Cum are loc schimbul de apă în plante: procesele și mișcarea apei prin plante
Fără apă, nicio plantă nu ar putea exista. Cum ajunge apa în plantă și cu ce forță pătrunde în fiecare celulă a corpului?
Conţinut:
Procese în mediul acvatic
Știința nu rămâne nemișcată, prin urmare, datele despre schimbul de apă al plantelor sunt completate în mod constant cu noi fapte. L.G. Emelyanov, pe baza datelor disponibile, a dezvoltat o abordare cheie pentru înțelegerea schimbului de apă în plante.
El a împărțit toate procesele în 5 etape:
- Osmotic
- Coloidal-chimic
- Termodinamic
- Biochimic
- Biofizic
Această problemă continuă să fie studiată în mod activ, deoarece schimbul de apă este direct legat de starea de apă a celulelor. Acesta din urmă, la rândul său, este un indicator viață normală a plantelor... Unele organisme vegetale sunt 95% apă. Semințele uscate și sporii conțin 10% apă, caz în care apare un metabolism minim.
Fără apă, nu va avea loc o singură reacție de schimb într-un organism viu; apa este necesară pentru conectarea tuturor părților plantei și pentru coordonarea activității organismului.
Apa se găsește în toate părțile celulei, în special în pereții și membranele celulare, constituind majoritatea citoplasmei. Coloizii și moleculele proteice nu ar putea exista fără apă. Mobilitatea citoplasmei se realizează datorită conținutului ridicat de apă. De asemenea, mediul lichid ajută la dizolvarea substanțelor care intră în plantă și le transportă către toate părțile corpului.
Apa este necesară pentru următoarele procese:
- Hidroliză
- Suflare
- Fotosinteză
- Alte reacții redox
Apa este cea care ajută planta să se adapteze la mediul extern, limitează efectele negative ale schimbărilor de temperatură. În plus, fără apă, plantele erbacee nu ar putea menține o poziție verticală.
Motor fluid
Apa pătrunde în plantă din sol și este absorbită de sistemul radicular. Pentru ca curentul de apă să apară, motoarele inferioară și superioară intră în funcțiune.
Energia care este cheltuită pentru mișcarea apei este egală cu forța de aspirare. Cu cât planta a absorbit mai multe lichide, cu atât va fi mai mare potențialul de apă. Dacă nu există suficientă apă, atunci celulele unui organism viu sunt deshidratate, potențialul apei scade și forța de supt crește. Când apare un gradient de potențial de apă, apa începe să circule prin plantă. Apariția sa este facilitată de puterea motorului superior.
Motorul capătului superior funcționează independent de sistemul rădăcină. Mecanismul de funcționare a motorului capătului inferior poate fi văzut examinând procesul de eviscerare.
Dacă frunza plantei este saturată cu apă, iar umiditatea aerului ambiant este crescută, atunci evaporarea nu va avea loc. În acest caz, un lichid cu substanțe dizolvate în el va fi eliberat de la suprafață, va avea loc procesul de gutare. Acest lucru este posibil dacă mai multă apă este absorbită de rădăcini decât frunzele au timp să se evapore. Fiecare persoană a văzut guturație, aceasta apare adesea noaptea sau dimineața, când umiditatea aerului este ridicată.
Evacuarea este tipică pentru plantele tinere, al căror sistem radicular se dezvoltă mai repede decât partea aeriană.
Picăturile scapă prin stomate, ajutate de presiunea rădăcinii. Când este eviscerată, planta pierde minerale. Procedând astfel, scapă de excesul de săruri sau calciu.
Al doilea astfel de fenomen este plânsul plantelor. Dacă atașați un tub de sticlă la o bucată proaspătă a lăstarului, un lichid cu minerale dizolvate se va deplasa de-a lungul acestuia. Acest lucru se întâmplă deoarece apa se deplasează din sistemul rădăcinii doar într-o singură direcție, acest fenomen se numește presiunea rădăcinii.
Mișcarea apei prin plantă
În prima etapă, sistemul radicular absoarbe apa din sol. Potențialele de apă acționează sub diferite semne, ceea ce duce la mișcarea apei într-o anumită direcție. Diferența de potențial este cauzată de transpirație și presiunea rădăcinii.
Există două spații în rădăcinile plantelor care sunt independente una de cealaltă. Se numesc apoplast și simplast.
Apoplastul este un spațiu liber în rădăcină, care constă din vase xilemice, membrane celulare și spațiu intercelular. Apoplastul, la rândul său, este împărțit în încă două spații, primul este situat înainte de endoderm, al doilea după acesta și este format din vase xilem. Endodrema acționează ca o barieră, astfel încât apa să nu treacă la limitele spațiului său. Symplast - protoplastele tuturor celulelor unite printr-o membrană parțial permeabilă.
Apa parcurge următoarele etape:
- Membrană semi-permeabilă
- Apoplast, parțial siplast
- Vasele xilem
- Sistemul vascular al tuturor părților plantelor
- Pețiole și învelișuri de frunze
Se mișcă de-a lungul venelor de-a lungul foii de apă; au un sistem ramificat. Cu cât există mai multe vene pe frunză, cu atât apa se deplasează mai ușor către celulele mezofilei. în acest caz, cantitatea de apă din cușcă este echilibrată. Forța de aspirație permite apei să se deplaseze de la o celulă la alta.
Planta va muri dacă nu are lichid și acest lucru nu se datorează faptului că în ea au loc reacții biochimice. Compoziția fizică și chimică a apei în care au loc procesele vitale contează. Lichidul favorizează apariția unor structuri citoplasmatice care nu pot exista în afara acestui mediu.
Apa formează turgul plantelor, menține forma constantă a organelor, țesuturilor și celulelor. Apa este baza mediul intern al plantelor și al altor organisme vii.
Mai multe informații pot fi găsite în videoclip.