Физиология растений и животных. Скопичев В. Г. Физиология растений и животных Направление подготовки 020400 биология Профиль подготовки Биоэкология

• Название: Скопичев В. Г. Физиология растений и животных Направление подготовки 020400 биология Профиль подготовки Биоэкология
• Анкор: Физиология растений и животных.doc
• Дата: 13.12.2017
• Размер: 35.41 Mb.
• Имя файла: Физиология растений и животных.doc
• Тип: Документы; #11309
• страница: 14 из 89

ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕНИЙ

Вода является основной составной частью растительных организ­мов. Ее содержание доходит до 90% от массы организма, и она участ­вует прямо или косвенно во всех жизненных проявлениях. Вода — это та среда, в которой протекают все процессы обмена веществ. Она составляет основную часть цитоплазмы, поддерживает ее структуру, устойчивость входящих в состав цитоплазмы коллоидов, обеспечивает определенную конформацию молекул белка. Высокое содержание воды придает содержимому клетки (цитоплазме) подвижный харак­тер. Вода — непосредственный участник многих химических реак­ций. Все реакции гидролиза, многочисленные окислительно-восстано­вительные реакции идут с участием воды.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДНОГО ОБМЕНА

РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА

Водный ток обеспечивает связь между отдельными органами рас­тений. Питательные вещества передвигаются по растению в раство­ренном виде. Насыщенность водой (тургор) обеспечивает прочность тканей, сохранение структуры травянистых растений, определенную ориентировку органов растений в пространстве. Рост клеток в фазе растяжения идет главным образом за счет накопления воды в ва­куоли.

Таким образом, вода обеспечивает протекание процессов обмена, коррелятивные взаимодействия, связь организма со средой. Для нор­мальной жизнедеятельности клетка должна быть насыщена водой.

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ

Вода играет важную роль в жизнедеятельности организма, благо­даря своим уникальным физическим и химическим свойствам. Мо­лекула воды состоит из двух атомов водорода, присоединенных к од­ному атому кислорода. Атом кислорода оттягивает электроны от во­дорода, благодаря этому заряды в молекулах воды распределены неравномерно. Один полюс молекулы воды оказывается заряженным положительно, а другой — отрицательно. Иначе говоря, вода пред­ставляет собой диполь. Молекулы воды могут ассоциировать друг с другом. Положительный заряд атома водорода одной молекулы воды притягивается к отрицательному заряду другой. Это приводит к воз­никновению водородных связей. Благодаря наличию водородных свя­зей вода имеет определенную упорядоченную структуру. Каждая мо­лекула воды притягивает к себе еще четыре молекулы, которые стре­мятся расположиться как бы по вершинам тетраэдра. Число ассоци­ированных молекул может быть неопределенно большим. В жидкой воде упорядоченные участки чередуются с неупорядоченными — хао­тически распределенными молекулами. Таким образом, большая часть молекул организована в виде тетраэдров, меньшая часть за­полняет полости этих тетраэдров. Высокая скрытая теплота испарения воды обусловливается нали­чием водородных связей. Для того чтобы в процессе испарения прои­зошел отрыв молекул от водной поверхности, необходимо затратить дополнительное количество энергии для разрыва водородных связей. Поэтому испарение воды растением (транспирация) сопровождается охлаждением транспирирующих органов. Понижение температуры листьев при транспирации имеет важное физиологическое значение.

Вода обладает очень высокой теплоемкостью, поэтому поглощение или потеря значительного количества тепла тканями растений сопро­вождается сравнительно небольшими колебаниями их температуры. Это позволяет растительному организму воспринимать колебания температуры окружающей среды в смягченном виде. Вода в растении находится как в свободном, так и в связанном состоянии. Свободной называют воду, сохранившую все или почти все свойства чистой во­ды. Свободная вода легко передвигается, вступает в различные био­химические реакции, испаряется в процессе транспирации и замерза­ет при низких температурах. Связанная вода имеет измененные фи­зические свойства вследствие взаимодействия с неводными компонен­тами. Эти взаимодействия представляют собой процессы гидратации, вследствие чего связанную воду нередко называют гидратной водой. Различают два основных процесса гидратации: 1) притяжение дипо­лей воды к заряженным частицам (как к ионам минеральных солей, так и к заряженным группам белка С00^- и NН₂⁺); 2) образование водородных связей с полярными группами органических веществ — между водородом воды и атомами О или N.

Воду, гидратирующую коллоидные частицы (прежде всего бел­ки, называют коллоидно-связанной, а растворенные вещества (мине­ральные соли, сахара, органические кислоты и др.) — осмотически связанной.

Вода обладает исключительно высокой растворяющей способно­стью. В воде анионы и катионы какой-либо соли оказываются разъ­единенными. Гидратные оболочки, окружающие ионы, ограничивают их взаимодействие. Положительно заряженные ионы притягивают полюс молекулы воды с отрицательно заряженными атомами кислорода, тогда как ионы, несущие отрицательный заряд, притягивают полюс с положительно заряженными атомами водорода. Одновремен­но нарушается и структура самой воды. При этом, чем крупнее ион, тем это нарушение сильнее.