Реферат ” Водний обмін рослин “

ЗМІСТ

 

ВСТУП

1. Вміст води в рослинах, її стан, властивості та фізіологічна роль

2. Осмотичні властивості клітин та їхня роль у житті рослин

3. Коренева система як водопоглинаючий орган

4. Форми води в ґрунті і її доступність для рослин

5. Кореневий тиск, його прояви і значення

6. Рух води в рослинах

7. Транспірація, її показники та біологічне значення

8. Використання фізіологічних показників для необхідності поливу

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

 

ВСТУП

 

Життєдіяльність клітин, тканин і органів рослин обумовлена наявністю води. Вода є конституційною речовиною. Визначаючи структуру цитоплазми клітин і її органел, завдяки полярності молекул вона є розчинником органічних і неорганічних сполук, які беруть участь в обміні речовин, і виступає фоновим середовищем, в якому відбуваються всі біохімічні процеси. Легко проникаючи через оболонки і мембрани клітин, вода вільно циркулює по всій рослині, забезпечуючи перенесення речовин і тим сприяючи єдності метаболічних процесів організму. Завдяки високій прозорості, вода не перешкоджає поглинанню сонячної енергії хлорофілом.

Роль води в усьому організмі дуже різноманітна. Життя виникло з водного середовища, яке було замкнене в клітинах. Усі відомі форми життя на Землі не можуть існувати без води. Коли вміст води в клітинах і тканинах падає до критичного рівня, біологічна структура стає неживою.

Вміст води в тілі зелених рослин характеризується в середньому наступними високими показниками: цитоплазма клітин 85-90, листя 80-90, коріння 75-95, плоди 84-95, насіння 5-5%.

Отже, вода забезпечує обмінні процеси, корельовані взаємодії і процеси зв’язку організму з навколишнім середовищем. Для нормальної життєдіяльності клітина повинна бути насичена водою.

 

1. Вміст води у рослинах, її стан, властивості та фізіологічна роль

 

Вміст вологи в тканинах рослин – величина динамічна і непостійна, залежна від віку тканин і органів, забезпеченості ґрунту водою, відношення кількості поглиненої до кількості втраченої води. Наприклад, листях дерев і чагарників містять до 85% води в зонах інтенсивного зростання стеблів і коренів. В інших органах (стебло або кора), де фізіологічні процеси протікають не так сильно, загальна кількість води відносно невелика, 35-45%. Його вміст високий в деяких плодах, цибулинах і бульбах. Тому бульби картоплі містять 70-85% води залежно від віку.

Залежно від стану, воду в клітинах і тканинах можна розділити на дві форми: вільну і зв’язану. Вільна вода має велику рухомість. Вона становить до 75% загальної кількості води молодих тканин і знаходиться головним чином у вакуолях. У капілярах (у складі клітинної стінки і судин) є вода, пов’язана осмотично (гідратація іонів і молекул) і пов’язана колоїдно.

Висока гігроскопічність клітинної стінки важлива для забезпечення руху води по рослині. Порівняно з клітинною стінкою цитоплазма клітини більш насичена водою (95%). Стан, при якому клітина насичена водою, забезпечується процесами, надходження клітини і віддавання, тобто водообміном.

Властивості води:

• Висока тепломісткість, що забезпечує терморегуляцію рослинних організмів;
• Висока теплопровідність (передача енергії від більш нагрітих ділянок організму до менш нагрітих за рахунок руху тепла). Це дозволяє йому випаровуватися при 00 ° С;
• Вода є диполем (сукупність двох точкових електричних зарядів, однакових за величиною та протилежних за знаком;
• Когезія – сили зчеплення між молекулами води;
• Адгезія – сила, з якою вода прилипає до стінок судин;
• Висока здатність розчиняти гази;

Властивості води визначають її фізіологічне значення,

Отже, вода – це:

• особливе середовище, в якому протікають тільки всі життєві фізіологічні процеси рослинних організмів;
• зв’язуюча транспортна ланка між різними клітинами, тканинами та органами. Це гарантує гомеостаз і загальну функцію організму як єдиного цілого;
• невід’ємний компонент протоплазматичних структур, який їх упорядковує;
• обов’язковий компонент, учасник низки біохімічних процесів;
• фактор, який забезпечує тургор, а це означає, і форму тканин, органів і всієї рослини;
• фактор, який стабілізує температуру тіла, перешкоджають перегріву;
• універсальний розчинник;
• фактор, що забезпечує пружний стан (тургор) рослинних організмів.

 

2. Осмотичні властивості клітин та їх роль в житті рослини

 

Осмос – це повільна дифузія молекул розчинника і речовин через напівпроникний мембранний бар’єр. Явище осмосу дуже важливе в біологічних процесах. В осмотичній системі, коли розчин відокремлений від води напівпроникною мембраною, що пропускає тільки молекули води, відбувається односпрямований рух по градієнту активності в бік розчину. Додатковий тиск, який необхідно створити, щоб запобігти руху молекул води в одному напрямку, називається осмотичним тиском.

Осмотичний потенціал – складова водного потенціалу, що визначає здатність води здійснювати роботу в тій чи іншій точці системи. Активність молекул води, або кінетична енергія, залежить від концентрації розчину. Чим нижча концентрація, тим активніша вода і навпаки. Тому осмотичний процес протікає в осмотичній системі, складовою частиною якої є напівпроникна мембрана, по обидва боки якої знаходяться два розчини різної концентрації, або розчин і розчинник. Осмотичний потенціал розчину, відокремленого мембраною від чистого розчинника, досягається при тій же величині, що й осмотичний тиск.

Розчин з однаковим осмотичним тиском називається ізотонічним. Коли два розчини з різною концентрацією розділені напівпроникною мембраною, вода переходить з розчину з низькою концентрацією в розчин з високою концентрацією. Розчини з більш високою концентрацією мають більш високий осмотичний тиск і називаються гіпертонічними, більш низькі – з більш низьким тиском і називаються гіпотонічними.

Всі органели, оточені клітинами і клітинними мембранами, являють собою осмотичні системи. Клітинна оболонка на основі целюлози і пектину легко проникають у розчинені речовини. При вивченні осмотичних явищ клітини часто розглядають як осмотичну систему, в якій роль напівпроникної оболонки відіграє біологічні мембрани, що оточують протоплазму, а роль робочого розчину – вакуолярна рідина. Сюди входять осмотично активні речовини, такі як цукор, амінокислоти, мінерали та ін.

Осмотичний тиск є параметром дифузійного тиску. Це викликано зменшенням хімічного потенціалу розчинника в присутності розчиненої речовини. Хімічний потенціал води називається водним потенціалом. Водний потенціал біологічної системи має кілька компонентів:

Гравітаційний потенціал характеризує зміни активності води при русі в гравітаційному полі Землі. Він відіграє важливу роль у транспортуванні ксилеми і флоеми високорослої деревини.

Осмотичний потенціал визначається концентрацією розчиненої речовини:

 

P = RCTi.

 

Потенціал матриці характеризується зниженням активності молекул води за рахунок гідратації колоїдного матеріалу та адсорбції на міжфазних кордонах. При поглинанні води колоїдна міцела бубнявіє. Бубнявіння – це процес поглинання рідини або парів високомолекулярними речовинами, що супроводжується збільшенням їх об’єму. Явище бубнявіння обумовлений капілярним і колоїдним ефектами.

Коли клітина поглинає воду, цитоплазма притискається до клітинної стінки, надаючи зворотний тиск клітинної мембрани на вміст клітини, створюючи гідростатичний тиск. Потенціал гідростатичного тиску позитивний, оскільки активність води під дією тиску зростає.

При повному водонасиченні (максимальному тургорному тиску) позитивний потенціал тиску врівноважує негативний від’ємний потенціал, тобто водний потенціал клітини дорівнює нулю. Водопоглинання в цьому стані не відбувається. Коли осмотичний потенціал перевищує потенціал тиску, водний потенціал стає негативним і клітина здатна поглинати воду. Кількість води, що подається, визначається різницею між осмотичним тиском (Р) і тургорним тиском (Т).

Ця величина називається всисною силою (S):

 

S = Р – Т.

 

Процес поглинання води клітинами триває до тих пір, поки клітини не будуть повністю насичені водою і поки не буде досягнуто максимальне подовження клітинної оболонки. Клітина при цьому матиме максимально можливий об’єм, концентрація клітинного соку стане мінімальною, а тургорний тиск – максимальним. Під час розміщення таких клітин у концентрований розчин вода втрачається. Зменшується об’єм вакуолі, знижується тиск цитоплазми на клітинну оболонку і, як наслідок, знижується тургорний тиск.

Коли клітини досягають свого мінімального обсягу, а потім втрачають воду, протоплазма починає відставати від оболонки. Процес втрати клітинної води триває доти, доки концентрації клітинного соку і зовнішнього розчину не врівноважуються. Явище відставання протоплазми від клітинної оболонки називається називається плазмолізом, а клітини – плазмолізуються. Якщо в повітрі немає води і немає втрати води клітинами між протопластом і клітинною оболонкою, то вільного простору не утворюється, а протопласт, що зменшується, супроводжується клітинною оболонкою. Поверхня клітини стає хвилястою.

 

Для отримання повного тексту придбайте роботу!