Водний режим у рослин - Курсовая работа

Вода - первинна ніша життя, лише в процесі еволюції суша та атмосфера стали вторинною екологічною нішею. Серед хімічних сполук живих організмів вода в кількісному відношенні займає домінуюче положення, її вміст в листках мезофітів - до 85%, а в корені - до 99% сирої маси. Зроблено спробу визначити те порогове (тобто мінімальне) значення вмісту води в клітинах, нижче якого рослинний організм гине. Значення води полягає у тому, що саме вода через свої унікальні фізико-хімічні властивості становить те внутрішнє середовище, де відбуваються всі життєві процеси, за образним визначеням Сент-Дьєрді вода - “матриця життя”. Вода - терморегулюючий фактор, адже вона захищає рослину від різких коливань температур зовнішнього середовища завдяки своїй високій теплоємності.Вода - єдина речовина на землі, яка одночасно і в великій кількості зустрічається в рідкому, твердому та газоподібному станах. В рідкому стані вода поряд з простими молекулами має і більш складні асоціати (Н20)n. Згідно з сучасними уявленнями, в основі будови води лежить впорядкована структура, що являє собою кристалічну решітку, з розмитою тепловим рухом частиною молекул води. Добре розчиняються у воді також органічні речовини, з карбоксильними, гідроксильними і іншими групами в яких вода утворює водневі звязки. (0,1013 МПА) у води в проміжку від 0 до 4 °С при підвищенні температури обєм зменшується і максимальна густина її спостерігається при 4 °С (за такої температури 1 см3 води має масу 1 г, а густина дорівнює 1).При взаємодії іонів з молекулами води відбувається орієнтація диполів води в електричному полі іона. Причому одні іони підвищують рухомість молекул води, а інші-знижують. Катіони взаємодіють з відємно зарядженими атомами кисню води, тоді як аніони - з позитивно зарядженими Н диполя води. При іонній гідратації молекули води взаємодіють з групами NH3 ,-СОО , тоді як при електронейтральній гідратації води звязуються гетерополярними групами:-СООН,-ОН,-СНО,-NH2 тощо. Воду, яка звязана іонами та низькомолекулярними сполуками, називають осмотично звязаною водою.Як відмічалось в попередньому розділі, водний потенціал - це термодинамічний показник стану води в системі. До факторів, які сприяють зміні активності води, слід віднести транспортування води з однієї частини клітини до іншої, або з клітини в клітину; зміну вмісту осмотично активних речовин; реакції обміну, які відбуваються за участю води; зміну тургорного тиску; зміну стану води в протоплазмі. Вода у вільному стані характеризується більшою активністю порівняно з внутрішньоклітинною водою, а тому вона весь час намагається пересуватися в сторону меншої активності. Він виражає максимальну кількість вільної енергії молекули води, яка може бути перетворена на роботу, її розмірність Дж-моль, яка розраховується за рівнянням: ?w= ?wo RT In aw, де ?wo - хімічний потенціал чистої води; R - газова постійна величина; Т - абсолютна температура; aw - активність води в системі. Водний потенціал є алгебраїчною сумою таких складових частин: ?s - осмотичний потенціал, що відображує вплив на активність води частинок розчиненої речовини; ?p - потенціал тиску, що зумовлює вплив на активність води механічного, гідростатичного або тургорного тиску; ?m - матричний потенціал, який визначає вплив на активність води макромолекул полімерів; ?g - гравітаційного потенціалу, який віддзеркалює вплив на активність води сили тяжіння і відіграє значну роль лише при підйомі води на певну висоту, тобто ?H2O= ?s ?p ?m ?g.Цьому сприяє наявність клітинної стінки, а також спеціальних компартментів для води у клітині у вигляді вакуолей. Так як більша частина води міститься у вакуолях, далеко не вся вода в рослинних клітинах перебуває у протоплазмі. Під час росту і розвитку рослин, протоплазма їх клітин поступово втрачає воду, а при старінні знижується також здатність її колоїдів до набухання. Такі рослини, як лишайники, зберегли здатність поглинати воду всією своєю поверхнею, а при її нестачі впадають в анабіоз. Більшість наземних рослин в основному одержують воду із грунту через кореневу систему, однак деяку її кількість можуть поглинати і із атмосфери.Коренева система здатна активно пересувати воду в клітинах кореня в певному напрямку - через кореневі волоски, клітини корової паренхіми, ендодерму, перицикл до судин ксилеми осьового циліндра кореня [5]. Регуляція надходження води на рівні ендодерми здійснюється, з одного боку через зміну швидкого апопластного пересування води на більш повільний симпластний, а з іншого - тим, що діаметр осьового циліндру кореня, куди в подальшому надходить 60 вода через ендодерму, в 5-6 разів менше діаметра поверхні кори та всисної зони кореня. Водний потенціал помірно зволоженого повітря на кілька десятків тисяч кілопаскапей нижчий ніж в рослині, тому вода і прагне покинути тканину рослин. Загальновизнано, що поглинання води та пересування її вверх здійснюється в результаті спільної дії таких факторів, як кореневий тиск або нижній кінцевий двигун та транспірація - верхній кінцевий двигун.Вод