Состав ксилемного сока

Дальний транспорт веществ у растений

Ближний транспорт – это передвижение ионов, метаболитов и воды между клетками и тканями. Дальний транспорт – это передвижение веществ между органами в целом растении. Транспорт воды и веществ может осуществляться по апопласту, симпласту и по ЭПС с участием плазмодесм. Передвижение воды и веществ по проводящим пучкам включает в себя транспорт по ксилеме (восходящий транспорт от корней к наземным органам) и – по флоэме (нисходящий транспорт от листьев к зонам потребления питательных веществ и отложения в запас).

2.1. Ксилемный транспорт.

Ксилема – сложная проводящая ткань. Главными водопроводящими элементами ее являются сосуды и трахеиды. Сосуды представляют собой полые трубки, состоящие из члеников. Трахеиды – это веретеновидные клетки. Сосуды и трахеиды в зрелом состоянии мертвые. Транспорт воды и растворенных в ней веществ осуществляется благодаря верхнему и нижнему концевых двигателей и свойств воды (адгезии и когезии). Этот вопрос был рассмотрен ранее.

Ксилемный сок представляет собой раствор, в основном состоящий из неорганических веществ. Но в пасоке, вытекающей из пенька, сломанной ветки помимо неорганических веществ содержатся и органические – аминокислоты, органические кислоты, фенольные соединения, сахара и др. рН 5,9-6,5

Состав ксилемного сока не постоянен и варьирует в зависимости от времени года, этапа развития растения, вида растения, времени суток и др. На состав ксилемного сока также влияет состав наружнего раствора.

Состав ксилемного сока резко отличается от вакуолярного (клеточного сока). Например, содержание ионов калия в вакуолях эпикотиля гороха составляет 55-78 ммоль/л, а в ксилемном соке – 2-4 ммоль/л.

2.3. Механизмы ксилемного транспорта.

Ксилемный транспорт осуществляется в три этапа: загрузка ксилемы, транспорт, разгрузка ксилемы.

Загрузка ксилемы. Загрузка ксилемы наиболее интенсивно происходит в зоне корневых волосков. В этой зоне функционирует два насоса. Основной насос локализован в клетках эпиблемы и коровой паренхимы. Он обусловлен работой Н+- и ионых помп. В этой части корня анионы и катионы из клеточных стенок поступают в цитоплазму. До эндодермы вода поступает по апопласту и симпласту. Через эндодерму – только по симпласту. В паренхимных клетках пучка, примыкающих к сосудам и трахеидам работает второй насос, благодаря которому происходит закачивание ионов через поры в полости проводящих клеток. В результате повышается осмотическое давление в сосудах и трахеидах. Благодаря этому вода по осмотическим законам поступает в проводящие элементы, при этом возрастает гидростатическое давление и происходит подача жидкости в надземные органы (нижний концевой двигатель). Восходящий ток воды и минеральных веществ обусловлен транспирацией (верхний концевой двигатель) и осуществляется пассивно без траты энергии.

Разгрузка ксилемы. Состав ксилемного сока по мере транспорта от корневых волосков до надземных органов меняется. Вода, транспирируемая листьями, бедна минеральными и органическими веществами.

Разгрузка ксилемы, т.е. поступление воды и веществ из сосудов, обусловлена гидростатическим давлением в сосудах, силами транспирации и аттрагирующим действием окружающих клеток. Вода и растворенные в ней вещества через поры сосудов попадают как в клеточные стенки, так и в цитоплазму клеток мезофилла. Поступление минеральных элементов из межклетников в клетки листа происходит в результате активной работы Н+- и ионых помп.

Минеральные и органические вещества, попадающие в листья с ксилемным соком, необходимы для нормального роста, развития, физиологических процессов. Но объем ксилемного сока, поступающий в листья в 5-10 раз превышает объем клеток. В таких условиях возможно перенасыщение клеток листьев минеральными веществами. В тканях листьев существует три способа устранения солей: 1. образование труднорастворимых осадков и изоляция их в вакуолях (минеральные включения); 2. отток солей из листа через флоэму; 3. накопление и выделение солей специализированными образованиями – солевыми железками и волосками.

Ксилемный транспорт регулируется уровнем обеспеченности корня органическими веществами и кислородом (т.к. всасывание – энергозависимый процесс), интенсивностью транспирации и содержанием и составом фитогормонов.

Дата добавления: 2013-12-13