Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Механізми транспорту води в рослині. Нижній кінцевий двигун. Поглинання води коренем




Мінливість осмотичних показників в залежності від насичення клітини водою.

Осмотичними показниками рослинної клітини є Р,Т,S (осмотичний тиск, тургорний тиск і сисна сила).

Сисна сила визначає поступання води в клітину. Лише в стані плазмолізу клітина всмоктує воду з силою, яка рівна величині осмотичного тиску S= Р. Це проходить тому, що в стані плазмолізу, або в’янення вода не тисне на клітинну оболонку Т = О. В процесі поступання води в клітину появляється тургорний тиск, а відповідно, розвивається і протитиск клітинної оболонки. У цьому випадку сисна сила клітини буде рівна S = Р-Т. Чим більше поступає води в клітину, тим більше зростає тургорний тиск і наступає такий момент, коли клітинна оболонка розтягнута повністю. Тоді осмотичний тиск рівний тургорному тиску, а сисна сила = О. Таким чином, клітина рослини є саморегулюючою системою.

В стані плазмолізу об’єм клітини найменший Р = S; Т = О, в стані повного насичення клітини водою, її об єм найбільший, осмотичний тиск дещо менший, оскільки в клітинний сік поступає вода і зменшує його концентрацію і він рівний тургорному тиску, а сисна сила S = О.

Наземні рослини мають здатність створювати безперервний висхідний потік води. Водообмін у рослин складається з трьох етапів: 1) поглинання води коренями; 2) пересування її по судинах; 3) транспірація (випаровування води листками).

Будова кореня. Всі особливості морфології й анатомії кореня пов’язані з необхідністю поглинати воду і мінеральні речовини з ґрунту. Частина кореня, яка росте, звичайно, не перевищує 1 см в довжину і складається з меристеми (1-2 мм) із кореневим чохликом та зони розтягування. Клітини меристеми постійно діляться, кожна клітина – 6-7 раз, і зразу ж починається їх диференціація. Після зупинки поділу, клітини кореня переходять у зону розтягування, де закінчується диференціація флоеми і формуються елементи протоксилеми. Диференціація тканин кореня завершується в зоні кореневих волосків. Тут закінчується утворення головних тканин кореня: ризодерми, первинної кори, ендодерми й системи тканин центрального циліндра.

Ризодерма – одношарова тканина, яка покриває корінь зовні. Основна функція ризодерми – поглинання води і мінеральних речовин. З віком ризодерма замінюється екзодермою і перидермою (корковою тканиною). У деяких рослин вона зберігається, змінюючи структуру. У трав’яних рослин кора кореня звичайно складається з декількох шарів живих паренхімних клітин, розміщених між ризодермою та ендодермою. Ендодерма граничить із центральним циліндром. Стінки її клітин містять лігнін та суберин, і непроникні для води. Через цей шар вода рухається лише по симпласту. До центрального циліндра відноситься комплекс тканин: перицикл, флоема й ксилема. Клітини перициклу являють собою одношарову обкладку центрального циліндра і розміщуються під ендодермою. Вони регулюють транспорт речовин у ксилему із флоеми. Крім того, виконують функцію твірної тканини – продукують бічні корені, а у дводольних – формують камбій і променеву паренхіму. В зоні кореневих волосків ксилема представлена метаксилемою. У голонасінних функцію транспорту виконують трахеїди – довгі (0,1-12 см) гостроконечні клітини, які з’єднуються окаймованими порами. У покритонасінних переважають судини - порожнисті трубки із клітинних стінок (0,1-2 м). Судини ксилеми контактують між собою і з паренхімними клітинами через окаймовані пори. Між ними немає плазмодесм. Вода і розчинені речовини з паренхімних клітин дифундують у порожнину судини через первинну клітинну стінку.

Ріст і рухова активність кореня. Щоб виконувати свої функції, корінь має здатність орієнтуватися в просторі і реагувати на градієнти життєво необхідних факторів, а також створює максимальну поверхню контакту з ґрунтом. Проростаючи, корінь орієнтується в гравітаційному полі (Ч. Дарвін, Н. Холодний). Дія його сприймається статолітами. Дистальний кінець кореня, котрий росте, дуже чутливий до механічного тиску і проникає лише в пухкі ділянки ґрунту. Різний вміст та різна локалізація АБК приводить до цілеспрямованих вигинів кореня і різної швидкості його росту. Рух кінчика кореня полегшує кореневий чохлик, ослизнюючись і злущуючись. При настанні посушливого періоду корінь починає реагувати в першу чергу на градієнт вологості (Ю. Сакс), а вже потім на гравітаційне поле.

При нестачі води різко збільшується поверхня поглинання за рахунок інтенсивного росту кореневих волосків. Зона кореневих волосків переміщується в ґрунті за дистальною зоною.

Найінтенсивніше вода поглинається в зоні кореневих волосків. Основна функція кореневих волосків – збільшення всисної поверхні. Чотирьохмісячна рослина жита налічує біля 14 млн. корінців (Sповерхні = 230 м2) з 14 млрд. кореневих волосків (Sповерхні=400 м2). Всисна поверхня кореневої системи в десятки разів більша площі надземної частини, де відбувається транспірація. Корені всмоктують воду всією поверхнею, однак вище кореневих волосків швидкість її поглинання різко зменшується через зкорковіння клітин. Усмоктуючись ризодермою (епідермою), вода проходить через паренхімні клітини кори двома шляхами (по симпласту і по апопласту) згідно законів осмосу. При цьому, по клітинних стінках транспорт води відбувається значно швидше.

Далі, на рівні ендодерми через наявність непроникних для води поясків Каспарі, швидкий апопластичний транспорт змінюється повільним симпластичним. Цього не відбувається в зонах росту, де ще не сформовані пояски Каспарі і в ділянках закладки бічних коренів, де ендодерма переривається. Далі на шляху до судин ксилеми через перицикл рух води зустрічає незначний опір.

Механізми кореневого тиску. В судини ксилеми вода надходить завдяки осмотичним явищам. Це підтверджено експериментально. Осмотично-активними речовинами судин служать мінеральні речовини й метаболіти, що виділяються активними іонними помпами плазмалем паренхімних клітин, які оточують судини. Це створює всисну силу більшу, ніж в оточуючих клітинах, і сприяє транспорту води в ксилему. Крім того, у клітинних стінок ксилеми відсутня протидія, бо вони лігніфіковані і не еластичні.

Т. ч., в результаті активної роботи іонних насосів у корені та осмотичного (пасивного) надходження води в судини ксилеми в них утворюється гідростатичний тиск названий кореневим тиском. Він забезпечує підняття ксилемного розчину по судинах із кореня в надземні частини. Весь цей механізм називають нижнім кінцевим двигуном.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 2126; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


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



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.02 сек.