Водный режим растений

Все физиологические процессы в растении протекают при обеспечении клеток водой. Вода не только растворитель, но и активный структурный компонент клетки. Она участвует в биологических превращениях, служит субстратом для фотосинтеза, участвует в дыхании и многочисленных гидролитических и синтетических процессах.

Она создает в растении непрерывную фазу, обеспечивая связь органов друг с другом, а также возможность передвижения питательных веществ по растению. Водный баланс растения определяется соотношением между поглощением и выделением воды. Вода поступает в растение в результате корневого давления и присасывающего действия транспирации. Деятельность нижнего концевого двигателя, состоящая в активном поглощении воды корневой системой, проявляется в плаче и гуттации растений.

Плач - выделение срезанным растением пасоки. Скорость его составляет 0,5 - 1,5 мл /час и зависит от развития активной поверхности корневой системы и наличия дыхательного материала в корнях. По объему выделенной пасоки можно судить о функциональной активности корневой системы.

Силу, поднимающую воду вверх по сосудам, называют корневым давлением. Величина его обычно составляет 50 - 150 кПа.

Работа верхнего концевого двигателя обусловлена испарением воды с поверхности листа (транспирацией). Присасывающее действие транспирации передается корням в форме гидродинамического натяжения, которое и соединяет работу обоих двигателей. Работа верхнего концевого двигателя, основанная на использовании в качестве источника энергии солнечной радиации, регулируется автоматически.

Основную роль в испарении воды растениями играют устьица, поэтому интенсивность трансиирации зависит от степени их открытости. Степень оводненности - важный показатель водного режима растений. От содержания воды зависит концентрация клеточного сока, водный потенциал отдельных органов растения, реагирование его на почвенную и атмосферную засуху.

Определение водного потенциала тканей растений (по Лилиенштерну).

Водный потенциал (или дефицит давления диффузии) - это разность между тем максимальным давлением, которое может развить клетка, и тем, которое в ней есть в действительности. Он представляет собой разность осмотического потенциала и потенциала давления:

 где: - водный потенциал клетки, всегда отрицательная величина, т.к. водный потенциал чистой воды равен 0;

осмотический потенциал, всегда отрицательная величина;

-      потенциал тургорного давления, величина положительная.

Водный потенциал - сила, с которой в данный момент в клетку всасывается вода. Вода поступает в клетку до тех пор, пока потенциал давления не станет равным осмотическому; водный потенциал равен 0 и. Такое состояние клетки называется тургором.

При большой потере клеткой воды ее потенциал давления может стать равным 0. Тогда ее водный потенциал максимален и равен осмотическому потенциалу, \|/=Р. Такое состояние клетки называется завяданием.

Водный потенциал (vj/) рассчитывают по формуле:

1

где

Р - газовая постоянна, равная 0,0821;

Т - абсолютная температура (273°С) + температура во время опыта;

i - изотонический коэффициент внешнего раствора;

С - изотоническая концентрация внешнего раствора, т.е. такая, при которой срез растительной ткани не меняет своего объема. Концентрация этого раствора равна концентрации клеточного сока.

Метод Лилиенштерна основан на изменении объема растительной ткани после погружения ее в растворы разной концентрации. Задача заключается в подборе раствора с известным водным потенциалом, в котором исследуемая ткань не будет изменять своего объема.

Ход работы

Из 2 М раствора NaCl необходимо приготовить по 10 мл растворов убывающей концентрации: 2,0 - 1,6 - 1,2 - 1,0 - 0,6 - 0,4 и 0,2 М, поместить их в фарфоровые чашки. (Способ приготовления растворов описан в работе 6)

Широким пробочным сверлом вырезать из исследуемого материала (картофель, свёкла, морковь) столбики вдоль продольной оси; столбики разрезать лезвием на кружочки толщиной 2-3 мм.

Измерить миллиметровой бумагой диаметр каждого кружочка. Затем по 4-5 кружочков поместить в приготовленные растворы.

Через 30 - 40 минут кружочки вынуть из растворов, обсушить фильтровальной бумагой и измерить их диаметры.

Заполнить таблицу:

Изучаемый объект

Концентрация, раствора NaCl

Диаметр дисков

Выводы

До погружения

после погружения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти изотоническую концентрацию и рассчитать по формуле водный потенциал.

Оборудование и реактивы:

  • Фарфоровые чашки,
  • бюретки на 25 мл,
  • пробочное сверло,
  • миллиметровая бумага,
  • картофель,
  • свёкла,
  • морковь,
  • фильтровальная бумага,
  • раствор NaCl 2 М.
Вопросы для повторения:
  • Что такое водный потенциал клетки?
  • От каких внешних и внутренних факторов зависит величина водного потенциала?
Поделиться:
Добавить комментарий