Curs 2 regimul apei

1. Funcțiile și formele de apă din instalație.

2. Debitul de apă în plante.

3. Mișcarea apei într-o plantă cu flori.

1. Funcțiile și formele de apă din instalație.

În țesuturile de plante apa este de 70-95% din masa brută. Toate formele de viață cunoscute pe Pământ nu pot exista fără ea. Atunci când conținutul de apă din celule și țesuturi scade până la un nivel critic (de exemplu, în spori, în semințe, când sunt complet coapte), structurile vii se suspendă.







Apa în obiecte biologice îndeplinește următoarele funcții principale:

1. Mediul de apă unește toate părțile corpului, de la moleculele din celule la țesuturi și organe, într-un singur întreg. În corpul plantei, faza apoasă este un mediu continuu până la umiditatea extrasă de la rădăcinile solului până la interfața lichid-gaz în frunzele în care se evaporă.

2. Apa - cel mai important solvent și cel mai important mediu pentru reacțiile biochimice.

3. Apa este un metabolit și o componentă directă a proceselor biochimice. Astfel, în fotosinteză, apa este un donator de electroni. Când respiră, de exemplu în ciclul Krebs, apa participă la procese oxidative. Apa este necesară pentru hidroliză și pentru multe procese sintetice.

4. Apa - componenta principală în sistemul de transport al plantelor superioare - în vasele de xilem și în tuburile asemănătoare sievei de phloem.

5. Apa este un factor de termoreglare. Protejează țesătura de fluctuațiile bruște de temperatură datorită capacității sale ridicate de căldură și căldurii specifice de vaporizare.

6. Apa - un bun absorbant de șoc cu efecte mecanice asupra corpului.

7. Datorită fenomenelor de osmoză și turgor (stres), apa oferă o stare elastică a celulelor și a țesuturilor de organisme vegetale.

8. Apa este implicată în ordonarea structurilor în celule. Este o parte a proteinelor, determinându-le conformația. Îndepărtarea apei din proteine ​​prin sărare sau prin alcool duce la coagularea și precipitarea acestora.

Formele de apă din instalație.

Apa disponibilă în celule poate fi liberă și legată.

Apa legată este reținută de forța de atracție a coloizilor hidrofilici. În timpul adaptării plantei la condiții nefavorabile (secetă, scădere de temperatură), cantitatea de apă legată crește.

Apa gratuită servește ca mediu în care au loc procesele vitale ale celulei, în care pot participa. Acesta face parte din sucul celular, substanțele organice, este cheltuit la evaporare. Pierderea apei libere poate perturba metabolismul în celulă.

2. Debitul de apă în instalație.

Apa intră în plantă, în principal, prin firele de rădăcină prin legummosmoză. Distingeți între difuzie și osmoză.

Difuzia este mișcarea moleculelor sau a ionilor dintr-o regiune cu o concentrație ridicată într-o regiune cu o concentrație mai mică, cu alte cuvinte, mișcarea de-a lungul gradientului de concentrație. Difuzia de lichide sau gaze poate fi, de asemenea, definită ca amestecarea lor în contact direct (de exemplu, răspândirea unui miros de parfum sau amestecarea apei cu alt lichid).

Dacă între cele două lichide se află o membrană animală sau membrană (membrană), soluțiile vor pătrunde prin ea, deoarece sunt foarte poroase. Acest fenomen a fost numit "osmoză".

Osmoza este trecerea moleculelor de solvent dintr-o regiune cu o concentrație mai mare într-o regiune cu o concentrație mai mică printr-o membrană semipermeabilă.

În toate sistemele biologice, apa este solventul.

Astfel, osmoza poate fi privită ca un tip special de difuzie, în care echilibrul se obține prin mișcarea moleculelor de solvenți în monoterapie.

Membranele care trec numai moleculele de solvenți și care rețin toate moleculele sau ionii substanței dizolvate sunt numite semipermeabile.

Selectiv permeabile sunt membranele celulelor vii care trec anumite molecule sau ioni de substanțe dizolvate.

Deci, dacă soluția de zaharoză din celulă și materialul selectiv permeabil sunt plasate în apă curată, apa se va prăbuși în celulă, iar particulele de zahăr vor curge din celulă în apă. Penetrarea particulelor de apă în celulă se numește endosmoză, iar fluxul de particule de zahăr de acolo se numește exoosmoză. Predominanța endosmozei la exospasm determină în sistem o presiune osmotică.







Astfel, dacă o soluție este separată de membrană permeabilă selectiv apa pura, presiunea hidrostatică care trebuie aplicată pentru a preveni afluxul osmotic de apă în soluție, se numește presiunea osmotică a soluției.

Valoarea presiunii osmotice depinde de diferența de concentrație a soluțiilor, precum și de dimensiunea moleculelor care participă la osmoză. Particulele de apă pătrund prin membrane (plante, animale) mai repede decât particulele de cristaloide, iar acestea, la rândul lor, se mișcă mai repede decât particulele coloidale mai mari. Acestea din urmă nu pătrund deloc în cușcă.

Astfel, celulele vegetale au o presiune osmotică. Se compune din presiunea substanței din sapa celulară de pe citoplasmă și membrana celulară. Această presiune este în contrast cu presiunea peretelui celular limită la nivelul presiunii citoplasme - turgor.

Plasmoliza și presiunea turgorului.

Dacă celula este în contact cu o soluție hipertonică, adică cu o soluție având un potențial mai redus de apă (concentrație mai mare solutului) decât conținutul celulei proprii, apa începe să iasă din ea prin osmoza peste membrana plasmatică. Mai întâi, apa din citoplasmă se pierde și apoi apa iese din vacuol prin tonoplast. Protoplast, adică conținutul viu al celulei, înconjurat de peretele celular, scânteie și în cele din urmă rămâne în urma peretelui celular. Acest proces se numește plasmoliză și se spune că această celulă este plasmolizată. Atunci când începe plasmoliza protoplast doar încetează să exercite o presiune asupra peretelui celular și celula devine lent. Apa părăsește protoplastul până când conținutul său obține același potențial de apă ca și soluția din jur. După aceasta, celula încetează să scadă mai departe. Procesul de plasmoliză este, de obicei, reversibil, celula nu primește niciun prejudiciu permanent.

Dacă celula plazmolizirovannuyu plasate în apă pură sau o soluție hipotonă, cu o mai mare decât conținutul celulei, potențialul de apă, apa începe să intre în celulă prin osmoză.

Pe masura ce volumul protoplastiei creste, acesta incepe sa apese pe peretele celular si il intinde. Peretele celular este relativ rigid, astfel încât presiunea din interiorul celulei crește foarte rapid. Cu o creștere treptată a presiunii turgore datorită faptului că apa intră în celulă datorită osmozelor, celula devine turgidă. Umflarea completă a celulei, adică presiunea maximă de turgor se observă numai atunci când celula este plasată în apă curată. Când dorința de a intra în cușcă și presiunea turgorului se contrabalansează reciproc, doar cantitatea de apă intră în celulă pe măsură ce intră, iar celula este acum în echilibru cu soluția înconjurătoare. În apa pură, turgorul este restabilit - este deplasmoliza.

Deoarece citoplasma este semipermeabilă, unele substanțe trec prin ea liber, în timp ce altele nu penetrează, deși sunt dizolvate în apă. Apa curge liber în celulă printr-o carcasă, care este o membrană fină-poroasă.

Intensitatea absorbției de către o celulă a apei - puterea de succes a unei celule (S) depinde de presiunea osmotică din celulă (P) și de presiunea turgorului, adică rezistența cochiliei (T).

Când presiunea osmotică devine egală cu presiunea turgorului, adică P = T, atunci forța de aspirație va fi 0, adică S = 0. iar apa va înceta să intre în cușcă. Starea tensiunii celulare se numește turgor.

În plus față de presiunea osmotică și turgidă asupra fluxului de apă în celulă, forțele electroosmotice exercită o mare influență. Citoplasma este capabilă de adsorbție, adică de absorbție a apei și a altor substanțe. Această absorbție apare datorită apariției încărcăturilor electrice în straturile limită ale plasmolemului, mezoplasmei și tonoplastelor și creării unei diferențe de potențial.

3. Mișcarea apei în plantele cu flori.

Apa din instalație intră în contact direct cu apa solului și cu vaporii de apă în aerul din jurul instalației. Se mișcă dintr-un potențial mai mare de apa pentru a reduce, prin care se misca apa prin planta din domeniul potențial ridicat de apă (adică, de la sol) la potențialul scăzut de apă, în conformitate cu un gradient de apă (adică, atmosferă) potențial. Potențialul de apă în aer moderat umed este de câteva zeci de mii de kilopascali mai mic decât în ​​plantă; prin urmare, dorința mai mare a apei de a părăsi planta.

Cea mai mare parte a apei intră în plantă prin părul rădăcinii. Apa trece prin xylem în coaja rădăcină, situată pe xylem frunzelor și se evaporă din suprafața celulelor mezofil și apoi diffuses spre exterior prin stomatele. Ultimul proces se numește transpirație, iar curgerea apei de la rădăcină la suprafața transpirantă este un curent de transpirație. Se constată că planta utilizează, în medie, mai puțin de 1% din apa absorbită de ea (adesea 0,2%). Din cantitatea totală de apă care trece prin instalație, numai 0,2% este reținută în ea și se duce la construcția materiei organice. 99,8% din apa absorbită se evaporă. Pentru a crea 1 g de substanță uscată, planta trebuie să treacă prin ea însăși sute de grame de apă. Plantele diferite vor diferi în acest sens una de cealaltă.

Numărul de grame de apă consumat de instalație în timpul transpirației cu formarea a 1 g de substanță uscată se numește coeficientul de transpirație. Este egal cu 300 - 1000. Valoarea coeficientului de transpirație depinde de condițiile din jur, de structura plantei și nu poate fi absolută.

Plantele se pot compara, de asemenea, productivitatea transpirației, prin care se înțelege numărul de grame de substanță uscată formate prin evaporare 1L apă (1000g). De obicei, productivitatea transpirației este exprimată în figurile de la 3.4.5, etc.

Intensitatea transpirației este cantitatea de apă evaporată de la 1 metru pătrat de suprafață a frunzei în 1 oră. Depinde de condițiile externe: temperatura, umiditatea, forța vântului, precum și structura corpului, protecția acestuia de evaporare.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: