеток приводит к утрате их тургора, закрытию устьиц, что предотвращает избыточную потерю воды растением (о регуляции работы устьичного аппарата см. гл.

б и подразд. 8.3.1.2). У большинства растений трапспирация осуществляется в основном через устьица и лишь незначительная доля воды испаряется с поверхности листьев. Процесс испарения воды через устьица называется устьичной транспирацией, а с поверхности листа — кутикулярной транспирацией. Испарение воды с поверхности листа — процесс нерегулируемый, поэтому растения избегают кутикулярную транспирацию. В связи с этим эпидермис листьев мезофитов и ксерофитов покрыт хорошо развитой кутикулой, которая образована воскоподобными веществами, непроницаемыми для молекул воды. Поскольку транспирация является генератором градиента водного потенциала, ее называют верхним концевым двигателем транспорта воды в растении.

5.8.3. ДВИЖЕНИЕ ВОДЫ ПО КСИЛЕМЕ И КЛЕТОЧНЫМ СТЕНКАМ Поглощенная корнем вода транспортируется в радиальном направлении к проводящим пучкам и оказывается в конце концов в сосудах ксилемы. Дальнейшее движение воды происходит в восходящем направлении последовательно по ксилеме корня, стебля и листьев. Ксилема специально приспособлена к выполнению функции водопроведения.

Проводящие элементы этой ткани имеют одревесневшие, т.е. пропитанные лигнином, клеточные стенки и лишены протопластов. Сосудистые растения формируют два типа проводя1цих клеток ксилемы — членики сосудов (обнаруживаются преимущественно у покрытосеменных) и эволюционно более примитивные трахеиды (встречаются у покрытосеменных, голосеменных и папоротникообразных). И членики сосудов, и трахеиды вытянуты вдоль оси растения. Концы трахеид заострены, тогда как концы члеников сосудов имеют, как правило, тупую форму.

Членики сосудов, соприкасаясь друг с другом перфорированными концами, образуют водопроводяьцие сосуды. Трахеиды соприкасаются боковыми стенками или заостренными концами. Контакт между ними осуществляется с помощью так называемых окаймленных пор. Окаймленная пора одной проводящей клетки точно совпадает с такой же порой соседней клетки, образуя водопроводящий путь между двумя клетками. Окаймленные поры, строго говоря, не являются порами, так как в них сохраняются перегородки, состоящие из первичной КС и срединной пластины.

Вода, передвигаясь от клетки к клетке, вынуждена вследствие этого просачиваться через указанный барьер. Сосуды представляют собой более совершенную водопроводяшую структуру, чем трахеиды. Гидравлическое сопротивление сосудов меньше, чем у трахеид, поскольку диаметр первых больше, чем диаметр вторых, а наличие перфораций на концах члеников делает движение воды более свободным по сравнению с ее движением через окаймленные поры.

Влияние диаметра ксилемного элемента на его гидравлическую проводимость рассмотрено ниже. Важную роль в движении воды по проводящей системе играет взаимодействие молекул воды друг с другом и с внутренними поверхностями элементов ксилемы и КС. Непрерывность водного тока в этих структурах обеспечивается силами адгезии и когезии. За адгезию отвечают водородные связи, образующиеся между молекулами воды и полярными группами соединений, входящих в состав ксилемы и КС, тогда как за когезию — водородные связи, образующиеся между молекулами самой воды. Силы когезии обеспечивают непрерывность и высокую прочность водных нитей в условиях интенсивной транспирации, когда нити растягиваются и испытывают высокую нагрузку на разрыв. Внутри ксилемных окончаний и в порах КС при транспирации формируется газовая фаза.

В трехфазной системе илтеет место поверхностное явление, называемое смачиваниелг. Оно заключается во взаимодействии жидкости (транспортируемого раствора) с твердым телом (КС) при их одновременном контакте с воздухом. Степень взаимодействия воды со стенками капилляра (воды с клеточными стенками в сосудах ксилемы) характеризуется величиной косинуса угла смачивання (соз0). Если к'.0 < 90' (соз0 > О, рис. 5.7, слева), жидкость хорошо смачивает поверхность (гидрофильная поверхность). Если ~0 > 90' (сох 0 < О, рис. 5.7, справа), поверхность не смачивается данной жидкостью (гидрофобная поверхность).

Поверхность клеточных стенок, несущих большое число полярных групп, относитсн к гидрофильным поверхностям, так как для нее ~0 -+ О, а соа 0 -+ !. В сосудах ксилемы (капиллярах) адгезия воды к КС и смачивание стенок водой приводят к каниллярнылг явлениям. Они возможны тогда, когда диаметр капилляров соизмерим с радиусом кривизны поверхности жидкости в них, что характерно для ксилемных элементов и КС. Кривизна поверхности, возникающая благодаря адгезии жидкости к стенкам, приводит к изменению свойств ее поверхностною слоя. Особенность капиллярных явлений заключается в том, что с появлением кривизны поверхности давление жидкости внутри капилляра изменяется.

В зависимости от свойств поверхности капилляра (угла смачивания) давление жидкости в нем может быть больше или меньше атмосферного. Возникающий сова>0 Рнс. 5.7. Иллюстрация капиллярных яв- лений: дР— нзбытояпое давлспне; г' — раанус крнвнзны; г — радиус капнлляра; я — высота поднятия нлн опускания жидкости в капнлларс, созе — коснпус краевого угла.

Слева н справа — капилляры с гндрофнльной н нгдргя)зобной поверхностью соответственно 29б градиент давления между жидкой и газовой фазами в капилляре (ЬР) выража- ется уравнением Лапласа ьР= —, 26'" г' (5.15) где г' — радиус кривизны поверхности жидкости; 6* — поверхностное натяжение жидкости; пР— капиллярное, или лапласовское давление. Возникаюшее вследствие кривизны поверхности капиллярное давление всегда направлено к центру кривизны (рис. 5.7).

Центр кривизны может находиться вне жидкости (отрицательная кривизна) и внутри жидкости (положительная кривизна), в первом случае !гР уменьшает внутреннее давление жидкости, а во втором — увеличивает его, т.е. в одном случае происходит растягивание жидкости, а во втором — сжатие. Существованием капиллярного давления объясняется поднятие или опускание жидкости в капилляре.

Рассмотрим изменение уровней в двух погруженных в воду капиллярах, один нз которых имеет гидрофильную поверхность (рис. 5.7, слева), а другой — гидрофобную (рис. 5.7, справа). В левом капилляре поверхность жидкости имеет отрицательную кривизну, поэтому лапласовское давление стремится растянуть воду (давление направлено к центру кривизны) и поднимает ее вверх. Кривизна поверхности в правом капилляре положительна, лапласовское давление направлено внутрь воды и поэтому происходит ее опускание. Высота капиллярного поднятия воды (или опускания) определяется уравнением Жюрена 25" соя 0 к(р"-р.)' гле р", р, — плотности жидкости и воздуха соответственно; я — ускорение свободного падения. Так как р" » р„и р" близко к 1, Ь = .

Уравне- 26" сокО ние Жюрена показывает, что при отсутствии смачивания (О > 90', сов 0 < 0) уровень жидкое.ги в капилляре опускается на величину 7! (рнс. 5.7, слдавп). При полном смачивании (Π— > 0', соя О -+ 1) уровень жидкости поднимается (рис. 5.7, слева). Вода хорошо смачивает стенки сосудов ксилемы и поры клеточных стенок, поэтому искривленная поверхность на границе стенка — вода будет вогнутой. Поскольку стенки элементов ксилемы гидрофильлы, то вода будет подни2би маться по ним вверх, и высота поднятия будет определяться выражением Ь = —. Расчеты показывают, что величина Ь в тонких капиллярах может достигать весьма больших значений (табл. 5.1).

Таким образом, капиллярные силы могут обеспечить подъем волы на нужную высоту даже у древесных растений. Поток воды в системе равен произведению ее гидравлической проводимости на градиент водного потенциала в этой системе. Поскольку осмотическое Табл и ц а 5.1. Расчатвые значения давление ксилемного сока, как прави- высоты поднятия волы (Ь) в капилляре вклад вЬЧ'ксилемы вносит йР.

Осмо- г ! мм 20 мкм ! мкм О,! мкм ! нм тической составляющей градиента вод- 1,5см 75см 15м 150 м пренебречь. Объемный поток воды для ксилемы вследствие этого можно выразить как: У„= ).„ЬР. Согласно закону Пуазейля, гидравлическая проводимость (Ер) цилиндрических труб (такими в грубом приближении можно считать элеяг« менты ксилемы) равна — (ламинарное движение), где г — внутренний 8п радиус трубы; 41 — вязкость раствора. Соответственно объемный поток воды в пг ксилемном элементе будет равен 7„= — — 14Р.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
7,33 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6367
Авторов
на СтудИзбе
309
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее