• 1. Введение в проблематику и цели реферата
• 2. Основная часть
• 2.1 Строение частей растения
• 2.2 Осмос, как механизм транспорта воды
• 2.3 Транспирация, как механизм транспорта воды
• 2.4 Корневое давление, как механизм транспорта воды

1. Введение в проблематику и цели реферата

В этой работе я планирую описать механизмы транспорта воды в растении, такие как осмос, транспирация и корневое давление.

Актуальность

Для изучения механизмов транспорта воды необходимо знать внутреннее строение органов растений. Орган - часть организма, имеющая определенное строение и выполняющая определенные функции. Органы возникли у высших растений в связи с освоением суши. Жизнь в двух средах - воздушной, где происходит фотосинтез, и в почве, откуда растение получает воду и минеральные вещества, - привела к появлению сначала тканей, а затем и органов. Вегетативные органы высшего растения - это побег и корень. Вегетативный побег состоит из стебля и листьев. Обязательная принадлежность побега - почки. Традиционное деление тела растения на стебель, листья и корень введено Теофастом (IV в. до н.э.).

Корень - один из основных вегетативных органов растения. Его главные функции - почвенное питание и закрепление растения в почве. Через корень растение поглощает из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами. Корень - осевой орган, обладающий осевой симметрией и неопределенно долго нарастающий в длину благодаря деятельности верхушечной меристемы. По происхождению различают главный, боковые и придаточные корни. Совокупность всех корней одного растения образует корневую систему. Характер корневой системы определяется соотношением роста главного, боковых и придаточных корней. Выделяют три типа корневых систем - стержневую, мочковатую и смешанную. В зависимости от влажности, характера почвы, распределения в ней питательных веществ корни могут формироваться разных горизонтах. Корневая система многих растений развита сильнее их наземной части.

Участки корня, находящиеся на различном расстоянии от апекса (верхушки, конуса нарастания) выполняют неодинаковые функции и различаются по своему строению, получили название зон корня.

Верхушечную меристему (ткань растений, в течении всей жизни сохраняющая способность к образованию новых клеток) защищает корневой чехлик. Он состоит из живых клеток, которые постоянно обновляются. При углублении в почву клетки чехлика выделяют слизь, отслаиваются и погибают, их место занимают новые. Слизь облегчает продвижение корня в почве. Под чехликом располагается зона деления, представляющая верхушечную меристему. Клетки делятся путем митоза, формируя все прочие зоны корня. Выше располагается зона растяжения, или роста. Ее пртяженность несколько миллиметров. Клетки зоны роста практически не делятся, а сильно растягиваются (растут) вдоль оси корня, проталкивая кончик корня в глубь почвы. Далее идет зона всасывания (поглощения), или зона корневых волосков. Через корневые волоски в корень поступает основная масса воды и растворов солей. Зона проведения начинается выше зоны всасывания и включает всю остальную часть корня. По ней вода и соли транспортируются к побегу.

При первичном строении в корне различают три блока тканей - эпиблему (покровная ткань, из нее образуются корневые волоски), первичную кору (после отмирания выполняет защитные функции и служит для циркуляции газов, необходимых для дыхания и обмена веществ) и центральный цилиндр (в центре корня находятся проводящие ткани - древесина с наиболее важными клетками - сосудами, по которым передвигается вода и растворенные в ней минеральные соли и луб по которому передвигаются органические вещества).

Стебель - вегетативный осевой орган растения, осевая часть побега. Характеризуется радиальной симметрией и неограниченным ростом в длину. Слагается из узлов и междоузлий, растет в длину за счет верхушечного и вставочного роста. Несет на себе листья, почки и (у покрытосеменных) цветки. Основные функции стебля - опорная и проводящая. Стебель обеспечивает благоприятное для фотосинтеза расположение листьев и двустороннее передвижение веществ. Органические вещества, синтезированные в листьях, передвигаются по флоэме стебля к местам их использования: растущим листьям, стеблям, корням, цветкам, семенам и плодам. Из корней по ксилеме подается вода с растворенными минеральными веществами.

В стебле, как и в корне, при первичном строении можно различить три анатомо-топографические зоны: покровную ткань, первичную кору и центральный цилиндр. Однако, развиваются корень и стебель в разной среде и выполняют разные функции.

Лист - вегетативный орган растения, занимающий боковое положение на стебле - оси побега. Лист выполняет функции фотосинтеза, транспирации и газообмена. В процессе фотосинтеза образуется органическое вещество. в основном сахар, и выделяется кислород. Транспирация - регулируемое испарение, обеспечивает подъем из корня воды и растворенных минеральных веществ, необходимых для роста и развития растений. Газообмен обеспечивает дыхание растений. Сформировавшийся лист обычно состоит пластинки, черешка и основания.

Снаружи лист имеет покровную ткань (верхняя эпидерма) в которой характерно наличие катикулы и устьиц. Основную массу листа составляет мезофилл - высокоспециализированная ткань, где происходит фотосинтез. Жилки образуют проводящую систему листа, связанную с проводящей системой стебля. Жилка - это, как правило, закрытый коллатеральный пучок, ксилема которого обращена к верхней стороне листа, а флоэма - к нижней. Жилки образуют густую сеть. Через черешок и основание листа проводящие пучки (ли стовые следы) входят в стебель и образуют единое целое с его проводящей системой

2.2 Осмос, как механизм транспорта воды

Впервые осмос наблюдал А. Нолле в 1748, однако исследование этого явления было начато спустя столетие.

Осмос - один из важнейших механизмов транспорта воды в растении. Осмос - переход молекул из более концентрированного раствора в менее через полупроницаемую мембрану. Процесс осмоса похож на процесс диффузии, но осмос протекает быстрее. Численной единицей осмоса принято считать осмотическое давление. Осмотическое давление - давление, которое необходимо приложить, чтобы предотвратить осмотическое поступление воды в раствор.

В растениях полупроницаемыми мембранами являются плазматическая мембрана и тонопласт (тонопласт - мембрана, ограничивающая вакуоль растит, клетки.). В результате контакта клетки с раствором, с меньшей концентрацией воды, чем в клетке вода начнет выходить из клетки наружу. При этом клетка сморщивается, и этот процесс назван плазмолизом. Плазмолиз обратим - при помещении уже сморщенной клетки в раствор с более высоким содержанием воды - вода постепенно начнет поступать в клетку и она в скором времени набухнет. В результате данного процесса внутренние части клетки будут оказывать давление на стенку клетки.

Скажем еще раз, что осмотическое давление - величина скорее гипотетическая, чем реальная (она становится реальной лишь при ее измерении). Необходимо знать что вода движется от более низкого осмотического давления к более высокому.

Осмос происходит в средах где подвижность растворителя больше подвижности растворенных веществ. Частным случаем осмоса принято считать осмос через полунепроницаемую мембрану. Полунепроницаемой мембраной называют мембрану, имеющую высокую проницаемость лишь для некоторых веществ, к которым относится растворитель. Если такая мембрана будет разделять и чистый раствор и чистый растворитель, то концентрация растворителя будет менее высокой, так как там часть его молекул замещена молекулами растворенного вещества. Из-за этого, переходы растворителя в раствор будут происходить чаще, следовательно объем раствора будет увеличиваться и соответственно объем растворителя - уменьшаться. Приведем пример - к яичной скорлупе с внутренней стороны прилегает полунепроницаемая мембрана, пропускающая молекулы воды и задерживающая молекулы сахара. При разделении такой мембраной растворы сахара с определенной концентрацией, через нее (мембрану) будут проходить только молекулы воды. Вследствие в более разбавленном растворе концентрация повысится, а в более концентрированном, наоборот, понизится. Через определенное время наступит равновесие - одинаковая концентрация сахара в каждом из растворах Растворы, достигшие равновесия, называются изотоническими.

осмос транспирация корневое давление

Клетки растений используют осмос для увеличения объема вакуоли, чтобы она распирала стенки клетки (тугурное давление). Клетки растений делают это путем запасания сахарозы. Увеличивая или уменьшая концентрацию сахарозы в цитоплазме, клетки могут регулировать осмос. За счёт этого повышается упругость растения в целом. С изменениями тургорного давления связаны многие движения растений (например, движения усов гороха и других лазающих растений). Пресноводные простейшие также имеют вакуоль, но задача вакуолей простейших заключается лишь в откачивании лишней воды из цитоплазмы для поддержания постоянной концентрации растворённых в ней веществ.

Осмос через полупроницаемую мембрану. Частицы растворителя (синие) способны пересекать мембрану, частицы растворённого вещества (красные) - нет.

В этой главе мы разобрались с осмосом - одним из важнейших устройств для транспорта воды.

2.3 Транспирация, как механизм транспорта воды