Состояние воды в разных структурах клетки

Односторонняя диффузия молекул воды или другого растворителя через полупроницаемую мембрану называется осмосом (от греч. osmos. — давление, толчок). Причиной осмоса является разность концентраций растворов по обе стороны полупроницаемой мембраны. Система, в которой можно наблюдать осмос, называется осмотической. Она состоит из растворов разных концентраций или из раствора и растворителя, разделенных полупроницаемой мембраной. Пространство, окруженное такой мембраной и заполненное каким-нибудь раствором — называется осмотической ячейкой.

	Схема растительной клетки как осмотической системы: π* – осмотическое давление; Р – тургорное давление; – Р – противодавление клеточной стенки.
π = RTci, где с — концетрация раствора в молях, R – газовая постоянная, Т — абсолютная температура, i — изотонический коэффициент, равный 1+α (n — 1), где α — степень электролитической диссоциации, n — число ионов, на которые распадается молекула электролита.

Химическим потенциалом данного вещества (ψ) называют энергетический уровень (свободная энергия) молекул этого вещества, который выражается в скорости диффузии. Химический потенциал воды называется водным потенциалом (ψ_Н2О).

Водный потенциал клетки (ψ_Н2Окл)— это разность между свободной энергией воды внутри клетки и вне ее при той же температуре и атмосферном давлении.

— ψ_Н2Окл = —ψ_π + ψ_р.

Сила, с которой вода входит в клетку в клетку, называют сосущей силой S. Она тождественна водному потенциалу клетки (ψ_Н2О). S =π* — P

Поступление воды в растительную клетку происходит тремя путями:

• осмотическим;

• набуханием;

• элекроосмотическим.

Поступление ионов в растительную клетку осуществляется через: каналы, переносчики и помпы.

Лекция 5. Поступление и передвижение воды в растении. Физиологические основы устойчивости растений к засухе(2 ч).

.

Цель: изучить механизмы поступления и передвижения воды в растении, работу верхнего и нижнего концевого двигателя, виды транспирации; изменения физиолого-биохимических процессов в тканях растений в условиях обезвоживания.

Вопросы для рассмотрения.

1. Поступление воды в растение.

2. Верхний и нижний двигатели водного тока.

3. Корневое давление, его механизмы.

4. Передвижение воды по растению.

5. Транспирация, ее виды, влияние внешних условий.

6. Физиологические основы орошения.

На пути водного тока в направлении сосудов ксилемы создаются локальные градиенты водного потенциала, что способствует проталкиванию воды в сосуды.

Корневое давление – сила, под действием которой, вода из почвенного раствора перемещается в сосуды корня в отсутствии транспирации. К орневое давление складывается из двух составляющих: осмотической и метаболической. Механизм поднятия воды по растению вследствие развивающегося корневого давления называют нижним концевым двигателем. Примеры работы нижнего концевого двигателя: «плач растений», пасока и гуттация.

Виды транспирации:

• Устичная;

• Кутикулярная;

• Перидермальная (лентикулярная)

Основные понятия процесса транспирации:

Ø Интенсивность транспирации (г/дм2ч);

Ø Транспирационный коэффициент (вода в г при накоплении 1 г сухого вещества);

Ø Продуктивность транспирации (сух. в-во в г за период испарения 1 кг воды);

Ø Экономность транспирации (кол-во воды в мг на единицу 1 кг воды, содержащейся в растении)

Ø Относительная транспирация

Последствия водного дефицита для растений:

• понижается содержание свободной воды,

• возрастает концентрация клеточного сока,

• происходят глубокие изменения в цитоплазме,

• сильно возрастает проницаемость мембран.

• теряется способность к поглощению питательных веществ.

• из-за нарушения гидратных оболочек меняется конфигурация белков-ферментов и, как следствие, их активность.

• нарушается азотный обмен в клетках и тканях.

Тема 4. Минеральное питание растений (4 ч).

Лекции 6-7. Минеральное питание растений (4 ч).

Цель: изучить механизмы поступления и транспорта минеральных веществ по растению, особенности азотного обмена в растении, физиологические основы применения удобрений.

Вопросы для рассмотрения.

1. Химические элементы, входящие в состав растения.

2. Механизм поступления и передвижения питательных веществ.

3. Почва как источник питательных веществ.

4. Особенности питания растений азотом.

5. Усвоение молекулярного азота. Биологическая азотфиксация.

6. Гетеротрофный способ питания растений.

7. Физиологические основы применения удобрений.

8. Проблемы накопления нитратов в растении.

Дата добавления: 2014-01-07