запчасти к сельхозтехнике, запчасти к двигателям
Семена подсолнечника
Виробництво екструдованих кормів для промислових риб та домашніх тварин
шины для индустриальной техники, дорожно-строительной и сельскохозяйственной техники
паралельное вождение
Рубрики

АГРО-БИО-ТЕХ ООО

СВЯЗАТЬСЯ С ПРЕДПРИЯТИЕМ

Адрес:

Украина, 75100, Херсонская обл., г. Цюрупинск, ул. Красноармейская, 31 (1-й этаж)

Телефон:

+380 показать телефоны , ,

Водообмен растений

Подавляющая часть содержимого растительной клетки - вода, которая является важнейшей частью живой материи. Роль воды в растении обусловлена ее уникальными физико-химическими свойствами (полярность молекулы).

Полярность образуется благодаря несимметричному расположению в молекуле воды водорода и кислорода, что приводит к неравномерному распределению положительных и отрицательных зарядов.

Вследствие этой особенности молекула Н2О, являясь электронейтральной, имеет, тем не менее, два полюса, то есть, представляет собой диполь. Благодаря этому, молекулы воды способны образовывать соединения с другими заряженными частицами, различной степени сложности.

В насыщенных водой клетках корней осуществляется вся сложнейшая цепь процессов ионного обмена с почвой. При поглощении воды белки развивают давление свыше 1000 атм.

В клетке растения вода может быть свободной и связанной. Связанной считают воду, которая удерживается коллоидами протоплазмы, а также другими осмотически активными веществами. На содержание связанной воды влияет количество находящихся в клетке растворенных веществ.

В листьях и корнях равновесие с внешним раствором наступает через 15-20 минут, но при этом обменивается чуть больше половины содержащейся в них воды. Вода же стеблей обменивается на 90%.

При искусственном подвяливании разных видов растений НАУ установлено, что наименее теряется при увядании прочно связанная вода и растения долго противостоят засухе и заморозкам.

Для осуществления всех процессов жизнедеятельности в клетку с окружающей среды должны поступать вода и питательные вещества. Внутри клетки вещества перемещаются за счет диффузии. Диффузия – это непроизвольный процесс, который обуславливает перемещение любого вещества с одного участка в другой, где концентрация данного вещества меньше.

Реальный поток молекул всегда осуществляется от источника, где их концентрация выше, в те участки, где концентрация ниже. Чем выше концентрация данного вещества, тем выше ее активность и химический потенциал.

Химический потенциал чистой воды, называют водным потенциалом. Наивысшее значение водного потенциала имеет химически чистая вода. Условно эту величину принято за нуль, а поэтому водный потенциал любого вещества имеет отрицательное значение.

Мембраны живых клеток способны транспортировать лишь определенные молекулы или ионы растворенных веществ, проявляя избирательность, которая зависит от природы мембраны.

Диффузия воды сквозь мембрану – это осмос.

Поскольку во всех биологических системах растворителем является вода, то осмос для них это диффузия воды сквозь мембрану. Чем концентрированнее раствор, тем выше осмотическое давление. Осмотический потенциал равен разнице между химическим потенциалом раствора и химическим потенциалом чистой воды. Он всегда отрицательный, а его величина свидетельствует о том, насколько растворенное вещество снижает активность воды.

Движение воды обуславливает не природа растворенного в ней вещества, а количество частичек этого вещества. Водный потенциал клетки становится более отрицательным благодаря присутствию органических веществ, которые связывают воду.

Возможно также поступление воды в клетку при помощи электроосмоса вследствие разности электрических потенциалов, которые возникают по разным сторонам мембраны.

Как правило, через мембрану быстрее проникают катионы или анионы. Чем быстрее они включаются в обмен веществ, тем интенсивнее происходит их поглощение.

Поэтому не бывает равновесия между содержимым ионов во внешнем растворе и их наличием в клеточном соку.

Все взаимодействия растений с водой имеют не биохимический, а биофизический характер, возможно даже и физико-химический. Для биохимических реакций необходимо лишь до 1% воды от количества, проходящего через растения. Необходимо уяснить очень важный момент. Вода нужна растению (клетке) не только как источник питания, а еще больше, как средство выведения из нее токсинов и других продуктов жизнедеятельности. Известно, что существует не только восходящий поток (по ксилеме), а и нисходящий – по флоэме.

Ксилема – система, обеспечивающая доставку воды и питательных веществ с почвы к верхней части растения. Диаметры проводящих элементов ксилемы варьируют в диапазоне 10-500 мкм для разных видов растений. Их длина может составлять от нескольких сот микрометров до двух и более метров. Через то, что эти проводящие элементы лишены протопластов и клеточных оболочек, сопротивление прохождению через них воды и растворов очень маленькое.

Вода по капилляру будет подниматься до тех пор, пока не уравновесится давление. Дополнительное давление в сосудах ксилемы не способно обеспечить подъем жидкости в растения свыше одного метра.

На больших расстояниях переносом воды управляет объемный поток, который в состоянии преодолеть силу притяжения и поддержать движение воды в ксилеме. Чем больше радиус капилляра, тем больше скорость объемного потока, доминирующего при переносе жидкости на большие расстояния.

Флоэма – вторая проводная система, распределяющая большинство органических веществ (в первую очередь фотоассимиллянтов) на обеспечение процессов роста разных частей растения.

В отличие от ксилемы проводящие элементы флоэмы имеют протоплазму. Эти проводные элементы называют ситоподобными трубками. Они соединены в единую цепочку, которая обеспечивает транспортировку органических веществ. Продукты фотосинтеза движутся по флоэме от листьев к корням, а сахар от корней до верхушки растения (с разгрузкой флоэмы). Работа флоэмы изучена еще не достаточно. Существует гипотеза, предусматривающая участие электроосмоса в транспорте веществ по флоэме. Транспорт ионов К+ сопровождается возникновением электрических полей на каждой сытоподобной пластинке. Скорость передвижения фотоасимилянтов составляет 50-100см/час. Отток со стареющих органов по флоэме называют – реутинизация (вынос калозы). Чем активнее вода, тем лучше разгружается флоэма.

Активность чистой воды (Ав) равняется единице. Добавление растворенных веществ в воду уменьшает активность воды. Если изначальный потенциал клетки меньше раствора, то она его поглощает. В противном случае вода будет переходить с клетки в раствор, пока не установится динамическое равновесие.

В случае полного насыщения клетки листа водой фотосинтез уменьшается, так же, как и при ее дефиците. Максимальный фотосинтез при дефиците воды 5-20%.

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ИОНОВ.

Электронное транспортирование менее чувствительно к обезвоживанию растений.

Пассивное транспортирование – перемещение через диффузию. Движущей силой пассивного транспортирования нейтральных молекул является градиент концентрации, а для пассивного транспорта ионов – градиент электрохимического потенциала. Пассивно ионы могут диффундировать сквозь мембрану благодаря собственной кинетической энергии, а также при помощи водных белковых каналов.

Ионофоры – полипептиды и белки способные создавать соответствующие каналы для определенных ионов. Если их добавить к искусственным липидным мембранам, то они ускоряют прохождение иона сквозь мембрану в миллионы раз. Существует два вида вставных элементов органического происхождения: селективные (выборочные) каналы ионной проводимости и функциональные (ферментные) белки, как основа работы ионных насосов. Есть калиевые, натриевые, кальциевые и хлоридные каналы.

АКТИВНОЕ ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ.

Поскольку все ионы заряженные, то скорость их диффузии определяется не только проникновенностью мембраны, а и разницей концентрации их по обеим ее сторонам (химический потенциал). А также электрическим потенциалом, который возникает между внешней и внутренней поверхностями мембраны (электрохимический потенциал). На внутренней поверхности мембраны – негативный заряд, поэтому катионы поглощаются.

Процессы обмена веществ состоят из реакций, которые происходят как с использованием энергии, так и с ее выделением.

В процессе эволюции в живых организмов сформировалась способность к сохранению энергии в виде соединений, которые имеют макроэргичные связи. Среди этих соединений центральное место занимает аденозинтрифосфат (АТФ).

АТФазы (фосфорные связи) – это, как бы, система клеточных мышц.

Ион Na+ выносится с клеток растения. АТФаза активизируется ионами калия. И это очень важно. Потому что, выкачивая с клетки балластный натрий, АТФаза одновременно накачивает необходимый клетке калий. Поэтому она и называется натриево-калиевой АТФазой. Калий влияет на активность почти 60 ферментов. При наличии в почве гумуса, растение может поглощать с раствора больше элементов питания. Гумус выполняет функцию носителя ионов.

ЖИДКИЕ РАСТВОРЫ.

Раствором называется всякая гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов.

Всякий раствор состоит из растворенного вещества и растворителя, т.е. среды, в которой это вещество равномерно распределено в виде отдельных молекул или еще более мелких частиц – ионов.

Когда растворителем является вода, то такие соединения называются гидратами, а процесс их образования – гидратацией. При определенных условиях, гидратная вода бывает настолько прочно связана с молекулами растворенного вещества, что при выделении последнего из раствора она входит в состав его кристаллов.

Насыщенный раствор – это такой раствор, который может неопределенно долго оставаться в равновесии с избытком растворяемого вещества. В большинстве случаев употребляют растворы ненасыщенные, т.е. с меньшей концентрацией растворенного вещества, чем у насыщенного раствора.

Суспензия – нерастворимое в воде вещество, в виде неоседающих микроскопических частиц, находящееся во взвешенном состоянии.

При рассмотрении капли жидкости с взвешенными частицами в сильный микроскоп, можно увидеть, что частицы не остаются в покое, а непрерывно двигаются по всевозможным направлениям. Их движение отличается крайней беспорядочностью, без всякой закономерности. Это движение может продолжаться по времени сколько угодно, не ослабевая и не изменяя своего характера. В ионных растворах, где заряженные микрочастицы постоянно меняют свое местонахождение, очень сложно определять физико-химические свойства. С одного образца такого раствора, можно получить несколько, абсолютно разных физико-химических показателей и характеристик. Такие растворы очень хорошо растворяются в воде, проникая в ее молекулярную сетку связываясь с диполями.

В состав растворов могут входить макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы.

Макроэлементы – составляют от сотых частей до десятков процентов (Si, K, Mg, P, S, Fe).

Микроэлементы – от сотых до стотысячных частей процента (Mn, B, Cl, Cu, Zn, Ni, Mo, Co).

Ультрамикроэлементы – от миллионных частей процента (Cs, Cd, Ra, Ag).

Водные растворы, даже с очень малым количеством растворенного в них вещества, могут приобретать его свойства.

Допустим, что нам каким-то образом удалось пометить все молекулы, содержащиеся в 1 моле (18г) воды. Если теперь вылить эту воду в море и дождаться, чтобы она равномерно перемешалась со всеми водами земного шара, то, зачерпнув в любом месте стакан воды, мы найдем в нем около 500 отмеченных нами молекул. Или то же количество (1 моль) воды, например, равномерно распределить по всей поверхности земного шара, то даже при этих условиях на каждый квадратный сантиметр поверхности придется еще около 100000 молекул.

25.02.2013г.
2009-2017 © АгроВектор. All Rights Reserved
КОРЗИНА ЗАКАЗОВ

Продавец Наименование Кол-во Цена  
ОЧИСТИТЬ КОРЗИНУ
ПРОДОЛЖИТЬ ПОКУПКИ
ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ
КОРЗИНА ЗАКАЗОВ (0)
ОФОРМЛЕНИЕ ЗАКАЗА
ВЕРНУТЬСЯ В КОРЗИНУ
ПРОДОЛЖИТЬ ПОКУПКИ
ОТПРАВИТЬ ЗАКАЗ