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 клеточног о 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, свекла, 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 мин. кружочки вынуть из растворов, обсушить фильтровальной бумагой и измерить их диаметры.

Заполнить таблицу:

Изучаемый объект

Концентр, раств. 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, свекла, 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