Основные двигатели водного тока (верхний и нижний кольцевые двигатели)
Основной силой, вызывающей поступление и передвижение воды в растении, является процесс транспирации, в результате которого возникает градиент водного потенциала. Т.е, водный потенциал — это мера энергии, используемой водой для передвижения. Чем меньше насыщенность водой данной системы, тем меньше (более отрицателен) ее водный потенциал. При потере воды растением в процессе транспирации создается ненасыщенность клеток листа водой, как следствие, водный потенциал становится более отрицательным. Поступление воды идет в сторону более отрицательного водного потенциала.
Так называемый верхний концевой двигатель водного тока в растении — это транспирация листьев. Однако опыты показали, что вода может поступать в побеги и через мертвую корневую систему, причем в этом случае поглощение воды даже ускоряется. Кроме верхнего концевого двигателя водного тока, в растениях существует нижний концевой двигатель. Это хорошо доказывается на примере таких явлений, как гуттация и плач. Листья растений, клетки которых насыщены водой, в условиях высокой влажности воздуха, препятствующей испарению, выделяют капельно-жидкую воду с небольшим количеством растворенных веществ — гуттируют. Выделение жидкости идет через специальные водные устьица — гидатоды. Выделяющаяся жидкость — гутта.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Найдите 2 минуты и прочитайте про:
Понятие и виды экологического вреда Понятие и виды экологического вреда. Способы его возмещения. Выраженное в Гражданском кодексе РФ общее положение права о том.
Нормы выхода при обвалке и жиловке мяса, % от массы мяса на костях, без вырезки Вид мяса и категория упитанности туш Мясо жилованное и жир (шпик) Сухожилия, хрящи.
Основное содержание «Конвенции о правах ребенка» План: 1. Конвенция о правах ребенка 2. Общие положения Конвенции о правах ребенка 1. Конвенция о правах ребенка — это первый.
ПРИМЕРЫ ФОРМУЛИРОВКИ КЛИНИЧЕСКОГО ДИАГНОЗА ПРИ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ Примеры формулировки диагнозов при патологии органов кровообращения: 1.
Основные направления социальной политики Целью социальной политики является последовательное повышение уровня жизни населения и снижение социального неравенства.
Источник
17 Передвиж. Воды по раст. Концевые двигатели водного тока..
Т. к. вода поглощается в осн. корневой системой, возникает необходимость ее передвижения по растению. Этот процесс составляет т. н. восходящий ток. Следует отметить, что это название отражает характер передвижения и его локализацию в растении. Он проходит по мертвым тканям стебля или черешка — сосудам у покрытосеменных и трахеидам у голосеменных. Однако эта локализация не абсолютна: вода способна перемещаться и по флоэмной системе. Передвижение по сосудам идет с большей скоростью (20 см/ч), чем по трахеидам (только 5 см/ч).
Если принять во внимание всю протяженность пути восходящего тока, то его можно будет разбить на 2 не равных по длине участка: Мертвые гистологические элементы в середине проводящего пути — сосуды или трахеиды. Протяженность значительна, но вода проходит по нему сравнительно легко, так как двигается пассивно по мертвым элементам, не испытывая с их стороны значительного сопротивления. Живые клетки корня и листа, находящиеся в начале и в конце пути передвижения. Этот путь пространственно короток, но преодолевается он с большим трудом, так как клеточные мембраны препятствуют передвижению воды. Этот ток снабжает водой все органы и ткани, приводя их в состояние тургора. Восходящий ток воды захватывает мин. ионы, поглощенные корнем, переносит их и тем самым облегчает распределение (но не поглощение!) по растению.
Концевые двигатели водного тока
Для того чтобы вода двигалась по растению (и не просто двигалась, а поднималась вверх), необходимы затраты энергии, точки приложения которой располагаются по концам тока, вследствие чего они получили название концевых двигателей.
Нижний концевой двигатель, или корневое давление. Его роль проявляется в основном при активном поглощении — нагнетании воды. При участии актомиозиноподобных сократительных белков он не только подает воду в корневую систему, но и проталкивает ее дальше в сосуды корня и вверх по стеблю. Нагнетание воды — активный энергозависимый процесс, который сильнее всего выражен в коре корня. Сила, развиваемая концевым двигателем, невелика, она может обеспечить подъем воды на высоту не более 1 м., т. е. достаточна для травянистых растений и небольших кустарников. Верхний концевой двигатель, или присасывающая сила транспирации. При постоянном испарении воды в листьях растений разбивается сосущая сила, отсасывающая воду от ближайших клеток и передающаяся др. кл., по к-ым передвигается вода, вплоть до сосудов. В сосудах нет цитоплазмы, поэтому нет и осмотического давления, и всасывание жидкости происходит при участии всей величины сосущей силы. Она позволяет поднять воду на несколько метров. Этой силы дост. для обеспечения водой кустарников и небольших деревьев.
Поднятие воды по стволу
Многие древесные раст. имеют большую протяженность ствола. У таких растений на помощь приходят силы сцепления между молекулами воды, которые очень велики и могут достигать 30 — 35 МПа. Этой силы достаточно для того, чтобы поднять воду на 1 — 2 км, что значительно превышает высоту любого дерева. Силы сцепления молекул воды действуют только при определенных условиях: водные струи в сосудах должны идти непрерывно, без пузырьков воздуха. Если же в них попадает в-х, передвижение воды прерывается. Непрерывность водных струй в сосудах достигается их сильным натяжением и плотным прилеганием к стенкам сосудов. Водные струи оказываются как бы висящими, они удерживаются в подвешенном состоянии сосущей силой трансп. и снизу поддерживаются силой корневого Р. При сильном натяжении водных струй пр-ит натяжение и самих сосудов, при этом у последних наблюдается увелич. длины и уменьшение поперечного сечения (подобно эластичной резине). Это создает предпосылки к смыканию стенок сосудов, что привело бы к их закрыванию и прекращению водного тока. Однако этого не пр-ит, т. к. сосуды имеют внутренние утолщения стенок — кольчатые, спиральные, лестничные, к-ые наподобие каркаса растягивают их и предохр. от смыкания.
Величина его незначительна — всего 20 см воды на 1 см 2 площади сосудов. Однако и этого достаточно при условии не очень сильного напряжения атмосферных факторов.
Источник
Основные двигатели водного тока
Поглощение воды корневой системой идет благодаря работе двух концевых двигателей водного тока: верхнего концевого двигателя, или присасывающей силы испарения (транспирации) , и нижнего концевого двигателя, или корневого двигателя. Основной силой, вызывающей поступление и передвижение воды в растении, является присасывающая сила транспирации, в результате которого возникает градиент водного потенциала. Водный потенциал – это мера энергии, используемой водой для передвижения. Водный потенциал и сосущая сила одинаковы по абсолютному значению, но противоположны по знаку. Чем меньше насыщенность водой данной системы, тем меньше (более отрицателен) ее водный потенциал. При потере воды растением в процессе транспирации создается ненасыщенность клеток листа водой, как следствие, возникает сосущая сила (водный потенциал падает) . поступление воды идет в сторону большей сосущей силы, или меньшего водного потенциала.[1]
Таким образом, верхний концевой двигатель водного тока в растении – это присасывающая сила транспирации листьев, и его работа мало связана с жизнедеятельностью корневой системы. Действительно, опыты показали, что вода может поступать в побеги и через мертвую корневую систему, причем в этом случае поглощение воды даже ускоряется.
Кроме верхнего концевого двигателя водного тока, в растениях существует нижний концевой двигатель. Это хорошо доказывается на примере таких явлениях, как гуттация.
Листья растений, клетки которых насыщены водой, в условиях высокой влажности воздуха, препятствующей испарению, выделяют капельно-жидкую воду с небольшим количеством растворенных веществ – гуттация. Выделение жидкости идет через специальные водные устьица – гидаторы. Выделяющаяся жидкость – гутта. Таким образом, процесс гуттации является результатом одностороннего тока воды, происходящего в отсутствие транспирации, и, следовательно, вызывается какой-то иной причиной.
К такому же выводу можно прийти и при рассмотрении явления плач растений. Если срезать побеги растения и к срезанному концу присоединить стеклянную трубку, то по ней будет подниматься жидкость. Анализ показывает, что это вода с растворенными веществами – пасока. В некоторых случаях, особенно в весенний период, плач наблюдается и при надрезе веток растений. Определения показали, что объем выделяющейся жидкости (пасоки) во много раз превышает объем корневой системы. Таким образом, плач – эт6о не просто вытекание жидкости в результате пореза. Все сказанное приводит к выводу, что плач, как и гуттация, связана с наличием одностороннего тока воды через корневые системы, не зависящего от транспирации. Силу, вызывающую односторонний ток воды по сосудам с растворенными веществами, не зависящую от процесса транспирации, называют корневым давлением. Наличие корневого давления позволяет говорить о нижнем концевом двигателе водного тока. Корневое давление можно измерить, присоединив манометр к концу, оставшемуся после срезания надземных органов растения, или поместив корневую систему в серию растворов различной концентрации и подобрав такую, при которой плач прекращается. Оказалось, что корневое давление равняется примерно 0,1 – 0,15 МПа (Д.А.Сабинин). Определения, проведенные советскими исследователями Л.В.Можаевой, В.Н.Жолкевичем, показали, что концентрация наружного раствора, останавливающего плач, значительно выше концентрации пасоки. Это позволило высказать мнение, что плач может идти против градиента концентрации. Было показано также, что плач осуществляется только в тех условиях, в которых нормально протекают все процессы жизнедеятельности клеток. Не только умерщвление клеток корня, но и снижение интенсивности их жизнедеятельности, в первую очередь интенсивность дыхания, прекращает плач. В отсутствии кислорода, под влиянием дыхательных ядов, при понижении температуры плач приостанавливается. Все сказанное позволило Д.А.Сабинину дать следующее определение: плач растений – это прижизненный односторонний ток воды и питательных веществ, зависящий от аэробной переработки ассимелятов. Д.А.Сабинин предложил схему, объясняющую механизм одностороннего тока воды в корне. Согласно этой гипотезе, клетки корня поляризованы в определенном направлении. Это проявляется в том, что в разных отсеках одной и той же клетки процессы обмена веществ различны. В одной части клетки идут усиленные процессы распада, в частности, крахмала на сахара, вследствие чего концентрация клеточного сока возрастает. На противоположном конце клетки преобладают процессы синтеза, благодаря чему концентрация растворенных веществ в этой части клетки уменьшается. Надо учитывать, что все эти механизмы будут работать только при достаточном количестве воды в среде и не нарушенном обмене веществ.[1]
Согласно другой гипотезе, зависимость плача растений от интенсивности дыхания является косвенной. Энергия дыхания используется для поступления ионов в клетки коры, откуда они десорбируются в сосуды ксилемы. В результате концентрация солей в сосудах ксилемы повышается, что и вызывает поступление воды.
Источник