Hovedmotorer af vandstrøm
Absorptionen af vand af rodsystemet sker på grund af driften af to endemotorer af vandstrøm: øverst endemotoren, eller sugekraften ved fordampning (transpiration), og den nedre endemotor eller rodmotor. Hovedkraften, der forårsager strømmen og bevægelsen af vand i en plante, er sugekraften af transpiration, hvilket resulterer i en gradient af vandpotentiale. Vandpotentiale er et mål for den energi, som vand bruger til at bevæge sig. Vandpotentiale og sugekraft er ens i absolut værdi, men modsat i fortegn. Jo mindre vandmætning et givet system har, jo mindre (mere negativt) er dets vandpotentiale. Når en plante mister vand under transpirationsprocessen, bliver bladceller umættede med vand, og som et resultat opstår der en sugekraft (vandpotentialet falder). adgang vand kommer mod større sugekraft eller mindre vandpotentiale.
Således er den øvre terminalmotor for vandstrømmen i en plante sugekraften af bladtranspiration, og dens arbejde har kun ringe forbindelse med rodsystemets vitale aktivitet. Forsøg har nemlig vist, at vand kan trænge ind i skuddene gennem det døde rodsystem, og i dette tilfælde accelereres optagelsen af vand endda.
Ud over den øvre endemotor af vandstrøm er der en underendemotor i anlæg. Dette er godt bevist af eksemplet med sådanne fænomener som Guttation.
Bladene af planter, hvis celler er mættede med vand, under forhold med høj luftfugtighed, som forhindrer fordampning, udskiller dråbe-flydende vand med en lille mængde opløste stoffer - guttation. Væske frigives gennem specielle vandstomata - hydratorer. Den frigivne væske er gutta. Processen med guttation er således resultatet af en envejsstrøm af vand, der forekommer i fravær af transpiration, og er derfor forårsaget af en anden årsag.
Den samme konklusion kan nås, når man betragter fænomenet skrig planter. Hvis du skærer skuddene af en plante og fastgør et glasrør til den afskårne ende, vil væske stige gennem den. Analyse viser, at der er tale om vand med opløste stoffer - saft. I nogle tilfælde, især i forårsperiode, gråd observeres også, når du skærer plantegrene. Bestemmelser har vist, at volumenet af frigivet væske (saft) er mange gange større end rodsystemets volumen. Gråd er således ikke blot udsivning af væske som følge af et snit. Alt ovenstående fører til den konklusion, at gråd, ligesom guttation, er forbundet med tilstedeværelsen af en envejsstrøm af vand gennem rodsystemerne, uafhængig af transpiration. Den kraft, der forårsager en envejsstrøm af vand gennem kar med opløste stoffer, uafhængigt af transpirationsprocessen, kaldes rodtryk. Tilstedeværelsen af rodtryk giver os mulighed for at tale om den nedre endemotor af vandstrømmen. Rodtrykket kan måles ved at fastgøre en trykmåler i den ende til venstre efter at have skåret de overjordiske dele af planten af, eller ved at placere rodsystemet i en række opløsninger af varierende koncentration og vælge en, der holder op med at græde. Det viste sig, at rodtrykket er cirka 0,1 - 0,15 MPa (D.A. Sabinin). Bestemmelser udført af sovjetiske forskere L.V. Mozhaeva og V.N. Zholkevich viste, at koncentrationen af den eksterne opløsning, der stopper med at græde, er betydeligt højere end koncentrationen af pasok. Dette gav os mulighed for at udtrykke den opfattelse, at gråd kan gå imod koncentrationsgradienten. Det har også vist sig, at gråd kun forekommer under forhold, hvor alle cellelivsprocesser foregår normalt. Ikke kun drabet på rodceller, men også et fald i intensiteten af deres vitale aktivitet, primært intensiteten af respiration, holder op med at græde. I mangel af ilt, under påvirkning af luftvejsgifte, og når temperaturen falder, stopper gråden. Alt ovenstående tillod D.A. Sabinin at give følgende definition: grædende planter- Dette er en livslang envejsstrøm af vand og næringsstoffer, afhængigt af den aerobe behandling af assimilater. D.A. Sabinin foreslog et diagram, der forklarer mekanismen for envejsvandstrøm i roden. Ifølge denne hypotese er rodceller polariseret i en bestemt retning. Dette kommer til udtryk i det faktum, at de metaboliske processer er forskellige i forskellige rum i den samme celle. I den ene del af cellen er der intensiverede processer med nedbrydning, især af stivelse til sukker, som et resultat af hvilke koncentrationen af cellesaft stiger. I den modsatte ende af cellen dominerer synteseprocesser, på grund af hvilke koncentrationen af opløste stoffer i denne del af cellen falder. Det skal tages i betragtning, at alle disse mekanismer kun vil virke, hvis der er tilstrækkelig mængde vand i miljøet, og stofskiftet ikke er forringet.
Ifølge en anden hypotese er afhængigheden af grædende planter på intensiteten af respiration indirekte. Respirationsenergien bruges til at levere ioner til cellerne i cortex, hvorfra de desorberes ind i xylemkarrene. Som et resultat stiger koncentrationen af salte i xylemkarrene, hvilket forårsager vandstrømmen.
Vandets bevægelse gennem planten
Vand absorberet af rodceller, under påvirkning af forskellen i vandpotentialer, der opstår på grund af transpiration, såvel som kraften fra rodtrykket, bevæger sig til xylembanerne. Ifølge moderne koncepter bevæger vand i rodsystemet sig ikke kun gennem levende celler. Tilbage i 1932 udviklede den tyske fysiolog Munch ideen om eksistensen i rodsystemet af to relativt uafhængige volumener, gennem hvilke vand bevæger sig - apoplasten og symplasten. Apoplast – Dette er rodens frie rum, som omfatter intercellulære rum, cellemembraner og xylemkar. Simplast – dette er en samling af protoplaster af alle celler, afgrænset af en semipermeabel membran. Takket være de talrige plasmodesmata, der forbinder protoplasten af individuelle celler, repræsenterer symplasten et enkelt system. Apoplasten er tilsyneladende ikke kontinuerlig, men er opdelt i to bind. Den første del af apoplasten er placeret i rodcortex før endodermale celler, den anden er på den anden side af endodermale celler og inkluderer xylemkar. Endodermceller repræsenterer takket være caspariske bælter en barriere for vandets bevægelse igennem ledig plads(intercellulære rum og cellemembraner). For at komme ind i xylemkarrene skal vand passere gennem en semipermeabel membran og hovedsageligt gennem apoplasten og kun delvist gennem symplasten. Men i endodermale celler sker bevægelsen af vand tilsyneladende langs symplasten. Dernæst kommer vand ind i xylemkarrene. Derefter sker bevægelsen af vand gennem det vaskulære system af rod, stilk og blad.
Fra stilkens kar bevæger vand sig gennem bladstilken eller bladskeden ind i bladet. I bladbladet er vandledende kar placeret i venerne. Venerne forgrener sig gradvist og bliver mindre. Jo tættere netværket af vener er, jo mindre modstand støder vand på, når det bevæger sig til bladets mesofylceller. Nogle gange er der så mange små grene af bladårer, at de leverer vand til næsten hver celle. Alt vand i cellen er i ligevægtstilstand. Med andre ord, i betydningen mætning med vand, er der en ligevægt mellem vakuolen, cytoplasmaet og cellemembranen, deres vandpotentialer er lige store. Vand bevæger sig fra celle til celle på grund af en gradient af sugekraft.
Alt vandet i anlægget repræsenterer et enkelt sammenkoblet system. Da der er mellem vandmolekyler adhæsionskræfter(kohæsion), vand stiger til en højde væsentligt større end 10 m. Adhæsionskraften øges, da vandmolekyler har større affinitet til hinanden. Der eksisterer også sammenhængende kræfter mellem vand og karvæggene.
Graden af spænding af vandtråde i fartøjer afhænger af forholdet mellem processerne for absorption og fordampning af vand. Alt dette gør det muligt for planteorganismen at opretholde et enkelt vandsystem og ikke nødvendigvis genopfylde hver dråbe fordampet vand.
I tilfælde af at luft kommer ind i individuelle segmenter af fartøjerne, er de tilsyneladende slukket fra den generelle strøm af vandledning. Dette er vejen for vandbevægelse gennem planten (fig. 1).
Ris. 1. Vandets vej i planten.
Hastigheden af vandbevægelse i hele planten ændrer sig i løbet af dagen. I dagtimerne er det meget større. På samme tid forskellige typer planter adskiller sig i den hastighed, hvormed vandet bevæger sig. Temperaturændringer og introduktion af metaboliske hæmmere påvirker ikke vandets bevægelse. Samtidig afhænger denne proces, som man kunne forvente, meget af transpirationshastigheden og af diameteren af vandledende kar. I bredere fartøjer møder vand mindre modstand. Det skal dog tages i betragtning, at der kan komme luftbobler ind i bredere kar, eller der kan opstå andre forstyrrelser i vandstrømmen.
Video: Vandbevægelse og organisk stof langs stilken.
Absorptionen af vand af rodsystemet sker på grund af driften af to endemotorer af vandstrøm: øverst en terminalmotor (transpiration) og en nedre terminalmotor eller rodmotor. Hovedkraften, der forårsager strømmen og bevægelsen af vand i en plante, er sugekraften af transpiration, hvilket resulterer i en gradient af vandpotentiale. Vandpotentiale er et mål for den energi, som vand bruger til at bevæge sig. Vandpotentiale og sugekraft er ens i absolut værdi, men modsat i fortegn. Jo mindre vandmætning et givet system har, jo mindre (mere negativt) er dets vandpotentiale. Når en plante mister vand under transpirationsprocessen, bliver bladceller umættede med vand, og som et resultat opstår der en sugekraft (vandpotentialet falder). strømmen af vand går i retning af større sugekraft, eller mindre vandpotentiale.
Således er den øvre terminalmotor for vandstrømmen i en plante sugekraften af bladtranspiration, og dens arbejde har kun ringe forbindelse med rodsystemets vitale aktivitet.
Ud over den øvre endemotor af vandstrøm er der en underendemotor i anlæg. Dette er godt bevist af eksemplet med sådanne fænomener som Guttation. Bladene af planter, hvis celler er mættede med vand, under forhold med høj luftfugtighed, som forhindrer fordampning, udskiller dråbe-flydende vand med en lille mængde opløste stoffer - guttation. Væske frigives gennem specielle vandstomata - hydratorer. Den frigivne væske er gutta. Således er guttationsprocessen resultatet af en envejsstrøm af vand, der forekommer i fravær af transpiration, og er derfor forårsaget af en anden årsag, når man overvejer fænomenet skrig planter Hvis du klipper skuddene af en plante og sætter et glasrør fast i den afskårne ende, vil væske stige igennem den. Analyse viser, at der er tale om vand med opløste stoffer - saft. Alt ovenstående fører til den konklusion, at gråd, ligesom guttation, er forbundet med tilstedeværelsen af en envejsstrøm af vand gennem rodsystemerne, uafhængig af transpiration. Den kraft, der forårsager en envejsstrøm af vand gennem kar med opløste stoffer, uafhængigt af transpirationsprocessen, kaldes rodtryk. Tilstedeværelsen af rodtryk giver os mulighed for at tale om den nedre endemotor af vandstrømmen. Vandets bevægelse gennem planten Vand absorberet af rodceller, under påvirkning af forskellen i vandpotentialer, der opstår på grund af transpiration, såvel som kraften fra rodtrykket, bevæger sig til xylembanerne. I 1932 udviklede den tyske fysiolog Munch ideen om eksistensen i rodsystemet af to relativt uafhængige volumener, gennem hvilke vand bevæger sig - apoplasten og symplasten. Apoplast – Dette er rodens frie rum, som omfatter intercellulære rum, cellemembraner og xylemkar. Simplast – Dette er en samling af protoplaster af alle celler, afgrænset af en semipermeabel membran. Takket være de talrige plasmodesmata, der forbinder protoplasten af individuelle celler, repræsenterer symplasten et enkelt system. Apoplasten er tilsyneladende ikke kontinuerlig, men er opdelt i to bind. Den første del af apoplasten er placeret i rodcortex før endodermale celler, den anden er på den anden side af endodermale celler og inkluderer xylemkar. Endodermceller, takket være caspariske bælter, fungerer som en barriere for vandets bevægelse gennem det frie rum. For at komme ind i xylemkarrene skal vand passere gennem en semipermeabel membran og hovedsageligt gennem apoplasten og kun delvist gennem symplasten. Men i endodermale celler forekommer bevægelsen af vand tilsyneladende langs symplasten. Dernæst kommer vand ind i xylemkarrene. Derefter sker bevægelsen af vand gennem det vaskulære system af rod, stilk og blad. Fra stilkens kar bevæger vand sig gennem bladstilken eller bladskeden ind i bladet. I bladbladet er vandledende kar placeret i venerne. Årerne forgrener sig gradvist og bliver mindre. Jo tættere netværket af vener er, jo mindre modstand støder vand på, når det bevæger sig til bladets mesofylceller. Alt vand i cellen er i ligevægtstilstand. Vand bevæger sig fra celle til celle på grund af en gradient af sugekraft.
Vand bevæger sig i en plante langs en vandpotentialgradient. Vand, der absorberes af rodhår og andre epidermale celler, bevæger sig fra cellerne i den ydre del af roden til xylemet, som optager den centrale del af roden (fig. 6.8). Hovedvejen for vanddiffusion i den ydre del af roden er apoplasten, en kontinuerlig samling af cellevægge. Men i endodermen (et cylindrisk lag af celler, der omgiver det ledende væv), støder fri diffusion langs cellevæggene på en forhindring - det vandtætte korklag i det caspariske bælte. Vand skal her ændre sin vej og passere gennem membranen og protoplasten i endodermale celler og dermed spille rollen som en osmotisk barriere mellem rodbarken og dens centrale cylinder. Hos enkimbladede korker også cellernes indvendige tangentielle vægge, men disse vægge gennemtrænges af porer, hvorigennem vand, ligesom kanaler, kan passere.
Ris. 6.7. Sennepsspirerod. Talrige tynde udvækster - rodhår
Vand stiger gennem xylemet til de overjordiske dele af planten. Xylem består af flere typer celler. Vand bevæger sig i det hovedsageligt gennem kar og trakeider (fig. 2.6 og 6.9). Begge celler er perfekt tilpasset til dette formål: de er aflange, blottet for levende indhold og hule indeni, det vil sige, de er som rør til vand. De lignificerede sekundære cellevægge er strækbare nok til at modstå de enorme trykforskelle, der opstår, når vandet stiger til toppen høje træer. Slut, og nogle gange sidevægge beholdersegmenter er perforerede; kar bestående af segmenter forbundet ende mod ende danner lange rør, gennem hvilke vand med mineraler opløst i det let passerer. Der er ingen perforeringer i trakeider, og vand skal, for at komme fra den ene tracheide til den anden, passere gennem deres endevægge; trakeider er dog meget lange celler, og derfor er denne struktur ganske godt tilpasset til at lede vand. Blomstrende planter har både kar og trakeider; Mere primitive former har som regel ikke kar.
Ris. 6.8. Vandstrømmen fra jorden til roden. Vand kan bevæge sig gennem både apoplasten og symplasten, indtil det når endodermis. Yderligere bevægelse langs apoplasten viser sig at være umulig; her er denne sti spærret af en barriere - det caspariske bælte. Den nederste del af figuren viser, ved høj forstørrelse, det caspariske bælte - en vandtæt barriere, der tvinger vand til at forlade apoplasten og strømme gennem membranerne af endodermale celler ind i symplasten.
Bladårer, der består af tråde af xylem og floem, danner et så tæt netværk i bladet, at nogen af dets celler er ret tæt på vandkilden (fig. 3.9). Fra xylem diffunderer vand ind i mesofylcellevæggene. Vand i væskefasen fylder således hele vejen fra jorden - gennem rod og stængel - til mesofylcellerne i bladet. Den samlede vandstrøm er altid rettet mod det lavere vandpotentiale, dvs. ψ er maksimalt i jorden, lidt lavere i rodcellerne og lavest i cellerne, der støder op til bladets epidermis. Den lille værdi af ψ i disse sidste celler forklares hovedsageligt af fordampningen af vand fra bladets overflade, dvs. transpiration (som er emnet for næste afsnit). Tabel 6.2 giver en idé om de gradienter, der bestemmer vandets bevægelse i en plante fra dens indtræden fra jorden til fordampning til atmosfæren.
Ris. 6.9. EN. Tværsnit bladstilk af ricinusbønne (Ricinus communis). Ledende xylemelementer med spiralfortykkelse er synlige. Takket være denne struktur kan røret strække sig, når bladstilken vokser. (Diameteren af det større rør er ca. 15 µm.) B. Længdesnit af en Ricinus-stamme, der viser xylemkarret og de perforerede endevægge af de to karsegmenter ved deres samling. Elliptiske og afrundede porer med en lukkefilm er synlige, men uden en torus er sådanne porer typiske for tokimblade. (Beholderens diameter er ca. 21 mikron.) (Med tilladelse fra Milburn J. A., Glasgow University; fotografier taget ved hjælp af et scanningselektronmikroskop.)
Tabel 6.2 Tilnærmede værdier for vandpotentiale (ψ) og vandpotentialeforskel (Δψ) for et hypotetisk jord-plante-luft-system. [Forudsatte forhold - relativt lille træ, godt fugtet jord, relativ luftfugtighed omkring 50 % ved 22 °C (ψ = -1000 bar)1)]
Vand passerer fra planten til den omgivende luft hovedsageligt i en damptilstand. I et blads mesofyl er der omfattende intercellulære rum, og hver mesofylcelle grænser op til et sådant intercellulært rum på mindst den ene side. På grund af fordampning af vand fra fugtige cellevægge er luften i de intercellulære rum mættet med vanddamp, og noget af denne damp går tabt - den kommer ud. Da epidermiscellerne i de fleste planter er dækket af en voksagtig, vandtæt neglebånd, slipper vanddamp fra bladet ud i atmosfæren hovedsageligt gennem stomata (fig. 6.10).
Ris. 6.10. Et tværsnit af et blad, der viser en åben stomata (U) med et substomatalt lufthulrum (VP). Bemærk venligst, at store, luftfyldte intercellulære rum trænger igennem hele bladets tykkelse
Vandets bevægelse i planter
Den vigtigste kilde til fugt er vand, der findes i jorden, og det vigtigste organ for vandoptagelse i planten - rodsystem. Dette organs rolle er først og fremmest, at takket være den enorme overflade strømmer vand ind i planten fra et større volumen jord.
Det dannede rodsystem er et komplekst organ med en veldifferentieret ydre og indre struktur. Rodsystemet har en absorberende eller sugende zone - dette er zonen med rodhår. Efter at være kommet ind i rodhårcellen bliver vand en del af det levende system - plantecellen - og adlyder de love, der virker i den levende celle.
Bevægelse gennem et anlæg bestemmes af to hoveddrivere af vandstrømmen i anlægget: den nederste driver af vandstrøm eller rodtryk, den øverste driver af vandstrøm eller atmosfærens sugeeffekt.
Hovedkraften, der forårsager strømmen og bevægelsen af vand i en plante, er transpirationsprocessen, som resulterer i en gradient af vandpotentiale. Vandpotentialgradienten mellem cellen og det omgivende rum skaber drivkraft vand strømmer gennem membranen. Hvis miljøet omkring cellen er hypertonisk, mere koncentreret end cellesaft, opløsninger, så vil vand begynde at lække ud af cellen. Dette vil føre til tab af turgor i cellen, adskillelse af plasmalemmaet fra cellevæggen og adskillelse af protoplasten - fænomenet plasmolyse.
Mekanismen, der sikrer, at vandet stiger gennem planten på grund af rodtrykket, kaldes vandstrømmens nedre endemotor.
Rodtryk skabes, når vand passerer fra rodbarken ind i rodens karsystem, når vand passerer gennem pericyklens passageceller, hvorfra vand under tryk sprøjtes ind i xylemkarrene. Et bevis på dette er fænomenet guttation og "grædende planter."
Vand absorberet af rodhår og andre epidermale celler bevæger sig fra cellerne i den ydre del af roden til xylemet, som optager den centrale del af roden. Hovedvejen for vanddiffusion i den ydre del af roden er apolasten, en kontinuerlig samling af cellevægge. Men i endodermen (et cylindrisk lag af celler, der omgiver det ledende væv), støder fri diffusion langs cellevæggene på en forhindring - det vandtætte korklag i det caspariske bælte. Vand skal her ændre sin vej og passere gennem membranen og protoplasten i endodermale celler, som dermed spiller rollen som en osmotisk barriere mellem rodbarken og dens centrale cylinder. Hos enkimbladede korker også cellernes indvendige tangentielle vægge, men disse vægge gennemtrænges af porer, hvorigennem vand, ligesom kanaler, kan passere.
Vand stiger gennem xylemet til de overjordiske dele af planten. Xylem består af flere typer celler. Vand bevæger sig i det hovedsageligt gennem kar og tracheider. Begge celler er perfekt tilpasset til dette formål: de er aflange, blottet for levende indhold og hule indeni, det vil sige, de er som rør til vand. De lignificerede sekundære cellevægge er strækbare nok til at modstå den enorme trykforskel, der skabes, når vandet stiger til toppen af høje træer. Enden og nogle gange sidevæggene af karsegmenterne er perforerede; kar bestående af segmenter forbundet ende mod ende danner lange rør, gennem hvilke vand med mineraler opløst i det let passerer. Der er ingen perforeringer i trakeider, og vand skal, for at komme fra den ene tracheide til den anden, passere gennem deres endevægge; trakeider er dog meget lange celler, og derfor er denne struktur ganske godt tilpasset til at lede vand.
Blomstrende planter har både kar og trakeider; Mere primitive former har som regel ikke kar.
Bladårer, der består af tråde af xylem og floem, danner et så tæt netværk i bladet, at nogen af dets celler er ret tæt på en vandkilde. Fra xylem diffunderer vand ind i mesofylcellevæggene. Vand i væskefasen fylder således hele vejen fra jorden - gennem rod og stængel - til mesofylcellerne i bladet.
Nyt i blogs
Den samlede vandstrøm er altid rettet mod det lavere vandpotentiale, dvs. den er maksimal i jorden, lidt lavere i rodcellerne og lavest i cellerne, der støder op til bladets epidermis. Den lille værdi af indikatoren i disse sidste celler forklares hovedsageligt af fordampningen af vand fra bladets overflade.
Vand passerer fra planten til den omgivende luft hovedsageligt i en damptilstand. I et blads mesofyl er der omfattende intercellulære rum, og hver mesofylcelle grænser op til et sådant intercellulært rum på mindst den ene side. På grund af fordampning af vand fra fugtige cellevægge er luften i de intercellulære rum mættet med vanddamp, og noget af denne damp går tabt - den kommer ud. Da epidermiscellerne i de fleste planter er dækket af en voksagtig, vandtæt neglebånd, undslipper vanddamp fra bladet til atmosfæren hovedsageligt gennem stomata.
Guttation er frigivelse af dråbe-væske fugt fra blade gennem hydatoder under forhold med vanskelig fordampning. En plantes gråd er strømmen af saft (vand med mineraler opløst i det, placeret i xylemet) fra stænglerne af planter med afskårne skud. Guttation forekommer normalt under forhold med høj luftfugtighed, når den øvre endemotor af vandstrøm er "slukket" Transpiration er den fysiologiske proces med fordampning af vand af overjordiske planteorganer. Det udføres hovedsageligt fra bladene gennem stomata og neglebånd.
Vand udgør op til 95% af massen af planter, alle livsprocesser finder sted i det eller med dets brug. Derfor er vand en nødvendig betingelse for kroppens liv. Når der mangler vand, forstyrres plantens stofskifte.
- Vand sikrer strømmen af næringsstoffer og mineraler gennem plantens ledningssystem.
- Frøspiring afhænger af tilgængeligheden af vand.
- Vand er involveret i fotosynteseprocessen.
- Vandige opløsninger, der fylder celler og intercellulære rum, giver planten elasticitet, således at planten bevarer sin form.
Planten skal optage vand. Ellers vil hans liv før eller siden blive afbrudt. Typisk optager en plante udelukkende vand gennem sit rodsystem fra jorden. Røddernes rodhår er involveret i dette. Blade fordamper vand gennem deres stomata. Pointen med at absorbere overskydende vand for senere at fordampe det, kommer for det meste ned på, at vandstrømmen sikrer overførslen af stoffer.
Hvis en plantes fordampning af vand overstiger forsyningen af vand, vil planten visne. Dette sker ofte i løbet af dagen, når det er varmt. Om natten kompenserer planten for manglen, da fordampningen på dette tidspunkt af dagen reduceres.
Vand optages i planten ved osmose. Under osmose bliver vand, hvori der er færre opløste stoffer i, så at sige suget ind i opløsninger, der er mere mættede med stoffer.
Hvordan vandmetabolisme opstår i planter: processer og bevægelse af vand gennem planter
Plantecelleopløsninger er mere mættede, så cellerne absorberer vand.
Som et resultat af den konstante absorption og fordampning af vand i planten er der en konstant vandudveksling, som omfatter tre stadier: absorptionen af vand af rødderne, dets bevægelse gennem det ledende vævs kar og fordampning af vand ved bladene. Vandstrømmen går gennem alle plantens organer. Mængden af vand, en plante optager, er omtrent den mængde, den fordamper. Kun en brøkdel af en procent af det indkommende vand bruges til syntese af stoffer. Det er ret store mængder vand. For eksempel fordamper kun én hvedeplante på en mark omkring 50 g vand om dagen.
Når rødder optager vand, optager de også opløste mineralsalte. Når vand fordamper, er der ikke flere salte i det, de forbliver i planten og bruges i stofskiftet.
Vandstrømmen går fra bund til top. Dens styrke afhænger af intensiteten af absorption af rødderne og fordampning af bladene. Vandstrøm forener alle planteorganer, transporter forskellige forbindelser, nærer celler med vand.
Nyt i blogs
Nedre og øvre ende motorer. Rodtryk, dets mekanisme og betydning i plantelivet
Som et resultat aktivt arbejde ionpumper i roden og osmotisk (passiv) strøm af vand ind i xylemkar i karrene udvikles hydrostatisk tryk, kaldet rodtryk. Det sikrer stigningen af xylemopløsningen gennem xylemkarrene fra roden til de overjordiske dele. Det har vist sig, at hos planter, der lever i kolde og dårligt beluftede jorder, såvel som som følge af virkningen af gifte og inhibitorer, reduceres rodtrykket. Mekanismen for vand, der stiger gennem planten på grund af at udvikle rodtryk kaldes motor i bund.
Øvre ende motor, sikre bevægelsen af vand op ad planten, den skabes og vedligeholdes af den høje sugekraft fra bladparenkymets transpirerende celler.
Transpiration - Dette er en fysiologisk proces med fordampning af vand af en plante. Det vigtigste transpirationsorgan er bladet.
Planten har en meget stor bladflade, som skaber en enorm fordampningsflade. Som et resultat af bladcellernes vandtab falder vandpotentialet i dem, det vil sige, at sugekraften øges. Dette fører til øget absorption af vand fra xylemvenerne af bladceller og bevægelsen af vand langs xylemen fra rødderne til bladene.
Jo mere aktiv transpirationen er, desto større kraft har den øvre endemotor. Den øvre endemotor kan fungere, når den nederste endemotor er helt slukket, og der bruges ikke metabolisk energi til dens drift, men energi ydre miljø- temperatur og luftbevægelse.
Forrige12345678910111213Næste
SE MERE:
Planteceller bruger osmose til at øge volumen af vakuolen, så den skubber cellevæggene fra hinanden (thug tryk) Planteceller gør dette ved at lagre saccharose. Ved at øge eller mindske koncentrationen af saccharose i cytoplasmaet kan celler regulere osmose. På grund af dette øges plantens elasticitet som helhed. Mange plantebevægelser er forbundet med ændringer i turgortrykket (f.eks. bevægelserne af rankerne på ærter og andre klatreplanter). Ferskvandsprotozoer har også en vakuole, men protozovakuolens opgave er kun at pumpe ud overskydende vand fra cytoplasmaet for at opretholde en konstant koncentration af stoffer opløst i det.
Osmose gennem en semipermeabel membran. Opløsningsmiddelpartikler (blå) er i stand til at krydse membranen, opløste partikler (røde) er ikke.
I dette kapitel beskæftigede vi os med osmose, en af de vigtigste enheder til vandtransport.
2.3. Transpiration som en mekanisme til transport af vand
Studiet af transpiration begyndte i det 18. århundrede, men den videnskabelige tilgang til at forstå dette fænomen begyndte i midten af det 19. århundrede. En af de første forskere af transpiration var G. Mol (1856), som beviste, at størrelsen af stomatal. åbninger bestemmes af vagtcellernes turgor og afhænger af lys, varme og luftfugtighed. Han udførte også eksperimenter, som resulterede i, at han beviste, at tilstedeværelsen af kloroplaster i vagtcellerne syntetiserer osmotiske stoffer og dermed påvirker funktionen af stomata og transpiration.
Forskningsarbejde: vandbevægelse i planter
Andre videnskabsmænd, der studerede transpiration var. Unger (1857), udgivet 1862 flot arbejde om transpiration. S. Schwendener (1883) foreslog, at stomata ikke kun giver fordampning, men også assimilering af CO2. Ideen om beskyttelsescellernes aktive rolle, og ikke de tilstødende epidermale celler, som Deitgeb (1886) mente, var endelig. godkendt af Charles Darwins søn F. Darwin (1898). Effekten af forskellige stråler af spektret på stomataens arbejde blev først undersøgt af Kohl (1895). Han fandt ud af, at røde og blå stråler, det vil sige stråler absorberet af klorofyl, forårsager åbning af stomata. Ud over stomatal transpiration blev cutikulær transpiration også opdaget i 1878 (Haenel). Bestemmelser af mængderne af fordampet vand (Haberlandt, 1877; Haenel, 1879, 1880) viste, at denne værdi varierer afhængigt af selve plantens beskaffenhed og dens vækstbetingelser. Men først ting først.
Transpiration er den proces, hvor planter mister vand i form af damp. Hovedorganet for transpiration er bladet. En analog af transpiration er den fysiske fordampningsproces. Transpiration er en af de de vigtigste faktorer planters vandregime, da fordampning skaber en vis energiimpuls, som forårsager bevægelse af vand i hele planten. I denne henseende bestemmer transpiration plantens vandoptagelseshastighed og forårsager vandmangel i bladene. Også på grund af tabet af vand under transpirationsprocessen øges sugekraften. Dette fører til øget absorption af vand fra karrene af bladceller og bevægelse af vand gennem xylem fra rødderne til bladene. Transpirationsprocessen kan kun udføres, når den nedre endemotor er helt slukket, for at den øvre endemotor kan fungere. Videnskaben kender to typer transpiration: kutikulær og stomatal. Cuticular transpiration er en mekanisme, hvor bladene skal have en enkeltlags epidermis, hvis ydre cellevægge er dækket af neglebånd og voks, der danner en barriere for vandets bevægelse. Hår udvikles ofte på bladenes overflade, hvilket også påvirker bladets vandregime, da de reducerer luftbevægelsens hastighed over dets overflade og spreder lyset og derved reducerer vandtab på grund af transpiration. Transpiration gennem stomata sker med næsten samme hastighed som normalt. Transpiration sparer planter fra overophedning.
Så lad os opsummere. Vi lærte, at transpiration dybest set er en fysisk fordampningsproces, der er kontrolleret fysiske faktorer. Transpiration er dog også en fysiologisk proces, der er påvirket af interne faktorer som bladenes struktur og placering og stomatas adfærd. Transpiration sker normalt i to trin: fordampning af vand fra cellevægge ind i intercellulære rum og diffusion af vanddamp til den ydre atmosfære
2.4. Rodtryk som mekanisme til vandtransport
Rodtryk er en af de mest undersøgte fysiologiske processer. Det blev først beskrevet af den engelske videnskabsmand S. Gels i 1727. Interessen for at studere mekanismerne bag dette fænomen fortsætter med uformindsket styrke. I Rusland var den berømte fysiolog D. A. Sabinin en af de første til at studere eksudation i detaljer. Først betragtede han rodsystemet som et osmotisk apparat, men kom senere til den konklusion, at ekssudation er en kompleks fysiologisk proces, der er tæt forbundet med cellemetabolisme og deres polaritet. I øjeblikket alt større antal plantefysiologer anerkender det osmotiske begreb om ekssudation som utilstrækkeligt til at forklare rodens arbejde. Baseret på talrige eksperimenter har det vist sig, at rodsystemets aktivitet består af to komponenter: osmotisk og metabolisk. Rodtryk er trykket i røddernes ledende kar, som sammen med transpiration sikrer tilførsel af vand til overjordiske organer. Det opstår hovedsageligt som et resultat af en stigning i osmotisk tryk i rodens kar (normalt 1-3 atmosfærer) over det osmotiske tryk i jordopløsningen som et resultat af den aktive frigivelse af mineralske og organiske stoffer til karrene med rod celler. Den omvendte strøm af væske fra karrene forhindres af et lag af endodermale celler med suberiserede (suberin-imprægnerede) membraner. Resultatet af højt rodtryk er planters "gråd" såvel som forårsstrømmen af saft, når man skærer stammerne af birk og ahorn, hvilket er velkendt for indbyggere i Hviderusland, USA, Canada og andre lande. Rodtrykket har også stor betydning for plantens optagelse af vand om foråret før bladene blomstrer og i frøplanter under underjordisk spiring. Dens rolle er stor i restaureringen af afrevne tråde i xylemkar, gennem hvilke en opadgående strøm af vand strømmer (fra rødderne til bladene). Om natten fjerner rodtrykket det vandunderskud, der er opstået i løbet af dagen. Sugeeffekten af transpiration overføres til rødderne i form af hydrodynamisk spænding, som forbinder disse to motorers arbejde.
Eksperiment, der viser rodtryk
3. Konklusion
TILFØJ KOMMENTAR[mulig uden registrering]
Før offentliggørelse gennemgås alle kommentarer af webstedets moderator - spam vil ikke blive offentliggjort
UNDERVISNINGSMINISTERIET FOR REPUBLIKKEN BASHKORTOSTAN
KOMMUNAL BUDGET UDDANNELSESINSTITUTION
UNDERSKOLE nr. 85
ORDZHONIKIDZEVSKY DISTRIKT BY DISTRIKT UFA BY
REPUBLIKKEN BASHKORTOSTAN
Afsnit: " Verden omkring os»
Emne: Vandbevægelse i planter
elev af 2. "B" klasse
Videnskabelig vejleder : Safarova L.M.
lærer primære klasser
Ufa -2013
Indholdsfortegnelse
Introduktion………………………………………………………………………..s.3
Kapitel I. Grundlæggende om vandabsorption…………………………..s. 4-6
1.1 Rodsystemet som organ til vandoptagelse
1.2 Hovedvandstrømsmotorer
KapitelII. Transpiration………………………………….. s.7-9
2.1 Formål med transpiration
KapitelIII. Tilpasning til vandmangel…………………s.10-11
Konklusion……………………………………………………………….s.12
Referencer………………………………………………………………s.13
Indledning
Hvis du ser på et fotografi af vores planet fra rummet, kan du straks se overfloden blå farve på globus. Dette er vand, der fylder tre fjerdedele af jordens overflade.Vand - alle ved, hvor enkelt det er. Men bag denne tilsyneladende enkelhed er egenskaberne af det mest fantastiske og vidunderlige stof på Jorden.
Dette emne er nokrelevant , siden i løbet af de sidste årtier er hastigheden af ændringer relateret til forskellige livsfænomener i hele verdenssamfundet, herunder i forhold til vand, steget.
Formålet med arbejdet: studere vandets bevægelse i planter.
At sætte dette mål afgørrække opgaver:
Indsamling og analyse af litteratur til denne undersøgelse;
Udfør en litteraturanalyse;
Udføre eksperimentelt arbejde.
Studieobjekt : vand
Genstand for forskning : bevægelse af vand i planter
Praktisk værdi arbejdet består i de brede muligheder for at anvende hovedresultaterne af denne undersøgelse i klasseværelset, klasseværelsets timer, fritidsaktiviteter.
Kapitel I. Grundlæggende om vandabsorption
Levende planteceller er 80-90 procent vand. Selv cellerne i tørre frø, hvori livet er suspenderet, indeholder 10 procent vand.Plante bladeDe fordamper konstant vand, især i løbet af dagen. Dette sker, fordi deres overflade er oversået med adskillige mikroskopiske huller - stomata. Desuden er der betydeligt flere af dem på den nederste overflade af arket end på den øvre overflade. I løbet af dagen er stomata åbne, og vanddamp forlader bladet. Om natten lukker de, og fordampningen af vand stopper praktisk talt. Men selv om natten mister planten langsomt vand. Den forlader, uden om stomata, gennem bladets tynde hud.
Vandstrøm giver kommunikation mellem individuelle planteorganer. Næringsstoffer bevæge sig rundt i planten i opløst form. Mætning med vand sikrer styrken af væv og bevarelsen af strukturen af urteagtige planter. Cellevækst opstår hovedsageligt på grund af ophobning af vand i visse dele af det.
Vand sikrer således forekomsten af metaboliske processer. For normal funktion skal cellen være mættet med vand.
Hovedkilden til fugt er vand i jorden, og hovedorganet for vandoptagelse er rodsystemet. Dette organs rolle er først og fremmest, at det takket være dets enorme overflade sikrer vandstrømmen ind i planterne fra den størst mulige mængde jord.
Rodsystemet som organ til vandoptagelse
Planten løser vandproblemet ved hjælp af et veludviklet vandforsyningssystem, som begynder i rødderne, som optager fugt fra jorden, fortsætter i rørene, der forsyner det til alle dele af planten, og ender med fordampning fra kl. bladene i luften. Det virker simpelt. Imidlertid er mekanismen for vandbevægelse faktisk kompleks og endnu ikke fuldt ud forstået.
Væksten af roden og dens forgrening fortsætter gennem hele planteorganismens liv, det vil sige, den er praktisk talt ubegrænset. Bestemmelse af størrelsen af rodsystemer kræver særlige metoder. Det viste sig, at den samlede overflade af rødderne normalt overstiger overfladen af de overjordiske organer med 104-150 gange. Når man dyrkede en enkelt rugplante, fandt man ud af, at dens rødders samlede længde når 600 km, og der dannes 15 milliarder rodhår på dem. Disse data indikerer det enorme potentiale for vækst af rodsystemer. Denne evne manifesteres dog ikke altid. Når planter vokser med en tilstrækkelig stor tæthed, falder størrelsen af rodsystemerne mærkbart.
Rodhår trænger ind i de mindste revner i jorden og absorberer det, når de finder mindst en smule fugt.
Ilt er vigtigt for udviklingen af rodsystemer. Det er manglen på ilt, der forårsager dårlig udvikling af rodsystemer i sumpet jord. Planter tilpasset til at vokse på dårligt ventileret jord har et system af intercellulære rum i rødderne, som sammen med de intercellulære rum i stængler og blade danner et enkelt ventilationssystem.
Hovedmotorer af vandstrøm
Absorptionen af vand af rodsystemet sker på grund af arbejdet i to vandstrømsmotorer: den øvre motor, fordampning (transpiration) og den nederste motor eller rodmotor. Hovedkraften, der forårsager strømmen og bevægelsen af vand i en plante, er fordampningskraften, som resulterer i en gradient af tilstrømning af vandpotentiale. Vandpotentiale er et mål for den energi, som vand bruger til at bevæge sig. Vandpotentiale og sugekraft har samme værdi, men modsat fortegn. Jo mindre mættet med vand dette system, jo lavere er vandpotentialet.
Således er den øvre motor for vandstrømmen i en plante bladenes sugekraft, og dens arbejde har kun ringe forbindelse med rodsystemets vitale aktivitet. Forsøg har nemlig vist, at vand kan trænge ind i skuddene gennem det døde rodsystem, og i dette tilfælde accelereres optagelsen af vand endda.
Kapitel II . Transpiration
Transpiration er defineret som fordampning af vand til atmosfæren fra blade og stængler af levende planter. Planter optager fugt fra jorden gennem deres rødder, og dette vand kan stamme dybt under jorden. Kornplanter har for eksempel rødder op til 2,5 meter lange, og nogle ørkenplanters rødder går ned i jorden til en dybde på 20 meter. Vandet, der pumpes op af jorden af planter, leverer næringsstoffer til plantens blade. Denne pumpning reguleres ved fordampning af vand gennem små porer, som er placeret med bagsiden blade. Planten fordamper vand, når luftfugtigheden i den omgivende luft er lavere end luftfugtigheden i porerne; ellers optager planten vanddamp fra luften. Transpiration er ansvarlig for cirka 10% af al fordampet fugt.
For klart at undersøge denne proces, udførte vi et eksperiment. Til eksperimentet havde vi brug for: hvide blomster, madfarve, vandbeholdere, en kniv, vand.
Ifølge arbejdsplanen:
Fyldte beholdere med vand
Alle blomster fik deres stilke skåret i en vinkel på 45 grader. varmt vand, for større klarhed af eksperimentet blev stilken af en blomst skåret i 2 dele, ikke helt.
Vi placerede en blomst i hver beholder med farvestof, en blomst med en delt stilk blev placeret i 2 beholdere med røde og turkise farvestoffer.
Blomster blev observeret i 24 timer (se tabel 1).
Tabel 1
№ p/p
Datid
Beskrivelse af observationer
1 time
Midten af blomsten viste for det meste en lidt mærkbar farve turkis.
2 timer
Årer på andre farver begyndte at dukke op
klokken 10
Ved første øjekast kan man se, at blomsterne har fået forskellige farver (blå og turkis er de bedste farver).
klokken 18
Venerne er tydeligt synlige. Udtalte pletter vises på spidsen af kronbladene.
24 timer
En blomst med spaltet stilk er halvfarvet, den turkise farve er tydeligt synlig, men den røde farve er meget dårligt synlig
Forklaring af erfaringer:
Vand kommer ind i planten fra jorden gennem rodhår og unge dele af rødder og føres gennem kar gennem hele dens overjordiske del. Med vand i bevægelse føres mineralske stoffer optaget af rødderne gennem planten (i det udførte forsøg kan dette ses fra de farvede kronblade). Blomsterne vi bruger i forsøget er rodløse. Planten mister dog ikke sin evne til at optage vand. Dette er muligt takket være transpirationsprocessen - plantens fordampning af vand. Det vigtigste transpirationsorgan er bladet. Som følge af vandtabet under transpiration øges sugekraften i bladcellerne. Transpiration redder planten fra overophedning. Derudover er fordampning involveret i at skabe en kontinuerlig strøm af vand med opløste mineraler og organiske forbindelser fra rodsystemet til plantens overjordiske organer.
2.1. Formålet med transpiration
I normalt forekommende processer er transpiration ikke nødvendig. Så hvis du dyrker planter under forhold med høj og lav luftfugtighed, så vil transpirationen naturligvis i det første tilfælde være bevidst mindre intens. Plantevæksten vil dog være den samme eller endnu bedre, hvor luftfugtigheden er højere og transpirationen er lavere. Det er kendt, at mest af alt absorberet energi bruges på transpiration, hvilket til en vis grad er nyttigt for planteorganismen.
1. Transpiration redder planten fra overophedning, hvilket truer den direkte sollys. Dette er især vigtigt på grund af det faktum, at overophedning, ødelæggelse af kloroplaster, kraftigt reducerer processen med fotosyntese. Det er takket være deres høje transpirationsevne, at mange planter tåler høje temperaturer godt.
2. Transpiration skaber en kontinuerlig strøm af vand fra rodsystemet til bladene, som forbinder alle plantens organer til en enkelt helhed.
3. Opløselige mineralske og delvist organiske næringsstoffer bevæger sig med transpirationsstrømmen, og jo mere intens transpirationen er, jo hurtigere processen er i gang bevægelse.
Kapitel III . Tilpasning til vandmangel
Vand er en nødvendig betingelse eksistensen af alle levende organismer på jorden. Betydningen af vand i livsprocesser bestemmes af, at det er det primære miljø i cellen, hvor processer udføres og fungerer som det vigtigste initiale, mellemliggende eller endelige produkt af biokemiske reaktioner. Vandets særlige rolle for terrestriske organismer (især planter) er behovet for konstant genopfyldning på grund af tab på grund af fordampning. Derfor gik hele udviklingen af terrestriske organismer i retning af tilpasning til aktiv produktion og økonomisk brug fugtighed. Endelig er vand for mange arter af planter, dyr, svampe og mikroorganismer deres umiddelbare levested.
Luftfugtigheden i habitatet og som en konsekvens heraf vandforsyningen af terrestriske organismer afhænger først og fremmest af mængden af nedbør, dens fordeling efter sæson, tilstedeværelsen af reservoirer, niveauet grundvand, jordfugtighedsreserver mv.
Miljøgrupper planter i forhold til fugt og deres tilpasning til vandregimet. Højere landplanter, der fører en knyttet livsstil, i højere grad end dyr, afhænger af tilførslen af fugt i luften.
Hygrofytter - planter af overdrevent fugtige levesteder med høj luftfugtighed luft og jord. De mest typiske hygrofytter er urteagtige planter våd tropiske skove og lavere lag våde skove i forskellige klimazoner(storsortssort, alm. impatiens, skovsyre osv.), kystnære arter (marsk morgenfrue, grædende græs, cattail, rør, rør), planter af fugtige og våde enge, sumpe (marsk hvidvinge, marsk cinquefoil, trebladet ur , stang), nogle kulturplanter.
Xerophytes er planter af tørre levesteder, der kan tolerere langvarig tørke, mens de forbliver fysiologisk aktive. Disse er planter af ørkener, tørre stepper, savanner, tørre subtroper, klitter og tørre, stærkt opvarmede skråninger. De strukturelle og fysiologiske egenskaber af xerofytter er rettet mod at overvinde en permanent eller midlertidig mangel på fugt i jorden eller luften. Dette problem kan løses på tre måder:
Effektiv udsugning (sugning) af vand
At bruge det økonomisk
Evne til at modstå store vandtab
Gruppen af xerofytter omfatter planter med saftige, kødfulde blade eller stængler, der indeholder højt udviklet akvifervæv. Der er bladsukkulenter (agaver, aloe, unger, sedum) og stængler, hvor bladene er reduceret, og de overjordiske dele er repræsenteret af kødfulde stængler (kaktusser, nogle mælkeplanter osv.).
Rodsystemet er overfladisk, dårligt udviklet, designet til at absorbere vand fra øverste lag jord fugtet af sjældent nedbør. Under tørke kan rødderne dø, men efter regn vokser nye hurtigt (på 2-4 dage).
Mesofytter - indtager en mellemposition mellem hygrofytter og xerofytter. De er almindelige i moderat fugtige områder med moderat varm tilstand og ret god sikkerhed mineralernæring. Mesofytter omfatter planter af enge, urteagtige dækning af skove, løvtræer og buske fra områder med moderat fugtigt klima, såvel som de fleste dyrkede planter og ukrudt. Mesofytter er karakteriseret ved høj økologisk plasticitet, hvilket giver dem mulighed for at tilpasse sig skiftende miljøforhold.
Specifikke måder at regulere vandudvekslingen gjorde det muligt for planter at besætte landområder med en række forskellige miljøforhold. Variationen af tilpasningsmetoder ligger således til grund for fordelingen af planter på Jorden, hvor fugtmangel er et af hovedproblemerne ved økologisk tilpasning.
Konklusion
Ud fra alt det ovenstående kan vi drage en generel konklusion, at når der er mangel på fugt, kan planter tilpasse sig, dvs. dannelsen af et rodsystem, der når fugtige zoner i jorden; begrænsning af vandforbrug til transpiration; opbevaring af vand i plantevæv.
Da vand er det vigtigste integreret del planteorganismer. Vand er det medium, hvori alle metaboliske processer finder sted.
Vandstrøm giver kommunikation mellem individuelle planteorganer. Næringsstoffer bevæger sig gennem hele planten i opløst form. Mætning med vand sikrer vævsstyrke og bevarer strukturen af urteagtige planter.
Vand sikrer således strømmen af metaboliske processer og kroppens forbindelse med miljøet. For normal funktion skal cellen være mættet med vand.
Hovedkilden til fugt er vand i jorden, og hovedorganet for vandoptagelse er rodsystemet. Dette organs rolle ligger primært i det faktum, at det takket være dets enorme overflade sikrer vandstrømmen ind i planterne fra den størst mulige mængde jord.
Great Children's Encyclopedia bind 9 "Planter og dyr" [elektronisk ressource] – Mastermedia LLC 2006 1 elektronisk optisk disk (CD- ROM).
Vand kommer ind i planten fra jorden gennem rodhår og føres gennem kar gennem hele dens overjordiske del. Forskellige stoffer opløses i plantecellernes vakuoler. Partikler af disse stoffer presser på protoplasmaet, hvilket tillader vand at passere godt igennem, men forhindrer partikler opløst i vand i at passere gennem det. Trykket af opløste stoffer på protoplasma kaldes osmotisk tryk. Vand absorberet af opløste stoffer strækker den elastiske cellemembran til en vis grænse. Så snart der er færre opløste stoffer i opløsningen, falder vandindholdet, skallen trækker sig sammen og accepterer mindste størrelse. Osmotisk tryk holder konstant plantevævet i en spændt tilstand, og kun med et stort vandtab, under visnen, stopper denne spænding - turgor - i planten.
Når det osmotiske tryk balanceres af den strakte membran, kan vand ikke komme ind i cellen. Men så snart cellen mister noget af vandet, trækker membranen sig sammen, cellesaften i cellen bliver mere koncentreret, og vand begynder at strømme ind i cellen, indtil membranen strækker sig igen og afbalancerer det osmotiske tryk. Hvordan mere vand mistede planten, jo kraftigere trænger vand ind i cellerne. Osmotisk tryk ind planteceller ret høj, og måles som tryk i dampkedler, atmosfærer. Den kraft, som en plante optager vand med - sugekraft - kommer også til udtryk i atmosfærer. Planters sugekraft når ofte 15 atmosfærer og højere.
Planten fordamper løbende vand gennem stomata i bladene. Stomata kan åbne og lukke og danne enten et bredt eller smalt mellemrum. I lyset åbner stomata sig, men i mørke og når der er for meget vandtab lukker de sig. Afhængigt af dette sker fordampningen af vand enten intenst eller næsten helt stopper.
Hvis du skærer planten ved roden, begynder der at sive saft fra hampen. Dette viser, at roden selv pumper vand ind i stilken. Følgelig afhænger tilførslen af vand til planten ikke kun af fordampningen af vand gennem bladene, men også af rodtrykket. Det destillerer vand fra levende rodceller ind i de hule rør i døde kar. Da der ikke er nogen levende protoplasma i cellerne i disse kar, bevæger vand sig frit gennem dem til bladene, hvor det fordamper gennem stomata.
Fordampning er meget vigtig for planten. Med vand i bevægelse føres mineraler optaget af rødderne rundt i planten.
Fordampning reducerer plantens kropstemperatur og beskytter den derved mod overophedning. Planten optager kun 2-3 dele af det vand, den optager fra jorden, de resterende 997 - 998 dele fordamper til atmosfæren. For at danne et gram tørstof fordamper en plante i vores klima fra 300 g til et kilo vand.
Vand, der kommer ind i rodcellerne, under påvirkning af forskellen i vandpotentialer, der opstår på grund af transpiration og rodtryk, bevæger sig til xylemets ledende elementer. Ifølge moderne koncepter bevæger vand i rodsystemet sig ikke kun gennem levende celler. Tilbage i 1932 Den tyske fysiolog Munch udviklede ideen om eksistensen i rodsystemet af to relativt uafhængige volumener, gennem hvilke vand bevæger sig - apoplasten og symplasten.
Apoplasten er rodens frie rum, som omfatter intercellulære rum, cellemembraner og xylemkar. Symplast er en samling af protoplaster af alle celler, afgrænset af en semipermeabel membran. Takket være de talrige plasmodesmata, der forbinder protoplasten af individuelle celler, repræsenterer symplasten et enkelt system. Apoplasten er ikke kontinuerlig, men er opdelt i to bind. Den første del af apoplasten er placeret i rodcortex før endodermale celler, den anden er på den anden side af endodermale celler og omfatter xylemkar. Endodermceller takket være bælter. Casparis repræsenterer så at sige en barriere for vandets bevægelse gennem det frie rum (intercellulære rum og cellemembraner). Vandets bevægelse langs rodbarken sker hovedsageligt langs apoplasten, hvor den møder mindre modstand, og kun delvist langs symplasten.
Men for at komme ind i xylemkarrene skal vand passere gennem den semipermeable membran af endodermale celler. Vi har altså at gøre med noget i retning af et osmometer, hvor en semipermeabel membran er placeret i endodermale celler. Vand strømmer gennem denne membran mod et lavere (mere negativt) vandpotentiale. Dernæst kommer vand ind i xylemkarrene. Som allerede nævnt er der forskellige meninger om spørgsmålet om årsagerne til udskillelsen af vand i xylemkar. Ifølge Crafts' hypotese er dette en konsekvens af frigivelsen af salte til xylemkar, hvorved der skabes en øget koncentration der, og vandpotentialet bliver mere negativt. Det antages, at saltindtaget som følge af aktivt (med energiforbrug) ophobes i rodcellerne. Respirationshastigheden i cellerne omkring xylemkarrene (pericycle) er dog meget lav, og de tilbageholder ikke salte, som derved desorberes i karrene. Yderligere bevægelse af vand sker gennem det vaskulære system af rod, stilk og blad. De ledende elementer af xylem består af kar og trakeider.
Forsøg med ringmærkning har vist, at den opadgående strøm af vand gennem planten hovedsageligt bevæger sig langs xylem. I de ledende elementer af xylem møder vand ringe modstand, hvilket naturligvis letter vandets bevægelse over lange afstande. Sandt nok bevæger en vis mængde vand udenfor vaskulært system. Sammenlignet med xylem er modstanden mod vandbevægelse af andre væv meget større (med mindst tre størrelsesordener). Dette resulterer i, at kun 1 til 10 % af den samlede vandstrøm bevæger sig uden for xylemen. Fra stilkens kar kommer vand ind i bladets kar. Vand bevæger sig fra stilken gennem bladstilken eller bladskeden og ind i bladet. I bladbladet er vandledende kar placeret i venerne. Årerne forgrener sig gradvist og bliver mindre. Jo tættere netværket af vener er, jo mindre modstand støder vand på, når det bevæger sig til bladets mesofylceller. Det er grunden til, at tætheden af bladvenation betragtes som et af de vigtigste tegn på en xeromorf struktur - særpræg tørkebestandige planter.
Nogle gange er der så mange små grene af bladårer, at de leverer vand til næsten hver celle. Alt vand i cellen er i ligevægtstilstand. Med andre ord, hvad angår vandmætning, er der en ligevægt mellem vakuolen, cytoplasmaet og cellemembranen, deres vandpotentialer er lige store. I denne henseende, så snart transpirationsprocessen forårsager umættethed af cellevæggene i parenkymceller med vand, overføres den straks til cellen, hvis vandpotentiale falder. Vand bevæger sig fra celle til celle på grund af vandpotentialgradienten. Tilsyneladende sker bevægelsen af vand fra celle til celle i bladparenkymet ikke langs symplasten, men hovedsageligt langs cellevæggene, hvor modstanden er meget mindre.
Vand bevæger sig gennem kar på grund af gradienten af vandpotentiale skabt på grund af transpiration, gradienten fri energi(fra et system med større energifrihed til et system med mindre). Du kan give en omtrentlig fordeling af vandpotentialer, som forårsager vandets bevægelse: jordens vandpotentiale (0,5 bar), rod (2 bar), stængel (5 bar), blade (15 bar), luft kl. relativ luftfugtighed 50 % (1000 bar).
Ingen sugepumpe kan dog løfte vand til en højde på mere end 10m. I mellemtiden er der træer, hvor vandet stiger til en højde på mere end 100m. En forklaring på dette gives af koblingsteorien fremsat af den russiske videnskabsmand E. F. Votchal og den engelske fysiolog E. Dixon. Overvej for en bedre forståelse næste oplevelse. Et rør fyldt med vand lægges i en kop kviksølv, som ender i en tragt lavet af porøst porcelæn. Hele systemet er fri for luftbobler. Når vandet fordamper, stiger kviksølvet gennem røret. Samtidig overstiger højden af kviksølvstigningen 760 mm. Dette forklares ved tilstedeværelsen af adhæsionskræfter mellem vand- og kviksølvmolekyler, som fuldt ud manifesteres i fravær af luft. En lignende situation, kun endnu mere udtalt, forekommer i planters kar.
Alt vandet i anlægget repræsenterer et enkelt sammenkoblet system. Da der er adhæsionskræfter (kohæsion) mellem vandmolekyler, stiger vandet til en højde væsentligt større end 10 m. Beregninger har vist, at på grund af tilstedeværelsen af affinitet mellem vandmolekyler, når adhæsionskræfterne en værdi på 30 bar. Dette er en sådan kraft, der giver dig mulighed for at hæve vand til en højde på 120 m uden at bryde vandtrådene, hvilket er cirka den maksimale højde af træer. 120m, uden at bryde vandtrådene, hvilket er cirka træernes maksimale højde. Kohæsionskræfter eksisterer også mellem vand og karvæggene (adhæsion). Væggene af de ledende xylem-elementer er elastiske. På grund af disse to omstændigheder, selv med mangel på vand, er forbindelsen mellem vandmolekyler og væggene i blodkar ikke brudt.