Реферати » Реферати по біології » Загальний вміст води в листках калини в умовах біостанції

Загальний вміст води в листках калини в умовах біостанції

зовнішній вигляд рослини, особливості морфологічного, анатомічної будови його, а також будови цитоплазми її субклітинних компонентів тісно пов'язані з наявністю води, по-третє, вона має важливе значення в процесах метаболізму.

Зовнішній вигляд рослини в значній мірі залежить від стану клітинної оболонки, останнє пов'язане з кількістю води в ній. При оптимальному вмісті води клітинна оболонка трохи розтягнута, цей стан її визначається тургорного тиском, спрямованим від центру до периферії, його можна розглядати як тиск протопласта на клітинну оболонку. Остання володіє пружними властивостями, під дією тургорного тиску розтягується, внаслідок чого виникає засунений, спрямоване від клітинної оболонки до центру клітини. Його називають радіальним тиском (або тургорного натягом), по величині воно дорівнює тургорного.
Тургорного тиск впливає на форму листа, на зовнішній вигляд рослини. При нестачі води в клітині воно зникає, листя в'януть, змінюється кут нахилу аркуша на осі стебла, порушується явище від'ємного геотропизма.
Тургорного стан клітин визначається кількістю води в рослині і величиною тургорного тиску.

Величина осмотичного тиску клітинного соку і сисної сили клітин тісно пов'язана з наявністю і кількістю води в клітинах (Сулейманов, 1974).
Осмос - це дифузія через напівпроникну мембрану, тобто таку мембрану, яка добре проникна для води і непроникна чи погано проникна для розчинених у воді речовин (Либберт, 1976).
Низькомолекулярні, високополімерні речовини і неорганічні солі здатні до прояву осмотичної активності в клітинах лише присутності води.
Молекули неорганічних речовин розпадаються на іони за участю води, остання, викликаючи диспергирование солей, сприяє збільшенню числа активно діючих частинок, що приймають участь в осмотичний тиск і метаболічних процесах. При зниженій кількості води (наприклад, під час посухи) осмотичний тиск клітинного соку підвищується, що смокче сила клітин зростає, що обумовлює надходження води в рослину. Цей приклад свідчить про те, що процес водообміну (надходження) пов'язаний і з кількістю води в організмі рослини.

Кругообіг речовин в рослині здійснюється шляхом участі води.
Координація діяльності органоїдів в клітинах і органах рослини пов'язана з наявністю води, отже, вона в значній мірі визначає функціональну цілісність організму. Дослідами академіка А. Л. Курсанова
(1960) встановлено, що, з одного боку, діяльність кореневої системи рослини пов'язана з тими речовинами, які утворюються в листках, інакше кажучи з діяльністю листя і стебла, з іншого боку, нормальне функціонування листя, їх діяльність залежить від роботи кореневої системи. Різні речовини, що надійшли з грунту в корінь, пересуваються у вигляді пасоки в надземні органи, в тому числі і в листя, де вони використовуються на синтез нових речовин, необхідних для побудови тіла рослини, для нормального функціонування його. Метаболіти, що утворилися в їх листі (цукру та інші речовини), переміщаються спадним струмом в підземні органи (корені), де вони необхідні для підтримки їх діяльності, для забезпечення життєвих процесів, тим самим забезпечується зв'язок між органами рослини.

Зменшення кількості води в листі значно уповільнює відтік речовин з листя в корінь і тим самим послаблює інтенсивність процесів обміну і кругообігу речовин в організмі рослини. Діяльність рослини в цілому координується завдяки процесам пересування речовин, у тому числі і води, як висхідним, так і спадним струмами.

Роль води в терморегуляції рослини.

Як відомо, випаровування води (транспірація) листям супроводжується поглинанням тепла. Джерелами тепла в рослині є сонячні промені і різні реакції метаболізму, в першу чергу, процес дихання. Якби рослина безперервно поглинало енергію, що не випромінюючи частину її в навколишнє повітря, то його температура весь час підвищувалася б доти, поки не наступила «теплова смерть» . Однак цього не спостерігається внаслідок того, що рослини втрачають більше половини поглиненої енергії, випромінюючи її в зовнішнє середовище (Гейтс, 1967). Крім того, втрата тепла рослиною має місце і в процесі транспірації.

У процесі транспірації в листі рослин вода переходить з рідкого стану в пароподібний. В цей час відбувається поглинання енергії молекулами води, вона витрачається на розрив водневих зв'язків, що мали місце між молекулами води.

Таким чином, фазові переходи води мають велике значення в тепловому балансі рослин (Сулейманов, 1974).

1. 2. Фізичні та хімічні властивості води

Вода - основний компонент живої речовини. Її зміст доходить до
90% від маси організму. Вона становить невід'ємну частину внутрішньої структури всього живого і є одним з головних факторів, що визначають клімат на поверхні землі. Вода бере активну участь в біологічних перетвореннях, служить субстратом для фотосинтезу, є одним з продуктів процесу подиху і створює умови зовнішнього середовища, які забезпечують можливість життя. Як кліматичний фактор вона регулює температуру на поверхні землі, перебуваючи в атмосфері, частково затримує сонячну радіацію і зменшує дію екстремальних температур. Вода в тілі рослин і вода, що покриває нашу сушу і входить до складу атмосфери, незважаючи на різні її форми єдина, і ритми її руху в відсталої і живої матерії узгоджені (Галазов, Бейдеман, 1975).

Вода відіграє важливу роль в життєдіяльності організму, завдяки своїм унікальним фізичним і хімічним властивостям. Молекула води складається з двох атомів водню, приєднаних до одного атома кисню. Атом кисню відтягує електрони від водню, завдяки цьому заряди в молекулах води розподілені нерівномірно. Один полюс молекули виявляється зарядженим позитивно, а інший - негативно. Інакше кажучи, вода являє собою диполь. Молекули води можуть асоціювати один з одним.
Позитивний заряд атома водню однієї молекули води притягується до негативного заряду іншої. Це призводить до виникнення водневих зв'язків. Завдяки наявності водневих зв'язків вода має певну впорядковану структуру. Кожна молекула води притягує до себе ще чотири молекули, які прагнуть розташуватися як би по вершинах тетраедра.
Число асоційованих молекул може бути невизначено великим. В рідкої воді впорядковані ділянки чергуються з невпорядкованими - хаотично розподіленими молекулами. Таким чином, більша частина молекул організована у вигляді тетраедрів, менша частина заповнює порожнини цих тетраедрів.

В твердому стані (лід) всі молекули води з'єднані водневими зв'язками. При нагріванні лід плавиться, і частково ці зв'язки розриваються. При нулі градусів розривається приблизно 15% водневих зв'язків. Навіть при нагріванні до 20 градусів лишаються не порушеними 80% водневих зв'язків.

Висока прихована теплота випаровування води обумовлюється наявністю водневих зв'язків. Для того щоб в процесі випаровування стався відрив молекул від водної поверхні, необхідно затратити додаткову кількість енергії для розриву водневих зв'язків. Тому випаровування води рослиною (транспірація) супроводжується охолодженням транспірірующей органів. Пониження температури листя при транспірації має важливе фізіологічне значення.

Вода має дуже високу теплоємність, тому поглинання або втрата значної кількості тепла тканинами рослин супроводжується порівняно невеликими коливаннями їх температури. Це дозволяє рослинному організму сприймати коливання температури навколишнього середовища в пом'якшеному вигляді. Вода в рослині знаходиться як у вільному стані, так і у зв'язаному. Вільної називають воду, що зберегла всі або майже всі властивості чистої води. Вільна вода легко пересувається, вступає в різні біохімічні реакції, випаровується в процесі транспірації і замерзає при низьких температурах. Зв'язана вода має змінені фізичні властивості внаслідок взаємодії з неводними компонентами. Ці взаємодії являють собою процеси гідратації, внаслідок чого пов'язану воду нерідко називають гідратної водою. Розрізняють два основних процеси гідратації: 1) тяжіння диполів води до зарядженим частинкам (як до іонів мінеральних солей, так і до заряджених групам білка СОО- і NH2 +);

2) утворення водневих зв'язків з полярними групами органічних речовин - між воднем води і атомами О або N.

Воду, гидратирующие колоїдні частинки (насамперед білки) називають коллоидно-зв'язано, а розчинені речовини (мінеральні солі, цукру, органічні кислоти та ін.) - осмотично зв'язаної.

Вода має винятково високою розчинюючої здатністю. У воді аніони і катіони якої-небудь солі виявляються роз'єднаними. Гідратні оболонки, навколишні іони, обмежують їх взаємодія. Позитивно заряджені іони притягують полюс молекули води з негативно зарядженими атомами кисню, тоді як іони, що несуть негативний заряд, притягують полюс з позитивно зарядженими атомами водню. Одночасно порушується і структура самої води. При цьому, чим крупніше іон, тим це порушення сильніше (Якушкіна, 1980).

1. 3. Фракційний склад грунтової вологи.

З фізіологічної точки зору зручно виділити наступні форми грунтової вологи, що розрізняються за ступенем доступності їх для рослин:

1. Гравітаційна вода.

2. Капілярна вода.

3. Пленочная вода.

4. Гігроскопічна вода (Якушкіна, 1980).

В даний час виділяють такі форми (фракції) грунтової вологи:

Хімічно зв'язана вода. Цю категорію води можна розділити на конституційну і кристалізаційну. Перша входить до складу вторинних мінералів. Вона настільки міцно пов'язана, що для її видалення потрібно застосування температури до 200 градусів і вище. Природно, що ця форма води недоступна для рослин. До конституційної воді слід також віднести воду, що входить до складу органічних речовин грунту.

Кристаллизационная вода менш міцно пов'язана, ніж конституційна.
Вона входить до складу гіпсу та інших мінералів. Її можна видалити шляхом тривалого прогрівання при температурі близько 100 градусів. Ця вода також недоступна для рослин.

Сорбированная вода. Сорбированная воду ділять на прочносвязанной
(гигроскопическую) і рихлосвязанной (плівкову). Обидві ці форми безпосередньо наділяють грунтові частки

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар