Ako prebieha metabolizmus vody v rastlinách: procesy a pohyb vody cez rastliny
Bez vody by nemohla existovať žiadna rastlina. Ako sa voda dostane do rastliny a akou silou preniká do každej bunky tela?
Obsah:
Procesy vo vodnom prostredí
Veda nezostáva stáť, preto sú údaje o výmene rastlín vodou neustále doplňované o nové skutočnosti. L.G. Emelyanov na základe dostupných údajov vyvinul kľúčový prístup k porozumeniu výmeny vody v rastlinách.
Všetky procesy rozdelil do 5 etáp:
- Osmotický
- Koloidno-chemická látka
- Termodynamické
- Biochemické
- Biofyzikálne
Táto problematika sa naďalej aktívne študuje, pretože výmena vody priamo súvisí s vodným stavom buniek. Druhá z nich je zase indikátorom normálny život rastlín... Niektoré rastlinné organizmy tvoria 95% vody. Sušené semená a spóry obsahujú 10% vody, v takom prípade dochádza k minimálnemu metabolizmu.
Bez vody neprebehne v živom organizme ani jedna výmenná reakcia, voda je nevyhnutná na spojenie všetkých častí rastliny a koordináciu práce tela.
Voda sa nachádza vo všetkých častiach bunky, najmä v bunkových stenách a membránach, ktoré tvoria väčšinu cytoplazmy. Koloidy a molekuly bielkovín by bez vody nemohli existovať. Mobilita cytoplazmy sa uskutočňuje z dôvodu vysokého obsahu vody. Kvapalné médium tiež pomáha rozpúšťať látky, ktoré sa dostávajú do rastliny, a prenáša ich do všetkých častí tela.
Voda je potrebná pre nasledujúce procesy:
- Hydrolýza
- Dych
- Fotosyntéza
- Iné redoxné reakcie
Je to voda, ktorá pomáha rastline prispôsobiť sa vonkajšiemu prostrediu, tlmí negatívne účinky teplotných zmien. Bez vody by si navyše bylinky nedokázali udržať vzpriamenú polohu.
Kvapalný motor
Voda vstupuje do rastliny z pôdy a je absorbovaná koreňovým systémom. Aby došlo k prúdeniu vody, uvedú sa do činnosti dolný a horný motor.
Energia, ktorá sa vynakladá na pohyb vody, sa rovná sacej sile. Čím viac rastlina absorbuje kvapaliny, tým vyšší bude vodný potenciál. Ak nie je dostatok vody, sú bunky živého organizmu dehydrované, klesá vodný potenciál a zvyšuje sacia sila. Keď sa objaví gradient vodného potenciálu, voda začne cirkulovať rastlinou. Jeho výskyt uľahčuje sila horného motora.
Motor horného konca pracuje nezávisle od koreňového systému. Mechanizmus činnosti dolného konca motora je možné zistiť pri preskúmaní procesu vypitvania.
Ak je list rastliny nasýtený vodoua zvýši sa vlhkosť okolitého vzduchu, potom nedôjde k odparovaniu. V takom prípade sa z povrchu uvoľní kvapalina s látkami rozpustenými v nej, dôjde k procesu čreva. To je možné, ak korene absorbujú viac vody, ako je čas na odparenie listov. Každý človek už guttu videl, často sa vyskytuje v noci alebo ráno, keď je vysoká vlhkosť vzduchu.
Vykuchanie je typické pre mladé rastliny, ktorých koreňový systém sa vyvíja rýchlejšie ako nadzemná časť.
Kvapôčky unikajú cez prieduchy pomocou tlaku koreňa. Keď je vykuchaná, rastlina stráca minerály. Zbaví vás tým prebytočných solí alebo vápniku.
Druhým takýmto javom je plač rastlín. Ak na čerstvý rez výhonku pripevníte sklenenú trubicu, bude sa po nej pohybovať tekutina s rozpustenými minerálmi. Stáva sa to preto, lebo voda sa pohybuje z koreňového systému iba jedným smerom, tento jav sa nazýva koreňový tlak.
Pohyb vody cez rastlinu
V prvom štádiu koreňový systém absorbuje vodu z pôdy. Vodné potenciály pôsobia pod rôznymi znakmi, čo vedie k pohybu vody určitým smerom. Potenciálny rozdiel je spôsobený transpiráciou a koreňovým tlakom.
V koreňoch rastlín sú dva priestory, ktoré sú na sebe nezávislé. Nazývajú sa apoplasty a symplasty.
Apoplast je voľný priestor v koreni, ktorý sa skladá z xylemových ciev, bunkových membrán a medzibunkového priestoru. Apoplast je zase rozdelený na ďalšie dva priestory, prvý sa nachádza pred endodermom, druhý za ním a pozostáva z xylemových ciev. Endodrema funguje ako bariéra, takže voda neprechádza na hranice svojho priestoru. Symplast - protoplasty všetkých buniek spojené čiastočne priepustnou membránou.
Voda prechádza nasledujúcimi fázami:
- Polopriepustná membrána
- Apoplast, čiastočne siplast
- Plavidlá Xylem
- Cievny systém všetkých častí rastlín
- Stopky a puzdrá listov
Pohybuje sa pozdĺž žíl pozdĺž vodnej vrstvy; majú rozvetvený systém. Čím viac žíl je na liste, tým ľahšie sa voda pohybuje smerom k mezofylovým bunkám. v takom prípade je množstvo vody v klietke vyvážené. Sacia sila umožňuje vode pohybovať sa z jednej bunky do druhej.
Rastlina zomrie, ak jej chýba tekutina, a to nie je spôsobené tým, že v nej prebiehajú biochemické reakcie. Záleží na fyzikálnom a chemickom zložení vody, v ktorej prebiehajú dôležité procesy. Kvapalina podporuje vzhľad cytoplazmatických štruktúr, ktoré nemôžu existovať mimo tohto prostredia.
Voda tvorí turgor rastlín, udržuje stály tvar orgánov, tkanív a buniek. Voda je základ vnútorné prostredie rastlín a iných živých organizmov.
Viac informácií nájdete vo videu.