Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Воды в клетке





ВОДНЫЙ ОБМЕН РАСТЕНИЙ

Значение воды в жизни растений и организмов. Состояние

воды в клетке

 

Растения возникли в воде, которая для них была средой обитания,из которой они получали все необходимые вещества для жизнедеятельности. И сейчас, после выхода на сушу, в условиях наземного существования, вода содержится в живых клетках, мертвых сосудах, в межклетниках. Для нормального функционирования клетки должны быть насыщены водой. Во взрослой растительной клнтке основная масса воды находится в вакуоли, а на долю цитоплазмы приходится только 5%, в клеточной стенке –примерно 25-40%. Оводненность органелл составляет 65%, цитозоля 95-98, в ядре содержится 20-32%, в хлоропластах –10-14%, а в митохондриях –5-7%, мембраны содержат 25-30 % воды. В среднем на всю клетки приходится 75% воды, и только 25% сухих веществ. Однако в отдельных органах растения её содержание различно: листья салата – 95%, кукурузы 77%, плодах огурца – 98, в древесине – 40-45, а в семенах – 10—15%. То минимальное количество воды, при котором растение способно поддерживать постоянство свой внутренней среды, и не теряя жизнеспособности, называется гомеостатитеческой водой. Для растений разных экологических групп её содержание различно: у гигрофитов– 65-70%, мезофитов – 45-60%, ксерофитов – 25-37% о сырой массы. Этот уровень воды определяет степень устойчивости этих растений к обезвоживанию.

В процессе эволюции, после выхода растений на сушу и завоевании ими не водного пространства, вода для них стала одним из важнейших условий существования, так как она ограничена на поверхности земли.

В чем заключается важность и необходимость воды для растений? Академик Курсанов А.Л. на Всероссийском съездес.х. работников, после сильной засухи 1972 года, определил значение воды в следующем:

1. Вода является внутренней средой необходимой для протекания всех процессов обмена веществ.

2.Вода является активным метаболитом и непосредственным участником многих химических реакций, связанных с синтезом углеводов(фотосинтез). все реакции гидролиза белков, жиров, углеводов, которые невозможны без воды.

3.Вода является составной частью цитоплазмы, обеспечивает её структуру, устойчивость коллоидов.

4. Она принимает участие в упорядочении клеточных структур, определяя определенную конфигурацию белковых молекул, Как говорил Курсанов – это подобно железобетону, у которого арматурой служат белки, а цементом – вода.

5.Скелетнын функции воды, при которой, насыщая паренхимные клетки и создавая тургор в них, вода придает им прочность, устойчивость растений, особенно в молодом возрасте, когда еще не сформировались механические ткани в растущих органах, определяет положение органов растения в пространстве, обеспечивает движение устьиц, листьев, и других органов.

6. Вода является главным компонентом транспортной системы в транспорте веществ и воды по растению, обеспечивая связь между клетками, тканями и органами.

7. Пронизывая непрерывной сетью проводящих систем в растении, вода создает в нем непрерывную фазу, координирует работу органов.

8..Вода является растворителем разнообразных веществ.

9. И наконец, вода как терморегулятор растения. Испаряясь, она охлаждает листья от перегрева под прямыми солнечными лучами.

Свойства, состояние и формы воды в клетке.

Такое значение воды определяется её физическими и химическими свойствами. Вода по структуре диполь, так как атомы водорода к кислороду располагаются не симметрично, а под углом 104,50(рис. 1. А, что обеспечивает её один полюс заряжен положительно, а другой – отрицательно. В результате чего молекулы воды, взаимодействуя между собой образуют очень подвижную кристаллическую решетку.

о о о   н н нн   о оо   н н
Кристаллическая структура воды

Таким же образом молекулы воды могут взаимодействовать и с положительно и отрицательно заряженными группами атомов, входящих в состав биополимеров. Биополимеры (белки, целлюлоза) несут функциональные различного заряда группы: –NH+3, –СОО, гетерополярные группы –СООН, – ОН, – СО–Н, С=О, –SH, – СОNH2. Одна молекула белка, например, может связывать 850-1000 молекул воды. Степень гидратации веществ зависит от количества полярных, неполярных и ионизированных групп на поверхности молекул. Вода связанная с молекулами биополимеров, называется коллоидно-связанной.

 

 

Рис. 1..А. – Схематическое изображение молекулы воды в виде диполя.

Б. – Гидратные оболочки заряженной группировки (схема)

 

Кроме коллоидов цитоплазма содержит также ионы, которые оказывают влияние на состояние в ней воды. Положительно заряженные минеральные катионы притягивают полюс молекулы воды с отрицательным зарядом атома кислорода, тогда как анионы, отрицательно заряженные – положительно заряженные атомы водорода. Такая вода, вязанная с ионами или низкомолекулярными соединениями, называется осмотический связанной. Таким образом, в растительной клетке вода подразделяется на свободную, осмотически связанную и коллоидно-связаную. Вода, которая находится внутри макромолекул или между ними не имеющей полюсной связи, называется иммобилизованной. Свободная вода – легко передвигается, вступает в реакции, испаряется в процессе транспирации и замерзает при отрицательных температура с неизмененными её свойствами. Связанная вода имеет измененные свойства, будучи связанной с неводными компонентами (ионами, коллоидами, органическими веществами).

Коллоидно- и осмотически связанная вода, образующая водные оболочки вокруг коллоидов или ионов, получила название гидратационной (рис.1, В),

Вода еще может быть капилярно связанной (вклеточной стенке и сосудах).

Свободная вода не входящая в состав водных оболочек (негидратационная) находится в клетке тоже в разных формах. Диполи этой воды могут взаимодействовать друг с другом. Положительный заряд атома водорода одной молекулы притягивается к отрицательному заряду другого, и между молекулами возникают водородные связи. Каждая молекула воды притягивает к себе еще четыре. Водородные связи непрерывно возникают и разрушаются. Поэтому такие группы называют «мерцающие кластеры». (от англ. cluster– группа, скопление). Последние взаимодействую друг другом, образуя более сложную ажурную решетку (гексагональная структура), в пустотах которой находится молекулы воды, не образующие никакой структуры (плотноупакованная вода) Плотноупакованная вода по своим свойствам напоминает свободную воду. Воде свойственно парообразное и твердое состояние.. Твердое состояние может быть двух типов: кристаллическое (лед) и некристаллическое – стеклообразное. Последнее возникает при быстром замораживании, не повреждает живые клетки и такое состояние воды получило название витрификация.

Различные формы воды неравномерно распределены в разных частях клетки.В самой цитоплазме находится в основном коллоидно-связанная вода, но имеется свободная и осмотически связанная. В клеточном соке преобладает осмотически связанная свободная вода. Клеточные стенки удерживают воду за счет высокой гидрофильности их пектиновых веществ и целлюлозы. Они содержат две фракции воды подвижную и малоподвижную. Вода находящаяся в микрокапилярных пространствах, и та, которая удерживается водородными связями на микрофибриллах целлюлозы, считается малоподвижной. Значительное количество воды в крупных капиллярных пространствах между микрофибриллами целлюлозы легко перемещаются. Примерно треть воды, находящейся в клеточных стенках связана, остальная её часть свободная. Содержание воды в растительных тканях – сильно изменчивая и днинамичная величина. Она зависит от возраста растения, времени года, доступной влаги, интенсивности транспирации и.т.д.

Date: 2015-07-17; view: 1300; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию