Что такое верхний двигатель водного потока в растении

Что такое верхний двигатель водного потока в растении

Вода и жизнь. Распространение воды в природе. Качественный количественный состав, круговорот, возраст и генезис воды. Изотопный состав, тяжелая вода. Чистая и сверхчистая вода. Способы ее опреснения и очистки. Эффект обезвоживания веществ. Особые свойства жидкой воды — реальные и вымышленные.

Физические свойства воды. Особенности строения молекул, водородные связи и модели структуры жидкой воды. Коэффициент самодиффузии как показатель микроподвижности молекул.

Водные растворы. Взаимодействие водной структуры с растворенным веществом.

Различные виды гидратации: (гидрофильная и гидрофобная, ионная и электронейтральная).

Растворы макромолекул. Вода свободная и связанная, капиллярная, коллоидная, иммобилизованная. Вода в биологических структурах. Клатратные комплексы и их свойства. Соотношение различных фракций воды в растении и их физиологическое значение. Методы оценки состояния воды в биологических объектах: ЯМР-, ИК- и диэлектрическая спектроскопия.

Макроперемещения молекул воды в растении. Факторы, влияющие на этот процесс.

Водный потенциал как обобщенный энергетический показатель состояния воды в биологических системах. Термодинамические показатели состояния воды и ее растворов. Понятие об энергии. Энергия внутренняя, тепловая, свободная. Законы термодинамики. Химический потенциал. Зависимость химического потенциала от концентрации. Активность воды и способы ее определения. Ионная сила раствора. Полный потенциал системы и его составляющие. Значение, способы и единицы выражения химического, полного и водного потенциалов. Диффузия. Движущая сила этого процесса. Законы А.Фика. Осмотический потенциал водных растворов, выводы Вант-Гоффа. Связь водного потенциала с полным, осмотическим потенциалами и с сосущей силой клетки.

Давление в жидкости. Гидростатическое, осмотическое и тургорное давление. Тургор и плазмолиз в растительных клетках. Методы определения осмотического и водного потенциалов биологических объектов. Осмотики, используемые при исследованиях и предъявляемые к ним требования. Коэффициент отражения биологических мембран.

Потоки воды в целом растении. Большой круг циркуляции воды в системе почва — растение-атмосфера. Движущие силы на этом пути. Радиальный транспорт воды в корне. Анатомические особенности строения корня. Нижний концевой двигатель растений. Осмотическая и метаболическая составляющие корневого давления. Представления о пассивном и активном участии растения в процессах водообмена. Верхний концевой двигатель растений. Транспирация. Поток воды на пути ксилемные окончания-воздух. Способы регуляции этого потока. Строение и функциональне особенности устиц. Движение воды по внутриннему апопласту растений. Поверхностное натяжение и капилярные силы. Значение когезии и адгезии для транспорта воды. Анатомические особенности строения проводящих путей ксилемы.

Малый круг циркуляции воды в растении. Поток через флоэму и силы его регулирующие. Строение проводящей системы флоэмы. Некоторые модели флоэмного двигателя и его роль в жизни растений. Влияние внешних и внутренних факторов на водообмен растений. Эволюция проводящих систем у растений. Особенности растений различных экологических групп и пути их адаптации к условиям водосна.

5rik.ru

Материалы для учебы и работы

Поступление воды в растение. Двигатели водяного потока.

Корневая система распространяется в почве в вертикальном и горизонтальном направлениях. Особенности распространения зависят от видовых особенностей растения. Так, у пустынных растений корневая система распространяются вглубь на десять (а отдельные виды и на большее количество) метров, а у теневыносливых растений, растущих в нижнем ярусе леса, корневая система в основном располагается в ярусе до 0.5 метра, но вширь может занимать несколько квадратных метров.

Поступление воды в корневую систему растения и перемещение ее по тканям корня осуществляется путем пассивной диффузии. Поступление идет по градиенту концентрации, поэтому если в почве концентрация почвенного раствора выше, чем концентрация клеточного сока, то вода будет диффундировать не в растение, а из него, и наступит гибель растения. Такая ситуация может сложиться в результате передозировки минеральных удобрений, небрежного внесения минеральных удобрений, когда они рассыпаются неравномерно.

Корневая система имеет поглощающую или всасывающую зону — это зона корневых волосков. Поступив в клетку корневого волоска вода становится частью живой системы — клетки растения — и подчиняется закономерностям, действующим в живой клетке. Передвижение по растению определяется двумя основными двигателями водного потока в растении:

нижним двигателем водного потока или корневым давлением,

верхним двигателем водного потока или присасывающим действием атмосферы.

Корневое давление создается при переходе воды из коры корня в сосудистую систему корня при прохождении воды через пропускные клетки перицикла, из которых вода под давлением как бы впрыскивается в сосуды ксилемы. Доказательством этого служат явления гуттации и «плача растений».

Гуттация — это выделение капельно-жидкой влаги листьями через гидатоды в условиях затрудненного испарения.

Плач растения — это вытекание пасоки (воды с растворенными в ней минеральными веществами, находящейся в ксилеме) из стеблей растений со срезанными побегами. Механизм образования корневого давления по-видимому состоит из двух аспектов:

Читать еще:  Focus iii какой двигатель

переноса воды по законам осмоса,

дополнительной сократительной деятельности актомиозиновых белков, находящихся в перицикле и паренхимных клетках корня.

Присасывающее действие атмосферы определяется концентрацией водяных паров в атмосфере. Этот показатель в атмосфере почти всегда меньше, чем в листе растения, за исключением условий повышенной влажности воздуха, например, во время дождя, тумана.

Определяющую роль в формировании верхнего двигателя водяного потока в растении играет водный потенциал ¥ (фэта).

Водный потенциалYвыражает способность воды в данной системе, в том числе в почвенном растворе, или в клетке растения, или в атмосфере, совершить работу по сравнению с той работой, которую при тех же условиях совершила бы чистая вода.

Водный потенциал, являясь фактически мерой активности воды, определяет термодинамически возможное направление ее транспорта. Молекулы воды всегда перемещаются от более высокого водного потенциала к более низкому, подобно тому, как вода течет вниз. Водный потенциал имеет размерность энергии, деленной на объем, поэтому его выражают в барах или паскалях (1 атмосфера = 1,013 бар = 10 5 Па.10 6 Па равны 1 мегаПа)

Химический потенциал воды — µw — это величина, производная от активности воды. Она выражает максимальное количество внутренней энергии молекул воды, которое может быть превращено в работу, измеряется в ДЖ . моль -1 и рассчитывается по уравнению:

µw 0 химический потенциал чистой воды (принят равным нулю), R — газовая постоянная, T — абсолютная температура, aw — активность воды в системе.

В системе «почвенный раствор — растение — атмосфера» водный потенциал изменяется от самого высокого значения в почвенном растворе до самого низкого в воздухе. Вода переходит из растения в окружающий воздух в парообразном состоянии. В мезофилле листа имеются обширные межклеточные пространства и каждая клетка мезофилла хотя бы одной стороной граничит с таким межклетником. Вследствие испарения воды с влажных клеточных стенок воздух в межклетниках насыщен водяными парами, часть которых через устьица выходит наружу.

Поступление воды в растение. Двигатели водяного потока

Корневая система распространяется в почве в вертикальном и горизонтальном направлениях. Особенности распространения зависят от видовых особенностей растения. Так, у пустынных растений корневая система распространяются вглубь на десять (а отдельные виды и на большее количество) метров, а у теневыносливых растений, растущих в нижнем ярусе леса, корневая система в основном располагается в ярусе до 0.5 метра, но вширь может занимать несколько квадратных метров.

Поступление воды в корневую систему растения и перемещение ее по тканям корня осуществляется путем пассивной диффузии. Поступление идет по градиенту концентрации, поэтому если в почве концентрация почвенного раствора выше, чем концентрация клеточного сока, то вода будет диффундировать не в растение, а из него, и наступит гибель растения. Такая ситуация может сложиться в результате передозировки минеральных удобрений, небрежного внесения минеральных удобрений, когда они рассыпаются неравномерно.

Корневая система имеет поглощающую или всасывающую зону — это зона корневых волосков. Поступив в клетку корневого волоска вода становится частью живой системы — клетки растения — и подчиняется закономерностям, действующим в живой клетке. Передвижение по растению определяется двумя основными двигателями водного потока в растении:

нижним двигателем водного потока или корневым давлением,

верхним двигателем водного потока или присасывающим действием атмосферы.

Корневое давление создается при переходе воды из коры корня в сосудистую систему корня при прохождении воды через пропускные клетки перицикла, из которых вода под давлением как бы впрыскивается в сосуды ксилемы. Доказательством этого служат явления гуттации и «плача растений».

Гуттация — это выделение капельно-жидкой влаги листьями через гидатоды в условиях затрудненного испарения.

Плач растения — это вытекание пасоки (воды с растворенными в ней минеральными веществами, находящейся в ксилеме) из стеблей растений со срезанными побегами. Механизм образования корневого давления по-видимому состоит из двух аспектов:

переноса воды по законам осмоса,

дополнительной сократительной деятельности актомиозиновых белков, находящихся в перицикле и паренхимных клетках корня.

Присасывающее действие атмосферы определяется концентрацией водяных паров в атмосфере. Этот показатель в атмосфере почти всегда меньше, чем в листе растения, за исключением условий повышенной влажности воздуха, например, во время дождя, тумана.

Определяющую роль в формировании верхнего двигателя водяного потока в растении играет водный потенциал ¥ (фэта).

Водный потенциалYвыражает способность воды в данной системе, в том числе в почвенном растворе, или в клетке растения, или в атмосфере, совершить работу по сравнению с той работой, которую при тех же условиях совершила бы чистая вода.

Читать еще:  Характеристики двигателя ракет 120

Водный потенциал, являясь фактически мерой активности воды, определяет термодинамически возможное направление ее транспорта. Молекулы воды всегда перемещаются от более высокого водного потенциала к более низкому, подобно тому, как вода течет вниз. Водный потенциал имеет размерность энергии, деленной на объем, поэтому его выражают в барах или паскалях (1 атмосфера = 1,013 бар = 10 5 Па.10 6 Па равны 1 мегаПа)

Химический потенциал воды — µw — это величина, производная от активности воды. Она выражает максимальное количество внутренней энергии молекул воды, которое может быть превращено в работу, измеряется в ДЖ . моль -1 и рассчитывается по уравнению:

µw 0 химический потенциал чистой воды (принят равным нулю), R — газовая постоянная, T — абсолютная температура, aw — активность воды в системе.

В системе «почвенный раствор — растение — атмосфера» водный потенциал изменяется от самого высокого значения в почвенном растворе до самого низкого в воздухе. Вода переходит из растения в окружающий воздух в парообразном состоянии. В мезофилле листа имеются обширные межклеточные пространства и каждая клетка мезофилла хотя бы одной стороной граничит с таким межклетником. Вследствие испарения воды с влажных клеточных стенок воздух в межклетниках насыщен водяными парами, часть которых через устьица выходит наружу.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

12. Значение воды для растения. Формы воды в почве и их доступность для растений.

Вода является главной составной частью растений. Ее содержание неодинаково в разных органах растения и зависит от условий внешней среды, вида и возраста растения. Для своего нормального существования растение должно содержать определенное количество воды. Все реакции гидролиза, окислительно восстановительные реакции идут с участием воды. Вода служит источником кислорода, выделяемого при фотосинтезе, и водорода, используемого для восстановления углекислого газа. Вода поддерживает конформацию молекул белка, устойчивость структур цитоплазмы и оболочки клеток в упругом состоянии. Вода обладает высокой теплоемкостью, что позволяет растению воспринимать изменения температуры окружающей среды в смягченном виде. Транспирация служит основным средством терморегуляции у растений. Растения испаряют очень много воды. Большой расход воды связан с тем, что растения обладают значительной листовой поверхностью, необходимой для поглощения углекислого газа, содержание которого в воздухе незначительно. В почве вода находится в разных физических состояниях: жидком, газообразном (водяной пар), твердом (лед), химически и физико-химически связанном с другими веществами и твердыми минеральными, органическими и органо-минеральными частицами. Зависимости от физического состояния и характера связей воды в почвенном среде различают категории, формы и виды грунтовой воды. В почве выделяют следующие категории воды: химически связанная вода, входящая в состав других веществ (например, гипса) и недоступна для использования растениями;• жесткая вода (лед) — находится в этом состоянии по низкой (отрицательной) температуры и недоступна для растений, однако становится доступной после таяния;• водяной пар, содержащийся в почвенном воздухе и после конденсации становится доступной для растений;• прочно связанная вода, которая содержится адсорбционными силами на поверхности частиц почвы в виде пленки толщиной в два-три диаметра молекул воды, находится в газообразном состоянии (водяной пар) и недоступна для растений;• непрочно связанная вода, которая представляет собой пленки влаги вокруг частичек грунта толщиной до 10 диаметров молекул воды, перемещается между грунтовыми частицами под воздействием сорбционных сил и является труднодоступной для растений;• свободная вода, которая не связана молекулярными силами с частицами почвы, поэтому свободно или под влиянием менисковых сил движется в грунтовых порах и доступна для растений.

13. Поступление воды в растение. Двигатели водяного потока. Передвижение воды по тканям корня. Передвижение воды по растению.

Корневая система распространяется в почве в вертикальном и горизонтальном направлениях. Особенности распространения зависят от видовых особенностей растения. Так, у пустынных растений корневая система распространяются вглубь на десять метров, а у теневыносливых растений, растущих в нижнем ярусе леса, корневая система в основном располагается в ярусе до 0.5 метра, но вширь может занимать несколько квадратных метров.Поступление воды в корневую систему растения и перемещение ее по тканям корня осуществляется путем пассивной диффузии. Поступление идет по градиенту концентрации, поэтому если в почве концентрация почвенного раствора выше, чем концентрация клеточного сока, то вода будет диффундировать не в растение, а из него, и наступит гибель растения. Такая ситуация может сложиться в результате передозировки минеральных удобрений, небрежного внесения минеральных удобрений, когда они рассыпаются неравномерно.Корневая система имеет поглощающую или всасывающую зону — это зона корневых волосков. Поступив в клетку корневого волоска вода становится частью живой системы — клетки растения — и подчиняется закономерностям, действующим в живой клетке. Передвижение по растению определяется двумя основными двигателями водного потока в растении:нижним двигателем водного потока или корневым давлением,верхним двигателем водного потока или присасывающим действием атмосферы.Корневое давление создается при переходе воды из коры корня в сосудистую систему корня при прохождении воды через пропускные клетки перицикла, из которых вода под давлением как бы впрыскивается в сосуды ксилемы. Присасывающее действие атмосферы определяется концентрацией водяных паров в атмосфере. Этот показатель в атмосфере почти всегда меньше, чем в листе растения, за исключением условий повышенной влажности воздуха, например, во время дождя, тумана.Определяющую роль в формировании верхнего двигателя водяного потока в растении играет водный потенциал ¥ (фэта). В системе «почвенный раствор — растение — атмосфера» водный потенциал изменяется от самого высокого значения в почвенном растворе до самого низкого в воздухе. Вода переходит из растения в окружающий воздух в парообразном состоянии. В мезофилле листа имеются обширные межклеточные пространства и каждая клетка мезофилла хотя бы одной стороной граничит с таким межклетником. Вследствие испарения воды с влажных клеточных стенок воздух в межклетниках насыщен водяными парами, часть которых через устьица выходит наружу. Передвижение воды по тканям корня.Вода поглощается корневым волоском как пассивно (по законам осмоса), так и активно. Проникнув в корневой волосок, далее вода поступает в эндодерму. Переход воды по клеткам паренхимы корня до эндодермы осуществляется также по законам осмоса.По Д.П. Сабинину переход воды внутри клетки и из клетки в клетку обуславливается разностью осмотического давления. В клетке всегда поддерживается такое состояние, когда в одной части протопласта А непрерывно проходят реакции синтеза, образования веществ, вследствие чего увеличивается концентрация веществ, а, следовательно, и осмотическое давление, в другой же части протопласта В происходит постоянное превращение осмотически активных веществ в осмотически неактивные (например глюкозы в крахмал), вследствие чего осмотическое давление в этой части клетки уменьшается. Возникающий ток воды и обуславливает возникновение гидростатической силы и передачу воды внутри клетки и от клетки к клетке. Передвижение воды по растению.При передвижении по клеткам паренхимы корня вода обогащается минеральными веществами и в таком составе попадает в клетки ксилемы, скелетной основой которой являются сосуды и трахеиды. Сосуды, у которых нет протоплазмы, обладают высокой сосущей силой, пропорциональной осмотическому давлению содержащегося в них раствора.Находящаяся в сосудах и трахеидах вода имеет форму тончайших нитей, которые своими верхними концами как бы подвешены к испаряющим клеткам листьев, а нижними концами упираются в паренхимные клетки корня. Для того, чтобы вода передвигалась вверх, необходимо, чтобы испаряющие клетки обладали достаточной величиной сосущей силы. В отсутствие этого условия возникает ток воды в сосудах в обратном направлении

Читать еще:  Грязное масло двигателя почему

14. Транспирация. Устьичная и внеустьичная транспирация. Ведущие факторы транспирации.Завершающей частью водного обмена растений является транспирация, или испарение воды листьями, то есть верхний двигатель тока воды в растении. Это явление с физической стороны представляет собой процесс перехода воды в парообразное состояние и диффузию образовавшегося пара в окружающее пространство.Транспирация выполняет в растении следующие основные функции:это верхний двигатель тока воды,это защита от перегрева,это нормализация функционирования коллоидных систем клеток листа.Транспирация характеризуется следующими показателями: интенсивностью, продуктивностью и коэффициентом.Интенсивность транспирации — это количество воды, испаряемой растением с единицы листовой поверхности в единицу времени.Продуктивность транспирации — это количество созданного сухого вещества на 1 кг транспирированной воды. В среднем эта величина равна 3 г/1 кг воды.Транспирационный коэффициент показывает сколько воды растение затрачивает на построение единицы сухого вещества, т.е. этот показатель является величиной, обратной продуктивности транспирации и в среднем равен 300, т.е. на производство 1 тонны урожая затрачивается 300 тонн воды.Очень важным моментом в процессе транспирации является действие абиотических факторов окружающей среды: влажности атмосферного воздуха и температуры воздуха. Регулировка транспирация происходит в растении по двум механизмам:устьичная регуляция,внеустьичная регуляция.Наиболее существенной является устьичная регуляция.В устьичной транспирации ведущими факторами являются:количество устьиц на единицу листовой поверхности,форма листа ,наличие ионов К + ,наличие абсцизовой кислоты,концентрация углекислого газа в подустьичной полости, наличие солнечного света. Внеустьичная транспирация определяется количеством и размерами межклеточных пор в кутикуле листа.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector