Gospodarka wodna roślin, Egzaminy z Gospodarka

Pobierz Gospodarka wodna roślin i więcej Egzaminy w PDF z Gospodarka tylko na Docsity! GOSPODARKA WODNA „ ROŚLIN. Autor: Mateusz Wojcieszak Gospodarka wodna roślin. Woda to jedna z podstawowych substancji warunkujących życie na Ziemi. Jest składnikiem każdej żywej komórki, a organizmy mogą ją pobierać ze środowiska lub wytwarzać w procesach metabolicznych np. oddychaniu tlenowym. Autor: Mateusz Wojcieszak Rośliny pierwotnie wodne pochłaniają ją całą powierzchnią ciała natomiast rośliny lądowe wykształciły elementy wegetatywne, które umożliwiają jej pobieranie z gleby. Dalej jest ona transportowana przez elementy drewna do miejsca przeznaczenia. Część jest zużywana a część usuwana na drodze transpiracji (forma gazowa) lub gutacji (część ciekła). Etap1- Pobieranie wody i jej poziomy transport w poprzek tkanek korzenia. Roślina pobiera wodę przez korzenie a najintensywniej proces ten zachodzi w strefie włośnikowej a najmniej w strefie wydłużania i strefie podziałów komórkowych. Woda przez ryzodermę dostaje się do kory pierwotnej i do walca osiowego przez śródskórnię. W walcu osiowym przenika do martwych elementów przewodzących drewna – cewek lub naczyń. Proces przepływu poziomego w korzeniu jest na małą odległość i warunkowany jest dyfuzją oraz osmozą. Autor: Mateusz Wojcieszak Etap1- Pobieranie wody i jej poziomy transport w poprzek tkanek korzenia. Wyróżnia się trzy sposoby transportu wody:  Transport apoplastyczny – odbywa się wzdłuż ścian komórkowych w przestrzeniach między włóknami celulozowymi i przestrzeniach międzybłonowych,  Transport symplastyczny – zachodzi przez protoplasty sąsiadujących komórek; woda przekracza błonę tylko raz a dalej przepływa przez plazmodesmy,  Transport transmembranowy – woda pokonuje błonę oraz protoplasty komórek. Cały ten proces woda odbywać może przez błonę komórkową na drodze dyfuzji prostej (osmoza) lub przez akwaporyny czyli kanały wodne. Autor: Mateusz Wojcieszak Etap I1- Pionowy transport wody w elementach przewodzących drewna. Woda przemieszcza się pionowo w roślinie przez martwe elementy drewna będące w łodydze, wbrew sile grawitacji. Może on być w przypadku niektórych roślin nawet na wysokość ponad 100m. Martwe elementy drewna – naczynia i cewki – to element apoplastu nazywane superapoplastem. Dzięki silnemu ładunkowi elektrycznemu ligniny odbywa się bardzo wydajnie w związku z przyleganiem czyli adhezją oraz różnica ciśnień na przeciwległych krańcach tkanek przewodzących. Taki transport nazywamy masowym (ciśnieniowym). Autor: Mateusz Wojcieszak Potencjał wody w roślinie. Ruch wody w roślinie odbywa się dzięki różnicy potencjałów wody z roztworu glebowego przez roślinę do atmosfery. Potencjał wody – ψw (psi) – wyrażany zazwyczaj w megapaskalach (Mpa), jest miarą zdolności komórek do pobierania lub oddawania wody na drodze osmozy. Zależy jest on od potencjału osmotycznego roztworu – ψs – oraz potencjału ciśnienia turgorowego – ψp . Autor: Mateusz Wojcieszak ψw= ψs + ψp Ψw – potencjał wody Ψs – potencjał osmotyczny Ψp – potencjał ciśnienia turgorowego Przewodzenie wody w tkankach korzenia. W korzeniu woda przemieszcza się od ryzodermy do granicy śródskórni głównie za pomocą transportu apoplastycznego, w śródskórni jest on zablokowany przez pasemka Caspary’ego zbudowane z ligniny i suberyny. Stanowią one barierę zapobiegającą się cofaniu wody do kory pierwotnej. Dlatego dalej za pasemkami Caspary’ego woda transportowana jest już symplastem i formą transmembranową. Autor: Mateusz Wojcieszak Potencjał osmotyczny. Osmoza polega na przepływie wody przez błonę półprzepuszczalną, woda przepływa w sposób ciągły ale w miarę upływu czasu tempo osmozy maleje gdyż roztwór ulega rozcieńczeniu. Woda przepływa z roztworu hipotonicznego do hipertonicznego. Jeśli roztwór znajduje się w zamkniętym naczyniu o stałej objętości, to proces samorzutnego przepływu sprawia wzrost ciśnienia osmotycznego (π). Ma ono zawsze wartość dodatnią i rośnie wraz ze stężeniem roztworu, jego miara to wysokość do jakiej podniesie się roztwór w rurce osmometru. Autor: Mateusz Wojcieszak Przepływ wody w roślinie. Układ gleba – roślina – atmosfera woda przepływa z roztworu o wyższym potencjale do roztworu o niższym potencjale. Najwyższy ma gleba a najniższy atmosfera, powoduje to stały przepływ wody z gleby do rośliny. Autor: Mateusz Wojcieszak Ψ zaprezentowane na schemacie pokazuje przepływ wody z gleby do rośliny i atmosfery od wyższego stężenia do najniższego. Przepływ wody w elementach przewodzących drewna. Przepływ wody w naczyniach lub cewkach odbywa się dzięki sile ssącej lub dzięki parciu korzeniowemu. Autor: Mateusz Wojcieszak Siła ssąca. Siła ssąca jest mechanizmem wykorzystującym transpirację do podciągania wody w elementach przewodzących drewnach wbrew sile grawitacji. Energia słoneczna jest elementem sprawczym transpiracji. Dla rośliny jest to mechanizm bierny sprawiający, że nie potrzeba wydatkować energii. Autor: Mateusz Wojcieszak Warunkiem transportu wody jest utrzymanie stałego słupa wody dzięki: • Adhezji - sile przylegania cząsteczek wody do ścian cewek i naczyń • Kohezji - wzajemnego przeciągania się cząsteczek wody. W warunkach fizjologicznych szybkość przepływu wody jest taka sama jak transpiracja, a najszybszym przepływem cechują się drzewa liściaste. Siła ssąca i parcie korzeniowe. Mechanizmy siły ssącej i parcia korzeniowego różnią się przede wszystkim źródłem energii oraz siła warunkującą ruch wody w elementach przewodzących drewna. Autor: Mateusz Wojcieszak Regulacja ilości wody w roślinie. Najważniejszą rolę w regulacji wody w roślinie odgrywa transpiracja czyli utrata wody na skutek parowania z części nadziemnych. Powoduje ona ciągłe jej pobieranie z roztworu oraz schładzanie rośliny. Autor: Mateusz Wojcieszak Transpiracja kutykularna Jej intensywność zależy od grubości kutykuli, może ona ją wchłaniać ale nie przepuszczać, wówczas pęcznieje. Jeżeli bęize jej zbyt dużo zacznie z niej odparowywać (u mezofitów 1-3%), u kserofitów nie występuje a u higrofitów w znacznym stopniu. Regulacja ilości wody w roślinie. Najważniejszą rolę w regulacji wody w roślinie odgrywa transpiracja czyli utrata wody na skutek parowania z części nadziemnych. Powoduje ona ciągłe jej pobieranie z roztworu oraz schładzanie rośliny. Autor: Mateusz Wojcieszak Transpiracja szparkowa Zależność tego procesu zależy od wielu czynników, wielkością systemu korzeniowego, wielkość i struktura anatomiczna liści, temperatura, światło, wilgotność i dostępność do wody. Wzrost temperatury zwiększa transpirację; wpływa na mechanizm oraz zmniejsza wilgotność względną powietrza. Lokalizacja aparatów szparkowych w liściach. Lokalizacja aparatów szparkowych zależy głównie do formy ekologicznej rośliny. Autor: Mateusz Wojcieszak U hydrofitów, których liście pływają znajdują się one po górnej stronie liści. U higrofitów znajdują się one po górnej i dolnej stronie lisci. U mezofitów i kserofitów znajdują się one głównie na dolnej stronie liści. Bilans wodny u roślin. Zrównoważony bilans wodny rośliny polega na tym, aby pobierała ona tyle wody ile zużywa oraz traci na drodze transpiracji. Bilans wodny może być dodatni (kiedy roślina pobiera więcej wody) lub ujemny (kiedy roślina pobiera mniej wody jak potrzebuje) co finalnie sprawia wiotczenie niezdrewniałych łodyg i więdnięcie. Więdniecie czasem ustępuje w nocy podczas zmniejszonej transpiracji, może po dodaniu wody (więdnięcie trwałe), bądź kiedy nie zostanie dostarczona woda (więdnięcie nieodwracalne) skutkujące śmiercią. Dlatego brak wody hamuje kiełkowanie wzrost oraz przepływ asymilatów. Autor: Mateusz Wojcieszak Bilans wodny u roślin. Okres życia roślin, kiedy jest ona najbardziej narażona na braki wody to czas kwitnienia (dwuliścienne) lub strzelania w źdźbło (jednoliścienne). Nazywa się on okresem krytycznym. Autor: Mateusz Wojcieszak