Роль воды в жизни растений. Молекулярная структура и физические свойства воды. «значение воды в жизни растений Важная роль воды в растениях
Для нормальной физиологической деят-ти клетка растения должна быть полностью насыщена водой (или близка к насыщению). В жизни клетки вода имеет значение для поддержания структуры цитоплазмы путем гидратации ее коллоидов и тургорного состояния. Кроме этого, вода необходима как среда для протекания обмена веществ, так как биохимические реакции возможны только между веществами, находящимися в растворенном состоянии. Вода является средой для переноса веществ, т.к. он происходит также только в растворенном состоянии. Вода служит регулятором t° тела раст., т. е. защищает его от быстрого охлаждения или перегревания. Растения относятся к пойкилотермным организмам, не имеющим постоянной t° тела, которая значительно зависит от t° среды, но в некоторой степени она может регулироваться водой. Этому способствуют такие, свойства воды, как теплоемкость и теплота парообразования. Теплоемкость воды, в сравнении со многими веществами, особенно металлами, очень высока. При нагревании она поглощает много тепла, а при охлаждении выделяет большое его количество. Это приводит к смягчению колебания t° тела растения при изменении t° среды. Также очень высока у воды теплота парообразования. Это приводит к тому, что при ее испарении затрачивается много тепла, которое выделяется органами растения, что вызывает значительное понижение их t°.
Физ. Свойства . Плотность воды определяется отношением ее массы к объему при определенной температуре. За единицу плотности воды принята плотность дистиллированной воды при температуре 4°С. Плотность воды зависит от температуры, количества растворенных в ней солей, газов и взвешенных частиц и изменяется от 1 до 1,4 г/см3. Благодаря сильному притяжению между молекулами у воды высокие температуры плавления (0° С) и кипения (100° С). Плотность воды в твердом состоянии меньше, чем в жидком. Следовательно, лед образуется на поверхности водоемов и не опускается на дно. Очень малая теплопроводность. При понижении температуры и давления понижается и теплопроводность. С понижением температуры и понижением плотности уменьшается теплопроводность. Поэтому происходит медленный нагрев и охлаждение водной массы. Проявляется это свойство в том, что снег предохраняет почву от промерзания, а лед - водоемы от промерзания.
Формула воды - Н2О (предложена в 1805 г Гумбольдтом и Гей-Люсаком), т.е. состоит из 1 атома кислорода и 2-х атомов водорода.
1). Молекула воды асимметрична, образует равнобедренный треугольник.
2). Молекула воды обладает полярностью, поэтому является электрическим диполем.
3). Молекулярная структура воды: вода находится в трех состояниях и осуществляет фазовые переходы.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«Армавирский медицинский колледж»
министерства здравоохранения Краснодарского края
Реферативное сообщение на тему:
«Вода - источник жизни растений»
Дисциплина Лекарствоведение
Подготовила
студентка группы 2ФА
Мотуз К. С.
Преподаватель:
Парфенова Е.Г.
Введение
Поступление воды в растение
Свойства воды
Вода как экологический фактор
Формы воды в почве и их доступность для растений
Источники информации
Введение
Вода - важнейшее условие протекания всех процессов жизнедеятельности растения. Она составляет до 95% массы растений, но это совсем мало, по сравнению с тем, сколько расходует растение, пока вырастет и даст урожай. С использованием воды протекают все процессы жизнедеятельности. Поэтому вода необходимое условие для жизни организма. При недостатке воды у растения нарушается обмен веществ. Ее роль в организме растения многообразна.
Вода обеспечивает поток питательных и минеральных веществ по проводящей системе растения.
Прорастание семян зависит от наличия воды.
Вода участвует в процессе фотосинтеза.
Водные растворы, наполняющие клетки и межклетники, обеспечивают растению упругость, таким образом растение сохраняет свою форму.
Вода в растениях может находиться в жидком, газообразном и твердом состоянии.
Летом вода является регулятором температуры листьев, она предотвращает их перегрев в результате транспирации. В зимнее время, находясь в твердом состоянии -- в виде снега на поверхности земли, вода предохраняет растения от вымерзания. Растения, которые покрыты снегом, обычно хорошо перезимовывают, те же, что находятся не под снегом.
Поступление воды в растение
Растение поглощает воду исключительно своей корневой системой из почвы при помощи корневых волосков. Вода попадает в клетки корневых волосков за счет осмоса. Осмос - это просачивание жидких веществ сквозь полупроницаемые животные и растительные перепонки, ткани. При осмосе вода, в которой меньше растворенных веществ как бы засасывается в более насыщенные веществами растворы. Клеточные растворы растений более насыщенные, поэтому клетки впитывают воду. Кожица корня в зоне всасывания покрыта слизью, благодаря чему частички почвы прилипают к ней. Это облегчает корню всасывание воды и растворенных минеральных веществ.
Листья же через устьица испаряют воду. Клетки активно поглощают из почвы соли калия, а соли натрия не пропускают. Этот процесс обеспечивается специальными “насосами" в наружной мембране. Вода же свободно проникает в клетки, чтобы “выравнять” (разбавить) концентрацию ионов калия. Клетки контролируют свой водный баланс, регулируя внутреннюю концентрацию соли, а вода движется под действием осмоса. Если вода в почве пресная (содержит очень мало солей), то поглощение корнями ионов калия обеспечивает внутри клеток более высокую концентрацию соли, чем снаружи. В результате вода движется внутрь клеток, поддерживая растение упругим (в состоянии тургора). Стенки предохраняют клетки от разрыва. Если снаружи высокая концентрация солей (особенно солей натрия, не поглощаемых клетками), то вода оттягивается из клеток, вызывая увядание и гибель растения.
Для испарения воды (транспирации) на листьях растений имеются специальные образования -- устьица.
Устьице представляет собой совокупность двух замыкающих клеток. Они имеют форму семян фасоли и обращены друг к другу вогнутыми сторонами, между которыми находится межклетник -- устьичная щель. У замыкающих клеток утолщена средняя часть стенки, обращенной к устьичной щели. Обычно устьице окружено околоустьичными (побочными) клетками.
В результате постоянного поглощения и испарения воды в растении существует постоянный водный обмен, включающий три этапа:
Поглощение воды корнями;
Передвижение ее по сосудам проводящей ткани;
Испарение воды листьями.
Внутри растений вода движется по специальным сосудам.
Соседние клетки различных тканей растения соединены плазмодесмами. По этим каналам вода может перемещаться из одной клетки в другую.
С током воды переносятся различные вещества. Водный ток идет снизу вверх. Его сила зависит от интенсивности всасывания корней и испарения листьями. Водный ток объединяет все органы растения, переносит различные соединения, питает клетки водой.
Все органеллы (органелла -- маленький орган) -- ядро, митохондрии, хлоропласты, вакуоль -- внутри клетки тоже движутся. Цитоплазма, жидкая основа любой клетки, всегда находится в постоянном круговом движении, вовлекая в него органеллы.
Сколько растение всасывает воды, приблизительно столько оно его испаряет. Лишь доли процента от поступившей воды идут на синтез веществ. Это достаточно большие объемы воды.
Растение обязательно должно поглощать воду. Иначе, рано или поздно, жизнь его прервется. Если испарение воды растением превышает поступление воды, то у растения наблюдается увядание. Так нередко бывает днем, когда жарко. Ночью растение восполняет недостаток, так как испарение в это время суток снижено.
Свойства воды
Значение воды в жизни растений определяется целым рядом ее свойств. Среди них необходимо отметить способность ее быть растворителем и средой, в которой совершается передвижение веществ и их обмен. В растительном организме воды, как уже было упомянуто, содержится 95 %. С поступлением и передвижением ее в растениях связаны все жизненные процессы. При наличии воды и других факторов семена набухают и прорастают, растут ткани, поступают в растения и передвигаются в них питательные элементы, осуществляется фотосинтез и синтезируется органическое вещество.
Вода - незаменимый терморегулятор для растений. Проходя через него, она регулирует температуру растительного организма и повышает его устойчивость к высоким и низким температурам. Вода поддерживает тургор клеток, распределяет по отдельным органам продукты ассимиляции.
Растения нуждаются в воде с момента посева семян и до окончания формирования урожая. При этом в разные периоды жизни растения требуют неодинакового количества воды: меньше - в начальный период, больше - в период формирования мощной вегетативной массы и генеративных органов, к концу жизни потребность в воде уменьшается.
Период острой потребности растения в воде называется критическим, у зерновых он совпадает с фазой выхода в трубку - колошением, у зернобобовых - цветения, у картофеля - цветения и клубнеобразования. Недостаток влаги в это время резко снижает продуктивность растений.
Важной функцией воды является и то, что она влияет на плодородие почвы. Вступая во взаимодействие с ней, вода изменяет физическое состояние, течение микробиологических процессов, химические и другие превращения, становится одним из факторов почвообразовательного процесса, определяет уровень эффективного и потенциального плодородия почвы.
Источник водоснабжения растений - почва. Жизнь растения зависит не только от наличия влаги в почве, но и от ее потенциала, характеризующего степень связности влаги твердой фазой почвы и ее осмотическое давление, зависящее от концентрации почвенных растворов.
Вода как экологический фактор
Вода входит в состав клеток растения. К. А. Тимирязев подразделил воду на организационную и расхожую.
Организационная вода участвует в физиологических процессах растения, т. е. необходима для его роста.
Расхожая вода поступает из почвы в корень, проходит через стебель и испаряется листьями. Испарение воды растением называется транспирацией, оно происходит через устьичные щели.
Транспирация предохраняет ткани от нагрева; завядающие листья, транспирация которых понижена, нагреваются гораздо больше, чем листья, нормально транспирирующие.
Благодаря транспирации в растении сохраняется некоторый дефицит влаги. В результате этого происходит непрерывный ток воды через растение. Чем больше растение испаряет влаги через листья, тем больше оно поглощает воды из почвы Транспирация составляет значительную долю расходной части водного баланса территории.
Основным источником воды для большинства наземных растений является почвенная и отчасти грунтовая вода, запасы которой восполняют атмосферные осадки. Не вся влага атмосферных осадков достигает почвы, часть ее задерживается кронами деревьев и травостоем, с поверхности которых она испаряется. Атмосферные осадки насыщают воздух и верхние горизонты почвы, избыток влаги стекает и скапливается в низинах, вызывая заболачивание, попадает в реки и моря, из которых испаряется. Почвенная влага и грунтовые воды, поднимаясь к поверхности почвы, также испаряются. водоснабжение растение экологический
Все растения по обводненности их клеток делят на два типа:
1) пойкилогидрические--растения с меняющимся содержанием воды. Это низшие наземные растения (водоросли, грибы, лишайники) и мхи.
2) гомойогидрические -- высшие наземные растения, активно поддерживающие высокую влажность клеток с помощью осмотического давления клеточного сока. Эти растения не обладают способностью к обратимому высыханию, как растения первой группы.
Растения различных по влажности местообитаний различаются особенностями, которые отражаются в их внешнем облике.
По отношению к водному режиму местообитания выделяют экологические группы растений:
Гидатофиты
Гидрофиты
Гигрофиты
Мезофиты
Ксерофиты
Гидатофиты -- водные растения, целиком или большей своей частью погруженные в воду, например водоросли, кувшинки, кубышка, пузырчатка, роголистник и др. У этих растений листья либо плавают на поверхности воды, как у кубышки и кувшинок, либо все растение целиком находится под водой (роголистник). У подводных растений лишь во время цветения и плодоношения цветки и плоды появляются на поверхности.
Среди гидатофитов есть растения, прикрепленные корнями к грунту (кувшинка) и не укореняющиеся в грунте (ряска, водокрас). Все органы гидатофитов пронизаны воздухоносной тканью -- аэренхимой, которая представляет собой систему межклетников, заполненных воздухом.
Гидрофиты -- водные растения, прикрепленные к грунту и погруженные в воду своими нижними частями. Они растут в при¬брежном поясе водоемов (частуха подорожниковая, стрелолист, тростник, рогоз, многие осоки). Вегетацию эти растения начинают, будучи полностью погруженными в воду. В отличие от гидатофитов у них хорошо развита механическая ткань и водопроводящая система.
Распространение гидатофитов и гидрофитов не зависит от влажности климата, так как и в засушливых районах есть водоемы, обеспечивающие условия, необходимые для жизни этих растений.
Гигрофиты -- растения избыточно увлажненных местообитаний,-но таких, где обычно нет воды на поверхности. Вследствие высокой влажности воздуха у этих растений резко замедляется или вовсе исключается испарение, что отражается на их минеральном питании, поскольку восходящий ток воды в растении замедляется. Листовые пластинки у этих растений часто тонкие, иногда состоят из одного слоя клеток (некоторые травянистые и эпифитные растения дождевых тропических лесов), так что все клетки листа непосредственно соприкасаются с воздухом, а это способствует большей отдаче воды листьями. Однако и эти приспособления недостаточны для поддержания постоянного тока воды в растении. У гигрофитов имеются на листьях специальные железки -- гидатоды, через которые происходит активное выделе¬ние воды в капельно-жидком состоянии. К гигрофитам умеренной зоны относят сердечник, недотрогу, болотный подмаренник, некоторые хвощи.
Мезофиты -- растения, обитающие в условиях среднего увлажнения. К ним относятся листопадные деревья и кустарники умеренной зоны, большая часть луговых и лесных трав (клевер луговой, тимофеевка луговая, ландыш, сныть) и многие другие растения.
Ксерофиты -- растения, живущие в условиях резкого дефицита влаги (многие растения степей и пустынь). Они могут переносить перегрев и обезвоживание. Повышенная способность ксерофитов добывать воду связана с хорошо развитой мощной корневой системой, иногда достигающей глубины 1,5 м и более.
У ксерофитов имеются различные приспособления, ограничивающие испарение воды. Сокращение испарения достигается уменьшением размеров листовой пластинки (полыни), вплоть до ее полной редукции (испанский дрок, эфедра), заменой листьев колючками (верблюжья колючка), свертыванием листа в трубочку (ковыль, типчак). Испарение уменьшается и в том случае, если на листьях развивается толстая кутикула (агава), которая полностью исключает внеустьичное испарение, восковой налет (очиток) или густое опушение (коровяк, некоторые виды василька), что предохраняет лист от перегрева.
Среди ксерофитов выделяют группу склерофитов (от греч. склерос -- твердый) и суккулентов (от лат. суккулентус -- сочный). У склерофитов хорошо развита механическая опорная ткань как в листьях, так и в стеблях.
Склерофиты обладают приспособлением к ограничению транспирации или к усилению поступления воды, что позволяет им интенсивно ее расходовать.
Своеобразную группу растений засушливых местообитаний представляют суккуленты, которые в отличие от склерофитов имеют мягкие, сочные ткани с большим запасом воды. В нашей флоре суккуленты представлены очитком и молодилом. Суккуленты очень экономно расходуют воду, так как кутикула у них толстая, покрытая восковым налетом, устьица немногочисленные и погружены в ткань листа или стебля. Суккуленты запасают огромное количество воды.
Развитие растений в зависимости от количества влаги
Растения, имеющие в своем распоряжении много доступной влаги хорошего качества, «с удовольствии» ее расходуют, буйно развивая вегетативную массу, но не «торопятся» плодоносить. В таких случаях говорят, что растения «жируют».
Растения, находящиеся в условиях ограниченных запасов влаги, «ведут себя сдержаннее». Они тратят меньше влаги, развивают умеренную вегетативную массу и быстрее вступают в фазы цветения и плодообрахования.
А вот растения, сильно ущемленные в воде, не только не развивают вегетативной массы и не дают плодов, но и могут просто погибнуть.
Растениям, которые обычно выращиваются на наших полях при существующих системах обработки почвы, не способны ходить глубоко за водой, как дикорастущие растения пустыни на почвах нетронутых человеком.
Формы воды в почве и их доступность для растений.
Вода, находящаяся в почве, в зависимости от своего состояния может находиться в одной из следующих форм:
Гравитационная - это вода, заполняющая большие почвенные капилляры, попадающая в почву при дожде или поливе, быстро двигающаяся вниз в глубокие слои почвы под действием силы тяжести собственного веса. Для растений существенного значения не имеет, так как хотя и поглощается ими, но быстро уходит из зоны почвы, где располагается корневая система.
Капиллярная- это вода, заполняющая узкие капилляры и удерживающаяся силами поверхностного натяжения менисков. Она находится в почве длительное время, незначительно притягивается к почвенным частицам, является наиболее доступной для растений формой.
Пленочная - это вода, покрывающая непосредственно почвенные частицы, удерживающаяся на их поверхности силами молекулярного притяжения или адсорбционными силами почвенных частиц. Эта вода труднодоступна для растений, поглощается в основном растениями, приспособленными к засушливым условиям, имеющими очень высокую концентрацию клеточного сока.
Гигроскопическая - это вода, находящаяся в воздушно-сухой почве, удерживаемая внутри почвенных частиц силой свыше 100000 килопаскаль. Ее количество колеблется от 5% в песчаной почве до 14% в глинистой почве. Для растений эта вода недоступна.
Имбибиционная- это вода, находящаяся внутри коллоидных частиц почвы, вызывающая их набухание, при этом в набухшей коллоидной частице создаются значительные водоудерживающие силы. Эта форма воды характерна для торфяников. Для растений она также практически недоступна.
Очень важным моментом является соотношение скорости поглощения воды из почвы и скорости испарения воды растением. При испарении воды из листьев корневая система поглощает воду в доступной зоне, в результате чего в близлежащей почве образуетсязона иссушения. Корневая система, разрастаясь вширь и вглубь, поглощает воду из более дальних участков почвы, но этот процесс не бесконечен и не всегда достаточно быстро происходит. Поэтому если испарение происходит со значительной скоростью, то корневая система слишком быстро поглощает воду и оказывается полностью в зоне иссушения. В этом случае наличие в почве запасов воды не обеспечивает поглощение воды растением.
Статически доступная вода оказывается динамически недоступной.
Вода в почве будет находиться в равновесном статическом и динамическом состоянии при следующих условиях:
Будет наблюдаться очень значительное насыщение почвы корнями, так что благодаря малым расстояниям между ближайшими корнями станет невозможным местное иссушение почвы. Вот почему так важно обеспечить полив растениям на первых фазах развития, когда корневая система недостаточно развита.
Будет наблюдаться медленный ток воды через растение, когда скорость поглощения воды корнями из почвы окажется равной скорости восстановления исходного содержания воды в местах иссушения. Вот почему значительную роль играет влажность воздуха, поэтому освежительные поливы в виде дождевания часто рекомендуются в качестве элемента технологии при возделывании культур в южном засушливом климате.
Для различных видов растений (засухоустойчивых или влаголюбивых) оптимальное значение влажности почвы может варьировать в достаточно широких пределах. Кроме того, для одного и того же вида растения в разные фазы его развития этот показатель также может различаться. Более того, семена растений обладают настолько большой сосущей силой, что способны при прорастании даже использовать недоступную гигроскопическую форму воды.
Наиболее важным показателем, характеризующим почву, является влагоемкость почвы. Влагоемкость почвы - это величина, количественно характеризующая водоудерживающую способность почвы.
Водоудерживающая способность почвы - это свойство почвы удерживать в себе то или иное количество влаги от стекания действием капиллярных и сорбционных сил.
Различают следующие разновидности влагоемкости:
Капиллярную или относительную,
Полевую или предельную или наименьшую,
Максимальную молекулярную.
Для определения необходимости полива чаще всего используют понятие предельной полевой влагоемкости (ППВ). Поливы назначают при показателе влажности почвы равном 70-75% от предельной полевой влагоемкости.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что роль воды в жизни растений, несомненно, очень велика. Именно вода является основным источником питания растений и принимает активное участие во всех жизненно важных обменных процессах.
Источники информации
1. http://activestudy.info/
2. http://scienceland.info/
3. http://studend.ru/
4. С. Г. Зайчикова, Е. Н. Барабанов «Ботаника»;
5. В. М. Гольд, Н. А. Гаевский, Т. И. Голованова, Н. П. Белоног, Т. Б. Горбанева. Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Физиология растений»
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Роль воды в жизни растений, значение эволюционного развития в выработке их отношения к обеспечению водой. Формирование экологических групп с точки зрения зависимости от водобеспечения. Механизм регулирования водопотребления как средство выживания.
реферат , добавлен 24.01.2013
Морфоанотомические основы поглощения и движения воды. Корневая система как орган поглощения воды, основные двигатели водного тока. Физиологические механизмы транспирации и ее назначение. Адаптация некоторых растений к дефициту влаги в почве или воздухе.
курсовая работа , добавлен 02.02.2011
Понятие жизненной формы в отношении растений, роль внешней среды в ее становлении. Габитус групп растений, возникающий в результате роста и развития в определенных условиях. Отличительные черты дерева, кустарника, цветковых и травянистых растений.
реферат , добавлен 07.02.2010
Земные и космические факторы жизни растений. Солнечная радиация как основной источник света для растений. Фотосинтетически и физиологически активная радиация и ее значение. Влияние интенсивности освещения. Значение тепла и воздуха в жизни растений.
презентация , добавлен 01.02.2014
Изучение роли воды в жизни растений. Морфоанотомические основы поглощения и движения воды. Основные двигатели водного тока. Передвижение воды по растению. Строение корневой системы. Транспирация: физиологические механизмы. Адаптация к дефициту воды.
курсовая работа , добавлен 12.01.2015
Изучение понятий "когезия" и "адгезия". Огромное значение воды для живых организмов, в частности для растений. Направление ее движения в растительности. Виды гидатофитов и мезофитов. Морфофизиологические особенности ксерофитов. Суккуленты и склерофиты.
презентация , добавлен 04.12.2013
Общее описание царства растений, характеристика их органов: корень, лист, побег, цветок, плод и семя. Отличительные черты водорослей, лишайников, мхов, хвощей, папоротников, голосеменных и покрытосеменных растений, их роль в природных сообществах.
шпаргалка , добавлен 15.03.2011
Общая характеристика водного обмена растительного организма. Структура и свойства воды, ее функции в метаболизме растений. Значение транспирации и влияние внешних условий на степень открытости устьиц. Физические основы устойчивости растений к засухе.
курсовая работа , добавлен 12.09.2011
Активирование определенных ферментативных систем растений с помощью микроэлементов. Роль почвы как комплексного эдафического фактора в жизни растений, соотношение микроэлементов. Классификация растений в зависимости от потребности в питательных веществах.
курсовая работа , добавлен 13.04.2012
Определение понятий "засуха" и "засухоустойчивость". Рассмотрение реакции растений на засуху. Изучение типов растений по отношению к водному режиму: ксерофитов, гигрофитов и мезофитов. Описание механизма приспособления растений к условиям внешней среды.
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Значение воды в жизнедеятельности растений
Вода необходима для жизни любого растения. Она составляет 70-95 % сырой массы тела растения. У растений все процессы жизнедеятельности протекают с использованием воды
Функции воды в клетке Вода - это та внутренняя среда, в которой протекает обмен веществ. Она осуществляет связь органов, координирует их деятельность в целостном растении. Вода входит в состав мембран и клеточных стенок, составляет основную часть цитоплазмы, Вода обеспечивает транспорт веществ по растению и циркуляцию растворов. Вода защищает растительные ткани от резких колебаний температуры. Обеспечивает упругое состояние растений, с чем связано поддержание формы травянистых растений, ориентация органов в пространстве.
водообмен поступление воды в растение и отдача её растением, необходимые для его жизнедеятельности
водный обмен складывается из трех этапов: 1) поглощения воды корнями 2) передвижения ее по сосудам древесины, 3) испарения воды листьями. Обычно при нормальном водном обмене сколько воды поступает в растение, столько ее и испаряется.
Транспорт воды по сосудам
Транспирация Процесс испарения воды через листья
Водный ток в растении идет в восходящем направлении снизу вверх. Он зависит от силы всасывания воды клетками корневых волосков внизу и от интенсивности испарения наверху. Постоянный ток воды от корневой системы к надземным частям растения служит средством транспортировки и накопления в органах тела минеральных веществ и различных химических соединений, поступающих из корней. Он объединяет все органы растения в единое целое. Помимо этого, восходящий ток воды в растении необходим для нормального водоснабжения всех клеток. Особенно он важен для осуществления процесса фотосинтеза в листьях
Из всего огромного количества воды, проходящей через растение, лишь очень незначительная ее часть используется им на синтез веществ своего тела. Только 0,2 % всей пропускаемой воды растение усваивает. Остальные 99,8 % поглощенной воды тратятся на испарение Но эта «трата» очень важна для растения.
21.01.2013 МОУ "СОШ №2" город Чернушка Пермский край Может быть корни могут обходиться без воды? Может достаточно просто опрыскивать стебель и листья растения водой?
Экологические группы – это группы растений по отношению к какому-либо одному фактору среды, определяющему приспособительные свойства организмов
Экологические группы по отношению к воде Гидатофиты (от греч. гидатос – «вода», фитон – «растение») – водные травы (элодея, лотос, кувшинки) . Гидатофиты полностью погружены в воду. Стебли почти не имеют механических тканей и поддерживаются водой. В тканях растений имеется много крупных межклетников, заполненных воздухом Кувшинка
Элодея канадская
Кубышка Кувшинка
Гидрофиты (от греч. гидрос – «водный») растения, частично погруженные в воду (стрелолист, камыш, рогоз, тростник, аир) . Обычно обитают по берегам водоемов на сырых лугах. Рогоз
Стрелолист
Аир болотный
Гигрофиты Осока (от греч. гигра – «влага») растения влажных мест с высокой влажностью воздуха калужница, осоки, циперус, ситник.
Мезофиты (от греч. мезос – «средний») растения, живущие в условиях умеренного увлажнения и хорошего минерального питания сурепка, нивяник, ландыш, земляника, яблоня, ель, дуб. Растут в лесах, на лугах, в поле. Большинство сельскохозяйственных растений – мезофиты. Они лучше развиваются при дополнительном поливе
Мезофиты
Ксерофиты (от греч. ксерос – «сухой») растения сухих местообитаний, где воды в почве мало, а воздух сухой алоэ, кактусы, саксаул.
Суккуленты Сочные ксерофиты с мясистыми листьями (алоэ, толстянки) или мясистыми стеблями (кактусы – опунция, маммилярия, цереус)
Опунция Толстянка
склерофиты Сухие ксерофиты –(от греч. склерос – «жесткий») приспособлены к жесткой экономии воды, к уменьшению испарения (ковыль, саксаул, кермек, верблюжья колючка) . синеголовник
Ковыль Саксаул Склерофиты Верблюжья колючка
Свойства воды довольно необычны и связаны главным образом с малыми размерами молекул воды и их полярностью.
Полярность молекул воды. Под полярностью подразумевают неравномерное распределение зарядов в молекуле воды. В целом молекула нейтральна, но атомы в ней распределены так, что на одном конце образуется частичный положительный заряд (δ+), а на другом частичный отрицательный заряд (δ-). Такую молекулу называют диполем. Более электроотрицательный атом кислорода притягивает электроны водородных атомов, в результате между молекулами возникает электростатическое взаимодействие. Эти взаимодействия более слабые, чем обычные ионные связи называются водородными связями.
Вода как растворитель.
Вода хороший растворитель для полярных веществ. К ним относятся ионные соединения – соли, которые диссоциируют на ионы при растворении в воде, а так же некоторые неионные соединения – например сахара, спирты, у которых присутствуют заряженные группы (у сахаров и спиртов это –OHгруппы).
Когда вещество переходит раствор его молекулы или ионы получают возможность двигаться более свободно, и как следствие реакционная способность вещества возрастает. По этой причине большая часть реакций протекает в растворах.
Неполярные вещества, например липиды, не смешиваются с водой и потому могут разделять растворы на отдельные компартменты, подобно биологическим мембранам. Неполярные части молекул отталкиваются водой и притягиваются друг к другу. Пример того – масла, образующие пленки, или крупные капли из мелких. То есть неполярные молекулыгидрофобны.
Наличие свойств растворителя у воды, обуславливает так же ее роль в транспорте веществ.
Большая теплоемкость.
Удельной теплоемкостью воды называют количество теплоты в джоулях, которое необходимо, чтобы поднять температуру 1 кг воды на 1°C.
Вода обладает большой теплоемкостью. Это значит, что существенное увеличение тепловой энергии вызывает лишь относительно небольшое повышение температуры. Это связано с тем, что большая часть энергии тратится на разрыв водородных связей, ограничивающих подвижность молекул воды.
Большая теплоемкость сводит к минимуму температурные изменения в водной среде, благодаря этому биохимические реакции идут в относительно узком температурном диапазоне и опасность нарушения от резкого скачка температуры им грозит не так сильно.
Большая теплота испарения.
Скрытая теплота испарения – это мера тепловой энергии, которую нужно сообщить жидкости для ее превращения в пар, т.е. для преодоления сил молекулярного сцепления.
Испарение воды требует значительного количества энергии, что объяснимо наличием водородных связей между молекулами. Именно из-за этого температура кипения воды – вещества, обладающего настолько маленькими молекулами – необычно высока.
Энергия, требуемая молекулами воды для испарения, черпается ими из своего окружения. Таким образом, испарение воды сопровождается охлаждением. Это явление играет существенную роль при охлаждении транспирирующих листьев растений.
Большая теплота плавления.
Скрытая теплота плавления – мера тепловой энергии, необходимая для расплавления твердого вещества (в случае воды – льда).
Воде для плавления требуется довольно большое количество энергии. Справедливо и обратное – при замерзании вода должна отдать большое количество тепловой энергии. Это уменьшает вероятность замерзания содержимого клеток и окружающей их жидкости. Кристаллы льда губительны для живого, когда образуются внутри клеток.
Большое поверхностное натяжение и когезия.
Когезия – сцепления молекул физического тела друг с другом при действии сил притяжения. На поверхности жидкости существует поверхностное натяжение – результат действия между молекулами сил когезии, направленных внутрь. Значительная когезия играет важную роль в движении воды по сосудам ксилемы.
Вода как реагент.
Биологическое значение воды определяется тем, что она является одним из необходимых метаболитов, то есть участвует в биохимических реакциях.
И так, обобщим физиологические функции воды:
· Обеспечивает поддержание структуры (высокое содержание воды в протоплазме).
· Служит растворителем и средой для диффузии.
· Вода участвует в реакциях гидролиза.
· Участвует в фотосинтезе: 6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2
· Обуславливает осмос и тургесцентность клеток.
· Обеспечивает транспирацию и транспорт веществ.
· Обеспечивает прорастание семян – набухание, разрыв семенной оболочки, дальнейшее развитие.
· Служит средой в которой происходит оплодотворение.
· Обеспечивает распространение семян и гамет.
ЗЕМЛЕДЕЛИЕ. (нету 14,16)
Законы земледелия и их использование в современном с-х производстве
Закон незаменимости и равнозначности факторов жизни растений.Ни один из факторов жизни растений не может быть заменен другим. Это первый закон земледелия - закон незаменимости факторов жизни растений.Как логическое следствие этого закона вытекает вывод о физиологической равнозначимости факторов жизни растений.В практике земледелия закон незаменимости факторов жизни проявляется всегда, когда пытаются восполнить недостаток одного из них другим, например воды удобрением или наоборот. Не принесли успеха и попытки замены одного элемента питания растений другим.Закон равнозначимости выражается в том, что ничтожная потребность растения в каком-либо элементе, если она не удовлетворяется, приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности растений, так же как и недостаток элемента, потребляемого в неизмеримо большем количестве.Закон минимума, оптимума и максимума. Несмотря на то, что урожай любой сельскохозяйственной культуры зависит от обеспеченности растений всеми факторами жизни, он ограничивается, прежде всего, тем фактором, который находится в минимуме. По мере удовлетворения потребности растений в недостающем факторе урожай повышается до тех пор, пока он не будет ограничен каким-либо другим фактором, оказавшимся в минимуме. Либих так сформулировал закон минимума: «Продуктивность поля находится в прямой зависимости от необходимой составной части пищи растений, содержащейся в самом минимальном количестве».В этом легко убедиться, если обратиться к действию на растения тепла. Любой жизненный процесс начинается при какой-то минимальной температуре, протекает наилучшим образом при оптимальной, замедляется, а затем и совсем прекращается по мере дальнейшего ее повышения.Закон совокупного действия факторов жизни не устраняет закон минимума, так как фактор, находящийся в минимуме, имеет ведущее значение в общей совокупности и на него необходимо, прежде всего, направить усилия земледельца. Это позволит повышать урожайность сельскохозяйственных культур при наименьших затратах труда и средств.акон возврата впервые был сформулирован Либихом. Как применение закона сохранения материи к земледелию он обязывает для сохранения плодородия почвы возвращать все вещества, которые взяты из почвы урожаем или вследствие потерь, с удобрениями или иным путем.
ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ.ВОДНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ
Вода составляет до 95% массы растений, в ней или с ее использованием протекают все процессы жизнедеятельности. Поэтому вода необходимое условие для жизни организма. При недостатке воды у растения нарушается обмен веществ.
·Вода обеспечивает поток питательных и минеральных веществ по проводящей системе растения.
·Прорастание семян зависит от наличия воды.
·Вода участвует в процессе фотосинтеза.
·Водные растворы, наполняющие клетки и межклетники, обеспечивают растению упругость, таким образом растение сохраняет свою форму.
Растение обязательно должно поглощать воду. Иначе, рано или поздно, жизнь его прервется. Обычно растение поглощает воду исключительно своей корневой системой из почвы. В этом участвуют корневые волоски корней. Листья же через устьица испаряют воду.
Если испарение воды растением превышает поступление воды, то у растения наблюдается увядание. Так нередко бывает днем, когда жарко. Ночью растение восполняет недостаток, так как испарение в это время суток снижено
В результате постоянного поглощения и испарения воды в растении существует постоянный водный обмен, включающий три этапа: поглощение воды корнями, передвижение ее по сосудам проводящей ткани, испарение воды листьями. Ток воды идет через все органы растения. Сколько растение всасывает воды, приблизительно столько оно его испаряет. Лишь доли процента от поступившей воды идут на синтез веществ. Это достаточно большие объемы воды. Водные свойства почвы.Водными (водно-физическими, гидрофизическими) свойствами называют совокупность свойств почвы, которые определяют поведение почвенной воды в ее толще.Основными водными свойствами почвы являются
1) влагоемкость(способность почвы поглощать и удерживать определенное количество воды)
2) водопроницаемость(способность почв впитывать и пропускать сквозь себя воду, поступающую с поверхности)
3) водоподъемная способность(способность почвы вызывать восходящее перемещение воды посредством капиллярных сил)
