32. Поглощениние и передвижение воды и миниральных веществ по растению. Поступление и передвижени воды по растению.Транспирация . Механизм поглощения и передвижения минеральных веществ.

Передвижение наиболее ярко выражено у древесных растений. По стволу в двух разных направлениях: от корней к листьям вверх( вода и мин-ые в-ва)- восходящий ток, органические в-ва вниз к корню-нисходящий ток.

Вода- необходимое условие существования всего живого. Содержание воды в растительной клетке 70-80%. В поступлении воды осн. роль играет корневая система, которая у высших растений имеет огромные размеры при малой испаряющей пов-ти листьев. Кол-во расходуемой воды не постоянно и зависит от климатических условий.

Низшие растения поглощают воду всей пов-ю тела. Высшие – ч\з окончания корней – корневую мочку. Передвижение ч\з корневые волоски к клеткам корковой паренхимы, эндодерму, перицикл и паренхиму осевого цилиндра к сосудам корня.

Вода и растворенные в ней минеральные в-ва передвигаются 2 путями:

1. диффузией по градиенту концентрации.

2. потоком по градиенту гидростатического давления и ч\з мембраны при наличии градиента осмотического или тургорного давления.

Восходящий поток идет по сосудам и трахеидам, мертвым. Не обладающим сосущей силой. Вода может подняться только не более чем на 30 см в следствие вогнутости менисков в капиллярах- сосудах. Но вода перелвигается на значительно большие расстояния. Это объясняется тем, что она как бы подвешена к испаряющим клеткам в виде тонких нитей. Нижним концом они упираются в сосуды корневых волосков. Непрерывность их обусловлена силами взаимного сцепления молекул воды и силами прилипания их к клеточным стенкам сосудов. Движение воды обусловлено наличием водных нитей, присасывающей силой транспирации и корневым давлением. Прочное сцепление(когезия) м\у молекулами воды, прилипание (адгезия) их к гидрофильным стенкам клеток ксилемы предотвращает образование полостей(кавитацию) в растворе почти в любых условиях.

По сосудам вода течет, как по полым трубкам, подчиняясь общим з-м гидродинамики. В паренхимных кл-х – осмотическим путем и значительно затруднено. Осн. двигатель- сосущая сила паренхимных кл-к листьев, или присасывающее д-ие транспирации.

Транспирация - процесс испарения воды надземными органами растений. Транспирация повышает сосущую силу испаряющих клеток, создавая непрерывный ток воды по растению, защищает растение от перегрева, создает благоприятные условия для метаболизма. Различают устьичную, кутикулярную и перидермальную транспирацию. Собственно испарение, как физический процесс, происходит в межклетниках листа, где вода переходит из жидкого состояния в парообразное.

Образующийся пар через устьица выделяется в атмосферу (устьичная транспирация). Потеря воды через кутикулу (кутикулярная транспирация) характерна для молодых листьев и составляет около 50% по отношению к устьичной, у взрослых листьев она минимальна -- 10% всей транспирации. В стареющих листьях кутикулярное испарение воды вновь увеличивается из-за разрушения кутикулы. Лист основной, но не единственный орган транспирации. Вода может испаряться с поверхности ствола и ветвей древесных растений через чечевички и окружающие их слои пробки (перидермальная транспирация). Бутоны, цветки, плоды тоже транспирируют, но слабее, чем листья (в расчете на единицу сырой массы). Скорость транспирации и газообмен в целом регулируются устьицами, площадь которых составляет 1--2% поверхности листа. Устьица представляют собой отверстия (щели) в эпидерме, образованные двумя замыкающими клетками, которые, изменяя форму, вызывают открывание или закрывание устьичной щели. Устьица могут располагаться на обеих сторонах листа или только на нижней.

Поглощение воды с растворенными в ней минеральными веществами происходит в зоне всасывания корня. Корневые волоски этой зоны проникают между частицами этой зоны, прилегают к ним и всасывают из почвы воду с растворенными веществами. Поступление воды и растворенных веществ в корни через биологические мембраны осуществляется благодаря таким процессам как осмос, диффузия и активный транспорт.

Осмос – диффузия воды через мембрану. Диффузия – проникновение веществ через мембрану по градиенту концентрации (из области где их концентрация выше, в область, где их концентрация ниже). Диффузный транспорт веществ воды и ионов осуществляется  при участии белков мембраны, в которой имеются молекулярные поры, либо при участии жирорастворимых веществ.

Активный транспорт – перенос веществ против их градиента концентрации, связанный с затратами энергии. Он осуществляется специальными белками-переносчиками, которые образуют ионные насосы.

Из клеток с корневыми восками водный раствор просачивается в клеточные поры корня и далее из клетки в клетку попадает в сосуды. По сосудам корня вода с растворенными веществами поднимается в стебель, а по сосудам стебля – почкам, листьям, цветкам.

Главными движущими силами, которые обеспечивают передвижение почвенного раствора по сосудам, являются: присасывающие силы транспирации и корневое давление. Совокупность процессов поглощения из почвы, передвижение и усвоение макро- и микроэлементов (N, S, P, K, Ca, Mg, Mr, Zn, Fe и др.), необходимых для жизни растения составляет минеральное питание. Оно вместе с фотосинтезом составляет единый процесс питания