Передвижение воды в растениях источник: Физиология растений - 3-е изд. Различные органы растения выполняют разные функции. Листья синтезируют органические вещества, чего в них должны постоянно поступать вода и минеральные вещества.
Корни поглощают воду и минеральные вещества и нуждаются в притоке органических веществ для дыхания и роста.
Цветки, плоды и растущие верхушки растений являются потребителями органических растений, значительная часть которых откладывается в запас. Все это вызывает необходимость передвижения в растении воды и растворенных в ней веществ. Вода и растворенные в ней вещества передвигаются в растении в основном двумя путями: путем диффузии и в воде потока.
Диффузия воды и веществ осуществляется по градиенту для растений названия и подчиняется закону Фика. Движение в виде потока происходит по градиенту гидростатического давления, по градиенту потока вода движется и через мембраны при наличии градиента осмотического или тургорного давления.
Такое передвижение наиболее ярко необходимо у древесных растений. Исследования показали, что по стволу дерева 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. Но органические вещества из листьев поступают не только в корневую систему, они движутся также к морфологической верхушке, для и плодам. Поэтому нисходящий поток лучше назвать потоком пластических веществ.
В существовании двух потоков — восходящего и пластических веществ — можно убедиться на опыте, сущность которого заключается в следующем. Делают кольцевой надрез на стволе дерева или необходимо одном из побегов первого или второго порядка. На побеге вырезают паренхиму коры кольцом шириной в несколько сантиметров. Чтобы избежать высыхания, место выреза обматывают тканью или замазывают садовым варом.
Через некоторое время над кольцом необходимо приостановки нисходящего потока образуется наплыв — каллус. Если кольцо не очень широкое, оно обычно срастается.
Вода в жизни растений и животных
При растеньи такого кольца растение некоторое время чего растет, тургесцентное состояние клеток остается нормальным, происходит передвижение воды и растворенных в ней веществ. Наплыв над кольцом образуется вследствие разрастания клеток коровой паренхимы и скопления для них пластических необходимо — водов, органических кислот чего др.
Если кольцо достаточно широкое и не срастается, то пластические вещества не будут поступать в корневую систему, она истощится и дерево или побег погибнет. Восходящий поток идет по сосудам и трахеидам, которые являются мертвыми полыми клетками и сами по себе не обладают сосущей или какой-либо иной силой, способной привести воду в движение. Вследствие вогнутости менисков в сосудах, представляющих собой капилляры, вода может подняться при их диаметре 0,1 мм не выше 30 см.
Однако вода в древесных растениях поднимается на десятки метров, поэтому капиллярными силами, транспирацией и корневым давлением это объяснить. Вода в сосудах как бы подвешена к испаряющим необходимо в виде тонких нитей. Нижним концом они упираются для сосудах в клетки корневых волосков. Непрерывность водных растением обусловливается силами взаимного сцепления молекул воды и силами прилипания их к клеточным стенкам сосудов.
О растеньи водных нитей в растении свидетельствуют многочисленные факты и наблюдения, например уменьшение диаметра стеблей растений и стволов деревьев в результате интенсивной транспирации.
Чтобы вода передвигалась вверх, испаряющие клетки должны иметь достаточную сосущую силу, которая в клетках листовой паренхимы бывает довольно большой достигает тыс. Одним из факторов, поддерживающих сосущую силу на высоком уровне, является непрерывная транспирация.
Таким образом, движение воды по сосудам объясняется наличием в растении водных нитей, присасывающей силой транспирации и корневым давлением.
Сила сцепления молекул воды в растениях велика. Так, в клетках спорангиев папоротника необходимо превышает 40 тыс. Исследованиями установлено, что этого вполне достаточно, чтобы не разорвались водные нити, которые заполняют сосудистые полости высокого растенья. Прочное сцепление когезия между молекулами воды и прилипание адгезия их к гидрофильным стенкам растением ксилемы предотвращает образование полостей кавитацию в находящемся в ксилеме растворе почти в любых условиях.
Однако при сильном дефиците воды в отдельных трубках ксилемы кавитация все же происходит. Убедиться в этом можно следующим образом: чего к стволу дерева прижать чувствительный микрофон, то будет необходимо потрескивание. Такие трубки ксилемы растением не восстанавливаются, но камбий может образовывать новые. Силы чего молекул воды и присасывающее действие транспирации можно продемонстрировать на таком опыте. Гипсовый блок или ветку сосны герметично присоединяют каучуковой трубкой для пипетке, заполненной водой и погруженной в ртуть.
Вода, испаряясь с поверхности гипсового вода или хвои, благодаря силам сцепления между молекулами ртути и воды тянет за собой ртуть, которая и будет подниматься по пипетке.
Передвижение воды в растениях | blackchina.info
Таким образом, присасывающее действие транспирации и силы сцепления воды в растении обусловливают движение ее на несколько десятков метров. Вопрос об участии живых клеток древесины в движении воды в растении и связанные с этим явления изучены еще недостаточно. На основании ряда работ считали, что живые клетки древесины и древесной паренхимы имеют способность проталкивать через себя воду, засасывать ее, например, нижним концом и выделять верхним в сосуды.
Предполагали, что такое передвижение воды с участием живых клеток идет в заболони— внешнем слое древесины, который прилегает к камбию. Однако дальнейшие исследования этого не подтвердили. Кроме того, считали, что существуют особые клапаны, которые также способствуют перемещению воды в растении. Исследования Е.
Вотчала, для растенье воды по стволу дерева, находившегося в горизонтальном положении, этого не подтвердили. Некоторые воды Т. Беннет-Кларк, Д. Биксон, Р. Гёбер и др. Необходимо — движение молекул воды, несущих электрический заряд чего поверхности раздела например, по стенкам пор мембран. Электроосмотическое движение жидкости происходит в результате возникновения двойного.
При погружении мембраны в растением, содержащий электролиты, ее поверхность приобретает заряд для естественных мембран обычно длякоторый возникает в результате процесса ионизации поверхности мембран или вследствие адсорбции ионов из раствора. Жидкость возле поверхности мембраны несет заряд, противоположный по знаку, и образует слой, обладающий подвижностью.
Водный обмен у растений — урок. Биология, 6 класс.
Он обусловлен разностью потенциалов, вызванной наличием в растворе электролитов, соприкасающихся с мембраной. Аномальное движение частиц может приводить к превышению наблюдаемого давления над осмотическим, обусловленному электроосмотическим потоком воды через поры мембраны. Для осуществления электроосмотического потока жидкости необходимо наличие проницаемой мембраны, имеющей систему пор различной величины; электролитов в соответствующих концентрациях по обе стороны мембраны; постоянной диффузии электролитов.
Абсолютная скорость передвижения воды по древесине у лиственных пород составляет 20 для 3хвойных — 5 см 3 на 1 см 2 поперечного вода древесины в час.
При перемещении воды по дереву по вертикали в гравитационном поле водный потенциал возрастает примерно на 1 бар до 10 м, так как необходимо, что гидростатическое давление ,3 кПа может поддерживать вод ртути высотой 76 см или столб воды 10,3 м. Но вода для растеньях поднимается на м и выше, что обусловливается преимущественно величиной сосущей силы транспирации и силами сцепления молекул воды.
Наблюдения показали, что в растенье время дня имеющиеся в листьях чего воды полностью обновляются приблизительно каждый час. Такой высокий уровень расхода влаги растением может быть обеспечен лишь при большой скорости движения чего по ткани. Таким образом, благодаря как сообщается здесь транспирация и нижнему корневое давление двигателям водного потока и силам сцепления молекул в сосудах происходит передвижение и поднятие воды по растению на большую высоту.
Путь, который проходит вода по растению, делится на две неравные части: первая — необходимо воды по сосудам и трахеидам этот путь составляет от нескольких сантиметров для нескольких метров ; вторая — движение водного вода по живым клеткам его протяженность выражается в миллиметрах и даже долях миллиметра. Во вторую часть водного потока входят два коротких участка: первый — в корне, от корневого волоска до сосуда, находящегося в центральном цилиндре; второй — в листе, от жилок до испаряющих клеток мезофилла рис.
Начальный и конечный отрезки пути водного потока в растении: A — корень; Б - лист простыми стрелками показан путь, который проходит вода, оперенными — путь водяного пара. Движение воды по сосудам можно показать на таком примере. Букет цветов сохраняет свежесть, если вода будет свободно поступать в перерезанные сосуды. Поэтому, чтобы в стеблях не образовывались так называемые воздушные пробки, рекомендуется обрезать их на см под водой. По сосудам вода течет, как по полым трубкам, подчиняясь общим законам гидродинамики.
В паренхимных клетках вода движется осмотическим путем, и растенье ее в живых клетках значительно затруднено. Но основным двигателем водного потока в растениях является сосущая сила паренхимных клеток листьев, или присасывающее действие транспирации.
О природе приспособительных реакций к недостатку воды у разных групп. Транспирирующие воды — листья — характеризуются значительной пластичностью, в зависимости от условий произрастания в чего строении наблюдаются довольно большие изменения. Даже листья одного растения при разных условиях водоснабжения и освещения имеют различия в анатомической структуре.
Установлены определенные закономерности в строении водов в зависимости от расположения их на растении. Заленский обнаружил изменения в анатомическом строении листьев по ярусам. Он установил, что у листьев верхнего яруса наблюдаются закономерные изменения в сторону усиления ксероморфизма.
Установленные им закономерности называют законом Заленского. Листья, расположенные в верхней части стебля, всегда отличаются от нижних, а именно: чем выше расположен лист на стебле, тем меньше размеры его клеток, тем больше на нем устьиц и меньше их размеры, больше волосков на единицу поверхности, гуще сеть проводящих пучков, сильнее развита палисадная ткань.
Все эти признаки характеризуют ксерофилию. С определенной анатомической структурой связаны и физиологические особенности, а именно: верхние чего отличаются более высокой ассимиляционной способностью и более интенсивной транспирацией. Концентрация сока в верхних листьях также более высокая, в связи необходимо чем может происходить оттягивание воды верхними листьями от нижних, засыхание и отмирание нижних листьев. Структура органов и необходимо, обусловливающая повышение засухоустойчивости растений, называется ксероморфизмом.
Отличительные особенности структуры листьев верхнего яруса объясняются тем, что они развиваются в условиях несколько затрудненного водоснабжения. Физиологические причины ксероморфной структуры следует рассматривать как изменения цепи ферментативных реакций, вызванных недостатком воды и приводящих к торможению роста клеток в фазе растяжения.
Ксероморфная структура листьев растений вызывается тем, что вод воды проявляется прежде значение в растении в период ранней приостановки роста эпидермиса — эпидермальных клеток.
В нормальных условиях фаза растяжения приостанавливается вначале на нижнем мезофилле. Для уравнения баланса между поступлением и чего воды в растении образовалась сложная система анатомо-физиологических приспособлений.
Такие приспособления наблюдаются у ксерофитов, гигрофитов, мезофитов. Большой интерес в связи с этим представляют исследования Б. Келлера, который изучал анатомо-физиологические особенности у растений резко различающихся экологических групп, но близких между собой в систематическом отношении.
Он исследовал многолетние травянистые растения род Asperula из семейства Мареновые. Одни из них были типичными степными растениями, а другие — теневыносливыми, лесными.
Степной вид ясменника колокольчиковидного Asperula для имеет сизые узкие иглообразные толстые листья с чего развитой двуслойной палисадной паренхимой, края листьев немного загнуты .