Motorët kryesorë të rrymës së ujit
Thithja e ujit nga sistemi rrënjor ndodh për shkak të funksionimit të dy motorëve fundorë të rrymës së ujit: sipërme motori fundor, ose forca e thithjes së avullimit (transpirimi) dhe motori i skajit të poshtëm, ose motori rrënjë. Forca kryesore që shkakton rrjedhën dhe lëvizjen e ujit në një bimë është forca thithëse e transpirimit, e cila rezulton në një gradient të potencialit ujor. Potenciali ujor është një masë e energjisë së përdorur nga uji për të lëvizur. Potenciali i ujit dhe forca thithëse janë të barabarta në vlerë absolute, por të kundërta në shenjë. Sa më pak ngopje me ujë të një sistemi të caktuar, aq më pak (më negativ) është potenciali i tij ujor. Kur një bimë humbet ujin gjatë procesit të transpirimit, qelizat e gjetheve bëhen të pangopura me ujë, dhe si rezultat, lind forca thithëse (potenciali i ujit bie). pranimi uji po vjen drejt forcës më të madhe thithëse, ose më pak potencial ujor.
Kështu, motori i sipërm terminal i rrjedhës së ujit në një bimë është forca thithëse e transpirimit të gjetheve dhe puna e tij ka pak lidhje me aktivitetin jetësor të sistemit rrënjor. Në të vërtetë, eksperimentet kanë treguar se uji mund të hyjë në lastarë përmes sistemit rrënjor të vdekur, dhe në këtë rast përthithja e ujit madje përshpejtohet.
Përveç motorit të skajit të sipërm të rrymës së ujit, ekziston një motor i skajit të poshtëm në bimë. Kjo vërtetohet mirë nga shembulli i fenomeneve të tilla si Gutation.
Gjethet e bimëve, qelizat e të cilave janë të ngopura me ujë, në kushte të lagështisë së lartë të ajrit, e cila parandalon avullimin, sekretojnë ujë të lëngshëm pikëzash me një sasi të vogël të substancave të tretura - guttimin. Lëngu lirohet përmes stomatave të posaçme ujore - hidratuesve. Lëngu i lëshuar është guta. Kështu, procesi i guttimit është rezultat i një rrjedhjeje të njëanshme të ujit që ndodh në mungesë të transpirimit, dhe për këtë arsye shkaktohet nga ndonjë shkak tjetër.
I njëjti përfundim mund të arrihet kur merret parasysh fenomeni qaj bimët. Nëse preni filizat e një bime dhe lidhni një tub qelqi në skajin e prerë, lëngu do të rritet përmes tij. Analiza tregon se ky është ujë me substanca të tretura - lëng. Në disa raste, veçanërisht në periudha e pranverës, e qara vërehet edhe gjatë prerjes së degëve të bimëve. Përcaktimet kanë treguar se vëllimi i lëngut (lëngut) të çliruar është shumë herë më i madh se vëllimi i sistemit rrënjor. Kështu, e qara nuk është thjesht rrjedhje e lëngut si pasojë e një prerjeje. Të gjitha sa më sipër çojnë në përfundimin se e qara, ashtu si guttimi, shoqërohet me praninë e një rrjedhjeje të njëanshme të ujit nëpër sistemet rrënjësore, pavarësisht nga transpirimi. Forca që shkakton një rrjedhje të njëanshme të ujit nëpër enët me substanca të tretura, pavarësisht nga procesi i transpirimit, quhet presion rrënjë. Prania e presionit të rrënjës na lejon të flasim për motorin e fundit të rrymës së ujit. Presioni i rrënjës mund të matet duke vendosur një matës presioni në fundin e mbetur pas prerjes së pjesëve mbitokësore të bimës, ose duke vendosur sistemin rrënjor në një seri tretësish me përqendrime të ndryshme dhe duke zgjedhur atë që ndalon së qari. Doli që presioni i rrënjës është afërsisht 0,1 - 0,15 MPa (D.A. Sabinin). Përcaktimet e kryera nga studiuesit sovjetikë L.V. Mozhaeva dhe V.N. Kjo na lejoi të shprehim mendimin se e qara mund të shkojë kundër gradientit të përqendrimit. Është treguar gjithashtu se e qara ndodh vetëm në kushte në të cilat të gjitha proceset e jetës së qelizave ndodhin normalisht. Jo vetëm vrasja e qelizave rrënjësore, por edhe një rënie në intensitetin e aktivitetit të tyre jetësor, kryesisht intensiteti i frymëmarrjes, ndalon së qari. Në mungesë të oksigjenit, nën ndikimin e helmeve të frymëmarrjes dhe kur temperatura bie, e qara pushon. Të gjitha sa më sipër e lejuan D.A Sabinin të jepte përkufizimin e mëposhtëm: bimë që qajnë- Kjo është një rrjedhë e njëanshme e ujit dhe lëndëve ushqyese gjatë gjithë jetës, në varësi të përpunimit aerobik të asimilimeve. D.A. Sabinin propozoi një diagram që shpjegon mekanizmin e rrjedhës së ujit në një drejtim në rrënjë. Sipas kësaj hipoteze, qelizat rrënjë polarizohen në një drejtim të caktuar. Kjo manifestohet në faktin se në ndarje të ndryshme të së njëjtës qelizë proceset metabolike janë të ndryshme. Në një pjesë të qelizës, ka procese të intensifikuara të zbërthimit, veçanërisht të niseshtës në sheqerna, si rezultat i të cilave rritet përqendrimi i lëngut qelizor. Në skajin e kundërt të qelizës, mbizotërojnë proceset e sintezës, për shkak të të cilave përqendrimi i substancave të tretura në këtë pjesë të qelizës zvogëlohet. Duhet të kihet parasysh se të gjithë këta mekanizma do të funksionojnë vetëm nëse ka një sasi të mjaftueshme uji në mjedis dhe metabolizmi nuk është i dëmtuar.
Sipas një hipoteze tjetër, varësia e të qarit të bimës nga intensiteti i frymëmarrjes është indirekte. Energjia e frymëmarrjes përdoret për furnizimin e joneve në qelizat e korteksit, nga ku ato desorbohen në enët e ksilemës. Si rezultat, përqendrimi i kripërave në enët e ksilemës rritet, gjë që shkakton rrjedhjen e ujit.
Lëvizja e ujit nëpër bimë
Uji i përthithur nga qelizat rrënjësore, nën ndikimin e ndryshimit të potencialeve ujore që lindin për shkak të transpirimit, si dhe forcës së presionit të rrënjës, lëviz në rrugët e ksilemës. Sipas koncepteve moderne, uji në sistemin rrënjë lëviz jo vetëm përmes qelizave të gjalla. Në vitin 1932, fiziologu gjerman Munch zhvilloi idenë e ekzistencës në sistemin rrënjor të dy vëllimeve relativisht të pavarura përmes të cilave lëviz uji - apoplasti dhe simplasti. Apoplast - Kjo është hapësira e lirë e rrënjës, e cila përfshin hapësira ndërqelizore, membranat qelizore dhe enët e ksilemës. Simplast - ky është një koleksion i protoplasteve të të gjitha qelizave, të kufizuara nga një membranë gjysmë e përshkueshme. Falë plazmodesmatave të shumta që lidhin protoplastin e qelizave individuale, simplasti përfaqëson një sistem të vetëm. Apoplasti me sa duket nuk është i vazhdueshëm, por është i ndarë në dy vëllime. Pjesa e parë e apoplastit ndodhet në korteksin e rrënjës përpara qelizave endodermale, e dyta është në anën tjetër të qelizave endodermale dhe përfshin enë ksilemike. Qelizat endoderme, falë rripave kaspariane, përfaqësojnë një pengesë për lëvizjen e ujit përmes hapësirë të lirë(hapësirat ndërqelizore dhe membranat qelizore). Për të hyrë në enët e ksilemës, uji duhet të kalojë përmes një membrane gjysmë të përshkueshme dhe kryesisht përmes apoplastit dhe vetëm pjesërisht përmes simplastit. Megjithatë, në qelizat endodermale, lëvizja e ujit me sa duket ndodh përgjatë simplastit. Më pas, uji hyn në enët e ksilemës. Pastaj lëvizja e ujit ndodh përmes sistemit vaskular të rrënjës, kërcellit dhe gjethes.
Nga enët e kërcellit, uji lëviz nëpër gjethe ose mbështjellës të gjethes në gjethe. Në tehun e gjethes, enët përçuese të ujit janë të vendosura në vena. Venat gradualisht degëzohen dhe bëhen më të vogla. Sa më i dendur të jetë rrjeti i venave, aq më pak rezistencë has uji kur lëviz në qelizat mezofile të gjethes. Ndonjëherë ka aq shumë degë të vogla të venave të gjetheve, saqë ato furnizojnë me ujë pothuajse çdo qelizë. I gjithë uji në qelizë është në një gjendje ekuilibri. Me fjalë të tjera, në kuptimin e ngopjes me ujë, ekziston një ekuilibër midis vakuolës, citoplazmës dhe membranës qelizore, potencialet e tyre ujore janë të barabarta. Uji lëviz nga qeliza në qelizë për shkak të një gradienti të forcës thithëse.
I gjithë uji në impiant përfaqëson një sistem të vetëm të ndërlidhur. Meqenëse ndërmjet molekulave të ujit ka forcat e ngjitjes(kohezioni), uji ngrihet në një lartësi dukshëm më të madhe se 10 m Forca e ngjitjes rritet, pasi molekulat e ujit kanë një afinitet më të madh për njëra-tjetrën. Forcat kohezive ekzistojnë gjithashtu midis ujit dhe mureve të enëve.
Shkalla e tensionit të fijeve të ujit në enët varet nga raporti i proceseve të përthithjes dhe avullimit të ujit. E gjithë kjo i lejon organizmit bimor të mbajë një sistem të vetëm ujor dhe jo domosdoshmërisht të plotësojë çdo pikë uji të avulluar.
Në rast se ajri hyn në segmente individuale të enëve, ato me sa duket fiken nga rryma e përgjithshme e përcjelljes së ujit. Kjo është rruga e lëvizjes së ujit nëpër bimë (Fig. 1).
Oriz. 1. Rruga e ujit në bimë.
Shpejtësia me të cilën uji lëviz nëpër bimë ndryshon gjatë gjithë ditës. Gjatë ditës është shumë më i madh. Në të njëjtën kohë lloje të ndryshme bimët ndryshojnë në shpejtësinë e lëvizjes së ujit. Ndryshimet e temperaturës dhe futja e frenuesve metabolikë nuk ndikojnë në lëvizjen e ujit. Në të njëjtën kohë, ky proces, siç mund të pritej, varet shumë nga shpejtësia e transpirimit dhe nga diametri i enëve që përcjellin ujin. Në enët më të gjera, uji has më pak rezistencë. Megjithatë, duhet të kihet parasysh se flluskat e ajrit mund të futen në enët më të gjera ose mund të ndodhin ndonjë shqetësim tjetër në rrjedhën e ujit.
Video: Lëvizja e ujit dhe lëndë organike përgjatë kërcellit.
Thithja e ujit nga sistemi rrënjor ndodh për shkak të funksionimit të dy motorëve fundorë të rrymës së ujit: sipërme një motor terminal (transpirimi) dhe një motor terminali më i ulët, ose motor rrënjë. Forca kryesore që shkakton rrjedhën dhe lëvizjen e ujit në një bimë është forca thithëse e transpirimit, e cila rezulton në një gradient të potencialit ujor. Potenciali ujor është një masë e energjisë së përdorur nga uji për të lëvizur. Potenciali i ujit dhe forca thithëse janë të barabarta në vlerë absolute, por të kundërta në shenjë. Sa më pak ngopje me ujë të një sistemi të caktuar, aq më pak (më negativ) është potenciali i tij ujor. Kur një bimë humbet ujin gjatë procesit të transpirimit, qelizat e gjetheve bëhen të pangopura me ujë, dhe si rezultat, lind forca thithëse (potenciali i ujit bie). rrjedha e ujit shkon në drejtim të forcës thithëse më të madhe, ose më pak potencial ujor.
Kështu, motori i sipërm terminal i rrjedhës së ujit në një bimë është forca thithëse e transpirimit të gjetheve dhe puna e tij ka pak lidhje me aktivitetin jetësor të sistemit rrënjor.
Përveç motorit të skajit të sipërm të rrymës së ujit, ekziston një motor i skajit të poshtëm në bimë. Kjo vërtetohet mirë nga shembulli i fenomeneve të tilla si Gutation. Gjethet e bimëve, qelizat e të cilave janë të ngopura me ujë, në kushte të lagështisë së lartë të ajrit, e cila parandalon avullimin, sekretojnë ujë të lëngshëm pikëzash me një sasi të vogël të substancave të tretura - guttimin. Lëngu lirohet përmes stomatave të posaçme ujore - hidratuesve. Lëngu i lëshuar është guta. Kështu, procesi i guttimit është rezultat i një rrjedhjeje të njëanshme të ujit që ndodh në mungesë të transpirimit dhe, për rrjedhojë, shkaktohet nga ndonjë arsye tjetër qaj bimët Nëse prisni fidanet e një bime dhe lidhni një tub qelqi në skajin e prerë, lëngu do të ngrihet përmes tij. Analiza tregon se ky është ujë me substanca të tretura - lëng. Të gjitha sa më sipër çojnë në përfundimin se e qara, ashtu si guttimi, shoqërohet me praninë e një rrjedhjeje të njëanshme të ujit nëpër sistemet rrënjësore, pavarësisht nga transpirimi. Forca që shkakton një rrjedhje të njëanshme të ujit nëpër enët me substanca të tretura, pavarësisht nga procesi i transpirimit, quhet presioni i rrënjës. Prania e presionit të rrënjës na lejon të flasim për motorin e fundit të rrymës së ujit. Lëvizja e ujit nëpër bimë Uji i përthithur nga qelizat rrënjësore, nën ndikimin e ndryshimit të potencialeve ujore që lindin për shkak të transpirimit, si dhe forcës së presionit të rrënjës, lëviz në rrugët e ksilemës. Në vitin 1932, fiziologu gjerman Munch zhvilloi idenë e ekzistencës në sistemin rrënjor të dy vëllimeve relativisht të pavarura nëpër të cilat lëviz uji - apoplasti dhe simplasti. Apoplast - Kjo është hapësira e lirë e rrënjës, e cila përfshin hapësira ndërqelizore, membranat qelizore dhe enët e ksilemës. Simplast - ky është një koleksion i protoplasteve të të gjitha qelizave, të kufizuara nga një membranë gjysmë e përshkueshme. Falë plazmodesmatave të shumta që lidhin protoplastin e qelizave individuale, simplasti përfaqëson një sistem të vetëm. Apoplasti me sa duket nuk është i vazhdueshëm, por është i ndarë në dy vëllime. Pjesa e parë e apoplastit ndodhet në korteksin e rrënjës përpara qelizave endodermale, e dyta është në anën tjetër të qelizave endodermale dhe përfshin enë ksilemike. Qelizat e endodermës, falë rripave kaspariane, veprojnë si pengesë për lëvizjen e ujit nëpër hapësirën e lirë. Për të hyrë në enët e ksilemës, uji duhet të kalojë përmes një membrane gjysmë të përshkueshme dhe kryesisht përmes apoplastit dhe vetëm pjesërisht përmes simplastit. Megjithatë, në qelizat endodermale, lëvizja e ujit me sa duket ndodh përgjatë simplastit. Më pas, uji hyn në enët e ksilemës. Pastaj lëvizja e ujit ndodh përmes sistemit vaskular të rrënjës, kërcellit dhe gjethes. Nga enët e kërcellit, uji lëviz nëpër gjethe ose mbështjellës të gjethes në gjethe. Në tehun e gjethes, enët përçuese të ujit janë të vendosura në vena. Venat gradualisht degëzohen dhe bëhen më të vogla. Sa më i dendur të jetë rrjeti i venave, aq më pak rezistencë has uji kur lëviz në qelizat mezofile të gjethes. I gjithë uji në qelizë është në një gjendje ekuilibri. Uji lëviz nga qeliza në qelizë për shkak të një gradienti të forcës thithëse.
Uji lëviz në një bimë përgjatë një gradienti të potencialit ujor. Uji i përthithur nga qimet e rrënjës dhe qelizat e tjera epidermale lëviz nga qelizat e pjesës së jashtme të rrënjës në ksilemën, e cila zë pjesën qendrore të rrënjës (Fig. 6.8). Rruga kryesore e difuzionit të ujit në pjesën e jashtme të rrënjës është apoplasti, një koleksion i vazhdueshëm i mureve qelizore. Sidoqoftë, në endodermë (një shtresë cilindrike qelizash që rrethojnë indin përcjellës), difuzioni i lirë përgjatë mureve të qelizave ndeshet me një pengesë - shtresën e papërshkueshme nga uji të tapës së brezit kasparian. Uji këtu duhet të ndryshojë rrugën e tij dhe të kalojë përmes membranës dhe protoplastit të qelizave endodermale, duke luajtur kështu rolin e një pengese osmotike midis korteksit të rrënjës dhe cilindrit të tij qendror. Në monocots, muret e brendshme tangjenciale të qelizave gjithashtu mbulohen me tapë, por këto mure depërtohen nga poret nëpër të cilat, si kanale, mund të kalojë uji.
Oriz. 6.7. Rrënja e filizit të mustardës. Dalje të shumta të holla - qime rrënjë
Uji ngrihet përmes ksilemës në pjesët mbitokësore të bimës. Xylem përbëhet nga disa lloje qelizash. Uji lëviz në të kryesisht përmes enëve dhe trakeideve (Fig. 2.6 dhe 6.9). Të dyja qelizat janë përshtatur në mënyrë të përkryer për këtë qëllim: ato janë të zgjatura, pa përmbajtje të gjallë dhe të zbrazëta brenda, domethënë janë si tuba për ujë. Muret e qelizave dytësore të linjifikuara janë mjaft elastike për të përballuar ndryshimet e mëdha të presionit të krijuara kur uji ngrihet në majë pemë të larta. Fundi, dhe ndonjëherë muret anësore segmentet e anijes janë të shpuara; enët e përbëra nga segmente të lidhura skaj më skaj formojnë tuba të gjatë nëpër të cilët kalon lehtësisht uji me minerale të tretura në të. Nuk ka vrima në trakeide dhe uji, për të kaluar nga një trakeid në tjetrin, duhet të kalojë nëpër muret e tyre fundore; megjithatë, trakeidet janë qeliza shumë të gjata, dhe për këtë arsye kjo strukturë është mjaft mirë e përshtatur për përcjelljen e ujit. Bimët e lulëzuara kanë si enë ashtu edhe trakeide; Format më primitive, si rregull, nuk kanë enë.
Oriz. 6.8. Rrjedhja e ujit nga toka në rrënjë. Uji mund të lëvizë përmes apoplastit dhe simplastit derisa të arrijë në endodermë. Lëvizja e mëtejshme përgjatë apoplastit rezulton të jetë e pamundur; këtu kjo rrugë është e bllokuar nga një pengesë - brezi Kasparian. Pjesa e poshtme e figurës tregon me zmadhim të lartë rripin kasparian - një pengesë e papërshkueshme nga uji që detyron ujin të largohet nga apoplasti dhe të vërshojë nëpër membranat e qelizave endodermale në simplast.
Venat e gjetheve, të përbëra nga fije ksileme dhe floeme, formojnë një rrjet aq të dendur në gjethe, saqë çdo qelizë e saj është mjaft afër burimit të ujit (Fig. 3.9). Nga ksilema, uji shpërndahet në muret e qelizave mezofile. Kështu, uji në fazën e lëngshme mbush të gjithë rrugën nga toka - përmes rrënjës dhe kërcellit - deri te qelizat mezofile në gjethe. Rrjedha totale e ujit drejtohet gjithmonë drejt potencialit më të ulët ujor, d.m.th., ψ është maksimal në tokë, pak më i ulët në qelizat rrënjësore dhe më i ulëti në qelizat ngjitur me epidermën e gjethes. Vlera e vogël e ψ në këto qeliza të fundit shpjegohet kryesisht nga avullimi i ujit nga sipërfaqja e gjethes, d.m.th., transpirimi (që është tema e seksionit vijues). Tabela 6.2 jep një ide për gradientët që përcaktojnë lëvizjen e ujit në një bimë nga hyrja e tij nga toka deri në avullimin në atmosferë.
Oriz. 6.9. A. Prerje tërthore bisht i gjetheve të ricinit (Ricinus communis). Elementet e ksilemës përçuese me trashje spirale janë të dukshme. Falë kësaj strukture, tubi mund të shtrihet ndërsa bisht i gjethes rritet. (Diametri i tubit më të madh është afërsisht 15 µm.) B. Seksioni gjatësor i kërcellit Ricinus që tregon enën e ksilemës dhe muret fundore të shpuara të dy segmenteve të enës në kryqëzimin e tyre. Poret e kufizuara eliptike dhe të rrumbullakosura me një film mbyllës janë të dukshme, por pa një torus pore të tilla janë tipike për dykotiledonët. (Diametri i anijes është afërsisht 21 mikron.) (Me mirësjellje të Milburn J. A., Universiteti i Glasgow; fotografi të marra duke përdorur një mikroskop elektronik skanues.)
Tabela 6.2 Vlerat e përafërta të potencialit ujor (ψ) dhe diferencës së potencialit ujor (Δψ) për një sistem hipotetik tokë-bimë-ajër. [Kushtet e supozuara - në mënyrë krahasuese pemë e vogël, tokë e lagur mirë, lagështia relative e ajrit rreth 50% në 22 °C (ψ = -1000 bar)1)]
Uji kalon nga bima në ajrin përreth kryesisht në gjendje avulli. Në mezofilin e një gjetheje ka hapësira të gjera ndërqelizore dhe secila qelizë mezofile kufizohet në një hapësirë të tillë ndërqelizore në të paktën njërën anë. Për shkak të avullimit të ujit nga muret e lagështa qelizore, ajri në hapësirat ndërqelizore është i ngopur me avull uji dhe një pjesë e këtij avulli humbet - del jashtë. Meqenëse në shumicën e bimëve qelizat epidermale janë të mbuluara me një kutikula dylli, të papërshkueshme nga uji, avulli i ujit del nga gjethja në atmosferë kryesisht përmes stomatave (Fig. 6.10).
Oriz. 6.10. Një seksion kryq i një gjetheje që tregon një stomatë të hapur (U) me një zgavër ajri nënstomatal (VP). Ju lutemi vini re se hapësira të mëdha ndërqelizore të mbushura me ajër depërtojnë në të gjithë trashësinë e gjethes
Lëvizja e ujit në bimë
Burimi kryesor i lagështisë është uji që gjendet në tokë, dhe organi kryesor i thithjes së ujit në bimë - sistemi rrënjor. Roli i këtij organi, para së gjithash, është që, falë sipërfaqes së madhe, siguron rrjedhjen e ujit në bimë nga një vëllim më i madh dheu.
Sistemi rrënjor i formuar është një organ kompleks me një strukturë të jashtme dhe të brendshme të diferencuar mirë. Sistemi rrënjësor ka një zonë thithëse ose thithëse - kjo është zona e qimeve të rrënjës. Pasi ka hyrë në qelizën e flokëve rrënjë, uji bëhet pjesë e sistemit të gjallë - qelizës bimore - dhe u bindet ligjeve që veprojnë në qelizën e gjallë.
Lëvizja nëpër një fabrikë përcaktohet nga dy shtytësit kryesorë të rrjedhës së ujit në fabrikë: shtytësi i poshtëm i rrjedhës së ujit ose presioni i rrënjës, shtytësi i sipërm i rrjedhës së ujit ose veprimi i thithjes së atmosferës.
Forca kryesore që shkakton rrjedhjen dhe lëvizjen e ujit në një bimë është procesi i transpirimit, i cili rezulton në një gradient të potencialit ujor. Gradienti i potencialit ujor midis qelizës dhe hapësirës përreth krijon forca lëvizëse rrjedhja e ujit nëpër membranë. Nëse mjedisi që rrethon qelizën është hipertonik, më i përqendruar se sa lëngu i qelizës, tretësirat, atëherë uji do të fillojë të rrjedhë nga qeliza. Kjo do të çojë në humbjen e turgorit nga qeliza, ndarjen e plazmalemës nga muri qelizor dhe ndarjen e protoplastit - fenomeni i plazmolizës.
Mekanizmi që siguron që uji të ngrihet përmes bimës për shkak të presionit të rrënjës quhet motori i fundit i rrjedhës së ujit.
Presioni i rrënjës krijohet kur uji kalon nga korteksi i rrënjës në sistemin vaskular të rrënjës kur uji kalon nëpër qelizat kaluese të periciklit, nga i cili uji nën presion injektohet në enët e ksilemës. Dëshmi për këtë është fenomeni i zorrëve dhe "bimëve që qajnë".
Uji i përthithur nga qimet e rrënjës dhe qelizat e tjera të epidermës lëviz nga qelizat e pjesës së jashtme të rrënjës në ksilemën, e cila zë pjesën qendrore të rrënjës. Rruga kryesore e difuzionit të ujit në pjesën e jashtme të rrënjës është apolasti, një koleksion i vazhdueshëm i mureve qelizore. Sidoqoftë, në endodermë (një shtresë cilindrike qelizash që rrethojnë indin përcjellës), difuzioni i lirë përgjatë mureve të qelizave ndeshet me një pengesë - shtresën e papërshkueshme nga uji të tapës së brezit kasparian. Uji këtu duhet të ndryshojë rrugën e tij dhe të kalojë përmes membranës dhe protoplastit të qelizave endodermale, e cila luan kështu rolin e një pengese osmotike midis korteksit të rrënjës dhe cilindrit të saj qendror. Në monocots, muret e brendshme tangjenciale të qelizave gjithashtu mbulohen me tapë, por këto mure depërtohen nga poret nëpër të cilat, si kanale, mund të kalojë uji.
Uji ngrihet përmes ksilemës në pjesët mbitokësore të bimës. Xylem përbëhet nga disa lloje qelizash. Uji lëviz në të kryesisht përmes enëve dhe trakeideve. Të dyja qelizat janë përshtatur në mënyrë të përkryer për këtë qëllim: ato janë të zgjatura, pa përmbajtje të gjallë dhe të zbrazëta brenda, domethënë janë si tuba për ujë. Muret e qelizave dytësore të linjifikuara janë mjaft tërheqëse për të përballuar ndryshimet e mëdha të presionit të krijuara kur uji ngrihet në majat e pemëve të larta. Muret fundore dhe nganjëherë anësore të segmenteve të enëve janë të shpuara; enët e përbëra nga segmente të lidhura skaj më skaj formojnë tuba të gjatë nëpër të cilët kalon lehtësisht uji me minerale të tretura në të. Nuk ka perforime në trakeide dhe uji, për të kaluar nga një trakeid në tjetrin, duhet të kalojë nëpër muret e tyre fundore; megjithatë, trakeidet janë qeliza shumë të gjata, dhe për këtë arsye kjo strukturë është mjaft mirë e përshtatur për përcjelljen e ujit.
Bimët e lulëzuara kanë si enë ashtu edhe trakeide; Format më primitive, si rregull, nuk kanë enë.
Venat e gjetheve, të përbëra nga fije ksileme dhe floeme, formojnë një rrjet kaq të dendur në gjethe, saqë çdo qelizë e saj është mjaft afër një burimi uji. Nga ksilema, uji shpërndahet në muret e qelizave mezofile. Kështu, uji në fazën e lëngshme mbush të gjithë rrugën nga toka - përmes rrënjës dhe kërcellit - deri te qelizat mezofile në gjethe.
E re në blog
Rrjedha totale e ujit drejtohet gjithmonë drejt potencialit më të ulët ujor, pra është maksimale në tokë, pak më e ulët në qelizat rrënjësore dhe më e ulëta në qelizat ngjitur me epidermën e gjethes. Vlera e vogël e treguesit në këto qeliza të fundit shpjegohet kryesisht me avullimin e ujit nga sipërfaqja e gjethes.
Uji kalon nga bima në ajrin përreth kryesisht në gjendje avulli. Në mezofilin e një gjetheje ka hapësira të gjera ndërqelizore dhe secila qelizë mezofile kufizohet në një hapësirë të tillë ndërqelizore në të paktën njërën anë. Për shkak të avullimit të ujit nga muret e lagështa qelizore, ajri në hapësirat ndërqelizore është i ngopur me avull uji dhe një pjesë e këtij avulli humbet - del jashtë. Meqenëse qelizat epidermale të shumicës së bimëve janë të mbuluara me një kutikula dylli, të papërshkueshme nga uji, avulli i ujit del nga gjethja në atmosferë kryesisht përmes stomatave.
Gutation është lëshimi i lagështisë së lëngshme të pikave nga gjethet përmes hidatodeve në kushte avullimi të vështirë. E qara e një bime është rrjedhja e lëngut (ujë me minerale të tretura në të, i vendosur në ksilem) nga kërcellet e bimëve me lastarë të prerë. Gutation zakonisht ndodh në kushtet e lagështisë së lartë të ajrit, kur motori i sipërm i rrymës së ujit është "fikur". Ajo kryhet kryesisht nga gjethet përmes stomatës dhe kutikulës.
Uji përbën deri në 95% të masës së bimëve të gjitha proceset jetësore zhvillohen në të ose me përdorimin e tij. Prandaj, uji është një kusht i domosdoshëm për jetën e trupit. Kur ka mungesë uji, metabolizmi i bimës prishet.
- Uji siguron rrjedhjen e lëndëve ushqyese dhe mineraleve përmes sistemit përcjellës të bimës.
- Mbirja e farës varet nga disponueshmëria e ujit.
- Uji është i përfshirë në procesin e fotosintezës.
- Tretësirat ujore që mbushin qelizat dhe hapësirat ndërqelizore i japin bimës elasticitet, kështu që bima ruan formën e saj.
Bima duhet të thithë ujë. Përndryshe, herët a vonë, jeta e tij do të ndërpritet. Në mënyrë tipike, një bimë thith ujin ekskluzivisht përmes sistemit të saj rrënjor nga toka. Në këtë përfshihen qimet rrënjësore të rrënjëve. Gjethet avullojnë ujin përmes stomatave të tyre. Pika e thithjes së ujit të tepërt për ta avulluar më vonë, në pjesën më të madhe, zbret në faktin se rrjedha e ujit siguron transferimin e substancave.
Nëse avullimi i ujit nga një bimë tejkalon furnizimin me ujë, bima do të thahet. Kjo ndodh shpesh gjatë ditës kur është vapë. Natën, bima plotëson mungesën, pasi avullimi në këtë kohë të ditës zvogëlohet.
Uji përthithet në bimë nga osmoza. Gjatë osmozës, uji në të cilin ka më pak substanca të tretura thithet, si të thuash, në tretësira që janë më të ngopura me substanca.
Si ndodh metabolizmi i ujit në bimë: proceset dhe lëvizja e ujit nëpër bimë
Tretësirat e qelizave bimore janë më të ngopura, kështu që qelizat thithin ujin.
Si rezultat i përthithjes dhe avullimit të vazhdueshëm të ujit në bimë, ekziston një shkëmbim i vazhdueshëm i ujit, i cili përfshin tre faza: thithjen e ujit nga rrënjët, lëvizjen e tij nëpër enët e indit përçues dhe avullimin e ujit. nga gjethet. Rrjedha e ujit kalon nëpër të gjitha organet e bimës. Sasia e ujit që thith një bimë është afërsisht sasia që avullon. Vetëm një pjesë e përqindjes së ujit në hyrje përdoret për sintezën e substancave. Këto janë vëllime mjaft të mëdha uji. Për shembull, vetëm një bimë gruri në një fushë avullon rreth 50 g ujë në ditë.
Kur rrënjët thithin ujin, ato gjithashtu thithin kripëra minerale të tretura. Kur uji avullon, nuk ka më kripëra në të, ato mbeten në bimë dhe përdoren në metabolizëm.
Rryma e ujit shkon nga poshtë lart. Forca e tij varet nga intensiteti i përthithjes nga rrënjët dhe avullimi nga gjethet. Rryma e ujit bashkon të gjitha organet e bimëve, transporton lidhje të ndryshme, ushqen qelizat me ujë.
E re në blog
Motorët e skajit të poshtëm dhe të sipërm. Presioni i rrënjës, mekanizmi dhe rëndësia e tij në jetën e bimëve
Si rezultat punë aktive Zhvillohet pompa jonike në rrënjë dhe rrjedha osmotike (pasive) e ujit në enët ksilemike në enët. presioni hidrostatik, thirri presioni i rrënjës. Siguron ngritjen e tretësirës së ksilemës përmes enëve të ksilemës nga rrënja në pjesët mbitokësore. Është treguar se në bimët që jetojnë në toka të ftohta dhe të ajrosura dobët, si dhe si rezultat i veprimit të helmeve dhe frenuesve, presioni i rrënjës zvogëlohet. Mekanizmi i rritjes së ujit nëpër bimë për shkak të zhvillimit të presionit të rrënjës quhet motor në fund të fundit.
Motori i skajit të sipërm, duke siguruar lëvizjen e ujit lart në bimë, ajo krijohet dhe mirëmbahet nga forca e lartë thithëse e qelizave transpiruese të parenkimës së gjetheve.
transpirimi - Ky është një proces fiziologjik i avullimit të ujit nga një bimë. Organi kryesor i transpirimit është gjethja.
Bima ka një sipërfaqe gjetheje shumë të madhe, e cila krijon një sipërfaqe të madhe avullimi. Si rezultat i humbjes së ujit nga qelizat e gjetheve, potenciali i ujit në to zvogëlohet, d.m.th., rritet forca e thithjes. Kjo çon në rritjen e përthithjes së ujit nga venat e ksilemës nga qelizat e gjetheve dhe lëvizjen e ujit përgjatë ksilemës nga rrënjët në gjethe.
Sa më aktiv të jetë transpirimi, aq më e madhe është forca e motorit të skajit të sipërm. Motori i skajit të sipërm mund të funksionojë kur motori i skajit të poshtëm është plotësisht i fikur dhe jo energjia metabolike përdoret për funksionimin e tij, por energjia mjedisi i jashtëm- temperatura dhe lëvizja e ajrit.
E mëparshme12345678910111213Tjetër
SHIKO MË SHUMË:
Qelizat bimore përdorin osmozën për të rritur volumin e vakuolës në mënyrë që ajo të largojë muret qelizore (presioni i bandit e bëjnë këtë duke ruajtur saharozën). Duke rritur ose ulur përqendrimin e saharozës në citoplazmë, qelizat mund të rregullojnë osmozën. Për shkak të kësaj, rritet elasticiteti i bimës në tërësi. Shumë lëvizje të bimëve shoqërohen me ndryshime në presionin e turgorit (për shembull, lëvizjet e bizeleve dhe bimëve të tjera ngjitëse). Protozoarët e ujërave të ëmbla kanë gjithashtu një vakuolë, por detyra e vakuolave protozoare është vetëm të pompojnë uji i tepërt nga citoplazma për të mbajtur një përqendrim konstant të substancave të tretura në të.
Osmozë përmes një membrane gjysmë të përshkueshme. Grimcat tretëse (blu) janë në gjendje të kalojnë membranën, grimcat e tretësirës (e kuqe) jo.
Në këtë kapitull trajtuam osmozën, një nga pajisjet më të rëndësishme për transportin e ujit.
2.3. Transpirimi si mekanizëm për transportin e ujit
Studimi i transpirimit filloi në shekullin e 18-të, por qasja shkencore për të kuptuar këtë fenomen filloi në mesin e shekullit të 19-të Një nga studiuesit e parë të transpirimit ishte G. Mol (1856), i cili vërtetoi se madhësia e stomatit. hapjet përcaktohet nga turgori i qelizave mbrojtëse dhe varet nga drita, nxehtësia dhe lagështia e ajrit. Ai gjithashtu kreu eksperimente si rezultat i të cilave vërtetoi se prania e kloroplasteve në qelizat mbrojtëse sintetizon substancat osmotike, dhe kështu ndikon në funksionimin e stomatave dhe transpirimit.
Puna kërkimore: lëvizja e ujit në bimë
Shkencëtarë të tjerë që studiuan transpirimin ishin. Unger (1857), botuar në 1862 punë e madhe në lidhje me transpirimin. S. Schwendener (1883) sugjeroi që stomata të sigurojnë jo vetëm avullimin, por edhe asimilimin e CO2. Ideja e rolit aktiv të qelizave mbrojtëse, dhe jo e qelizave epidermale ngjitur, siç besonte Deitgeb (1886), ishte më në fund. miratuar nga djali i Çarls Darvinit, F. Darvini (1898). Efekti i rrezeve të ndryshme të spektrit në punën e stomatave u studiua për herë të parë nga Kohl (1895). Ai zbuloi se rrezet e kuqe dhe blu, pra rrezet e absorbuara nga klorofili, shkaktojnë hapjen e stomatave. Përveç transpirimit stomatal, në vitin 1878 u zbulua edhe transpirimi kutikular (Haenel). Përcaktimet e sasive të ujit të avulluar (Haberlandt, 1877; Haenel, 1879, 1880) treguan se kjo vlerë ndryshon në varësi të natyrës së vetë bimës dhe kushteve të saj të rritjes. Por gjërat e para së pari.
Transpirimi është procesi i humbjes së ujit të bimëve në formën e avullit. Organi kryesor i transpirimit është gjethja. Një analog i transpirimit është procesi fizik i avullimit. Transpirimi është një nga faktorët më të rëndësishëm regjimi ujor i bimëve, pasi avullimi krijon një impuls të caktuar energjetik, i cili shkakton lëvizjen e ujit në të gjithë bimën. Në këtë drejtim, transpirimi përcakton shkallën e përthithjes së ujit nga bima dhe shkakton mungesë uji në gjethe. Gjithashtu, për shkak të humbjes së ujit gjatë procesit të transpirimit rritet forca e thithjes. Kjo çon në rritjen e përthithjes së ujit nga enët nga qelizat e gjetheve dhe lëvizjen e ujit nëpër ksilemë nga rrënjët në gjethe. Procesi i transpirimit mund të kryhet vetëm kur motori i skajit të poshtëm është i fikur plotësisht që motori i sipërm të funksionojë. Transpirimi kutikular është një mekanizëm në të cilin gjethet duhet të kenë një epidermë me një shtresë, muret e jashtme qelizore të së cilës janë të mbuluara me kutikula dhe dyll, duke formuar një pengesë për lëvizjen e ujit. Në sipërfaqen e gjetheve shpesh zhvillohen qime, të cilat ndikojnë edhe në regjimin ujor të gjethes, pasi zvogëlojnë shpejtësinë e lëvizjes së ajrit mbi sipërfaqen e saj dhe shpërndajnë dritën, duke reduktuar kështu humbjen e ujit për shkak të transpirimit stomatal. Transpirimi përmes stomatave ndodh pothuajse me të njëjtën shpejtësi si ajo normale.
Pra, le të përmbledhim. Mësuam se transpirimi është në thelb një proces fizik avullimi që kontrollohet faktorët fizikë. Megjithatë, transpirimi është gjithashtu një proces fiziologjik që ndikohet nga faktorë të brendshëm si struktura dhe vendndodhja e gjetheve dhe sjellja e stomatave. Transpirimi zakonisht ndodh në dy faza: avullimi i ujit nga muret qelizore në hapësirat ndërqelizore dhe difuzioni i avullit të ujit në atmosferën e jashtme.
2.4. Presioni i rrënjës si një mekanizëm për transportin e ujit
Presioni në rrënjë është një nga proceset fiziologjike më të studiuara. Ajo u përshkrua për herë të parë nga shkencëtari anglez S. Gels në 1727. Interesi për studimin e mekanizmave të këtij fenomeni vazhdon i pandërprerë. Në Rusi, fiziologu i famshëm D. A. Sabinin ishte një nga të parët që studioi eksudimin në detaje. Në fillim, ai e shikoi sistemin rrënjor si një aparat osmotik, por më vonë arriti në përfundimin se eksudimi është një proces kompleks fiziologjik i lidhur ngushtë me metabolizmin e qelizave dhe polaritetin e tyre. Aktualisht gjithçka numër më i madh Shkencëtarët dhe fiziologët e bimëve e njohin konceptin osmotik të eksudimit si të pamjaftueshëm për të shpjeguar punën e rrënjës. Në bazë të eksperimenteve të shumta, është treguar se aktiviteti i sistemit rrënjor përbëhet nga dy komponentë: osmotik dhe metabolik. Presioni në rrënjë është presioni në enët përcjellëse të rrënjëve, i cili, së bashku me transpirimin, siguron furnizimin me ujë të organeve mbitokësore. Ndodh kryesisht si rezultat i rritjes së presionit osmotik në enët e rrënjës (zakonisht 1-3 atmosfera) mbi presionin osmotik të tretësirës së tokës si rezultat i lëshimit aktiv të substancave minerale dhe organike në enët me rrënjë. qelizat. Rrjedha e kundërt e lëngut nga enët parandalohet nga një shtresë qelizash endodermale me membrana të suberizuara (të ngopura me suberinë). Rezultati i presionit të lartë të rrënjëve është "qarja" e bimëve, si dhe rrjedha pranverore e farës gjatë prerjes së trungjeve të thuprës dhe panjeve, e cila është e njohur për banorët e Bjellorusisë, SHBA-së, Kanadasë dhe vendeve të tjera. Presioni i rrënjës është gjithashtu i një rëndësie të madhe në thithjen e ujit nga bima në pranverë para se të lulëzojnë gjethet dhe në fidane gjatë mbirjes nëntokësore. Roli i tij është i madh në restaurimin e fijeve të grisura në enët e ksilemës nëpër të cilat rrjedh një rrjedhë uji lart (nga rrënjët në gjethe). Gjatë natës, presioni i rrënjës eliminon mungesën e ujit që ka lindur gjatë ditës. Efekti thithës i transpirimit transmetohet në rrënjë në formën e tensionit hidrodinamik, i cili lidh punën e këtyre dy motorëve.
Eksperiment që tregon presionin e rrënjës
3. Përfundim
SHTO KOMENT[e mundur pa regjistrim]
Para publikimit, të gjitha komentet shqyrtohen nga moderatori i faqes - spam nuk do të publikohet
MINISTRIA E ARSIMIT E REPUBLIKËS SË BASHKORTOSTAN
INSTITUCIONI ARSIMOR BUXHETOR KOMUNAL
SHKOLLA E MESME Nr.85
ORDZHONIKIDZEVSKY QYTET RAJONI QYTETI UFA
REPUBLIKA E BASHKORTOSTANIT
Seksioni: " Bota rreth nesh»
Tema: Lëvizja e ujit në bimë
nxënës i klasës së dytë "B".
Mbikëqyrës shkencor : Safarova L.M.
mësuesi klasat fillore
Ufa -2013
Tabela e përmbajtjes
Hyrje……………………………………………………………..fq.3
Kapitulli I. Bazat e përthithjes së ujit………………………..fq. 4-6
1.1 Sistemi rrënjor si organ për thithjen e ujit
1.2 Motorët kryesorë të rrymës së ujit
KapitulliII. Transpirimi…………………………………….. fq.7-9
2.1 Qëllimi i transpirimit
KapitulliIII. Përshtatja ndaj mungesës së ujit…………………fq.10-11
konkluzioni…………………………………………………….fq.12
Referencat…………………………………………………………fq.13
Hyrje
Nëse shikoni një fotografi të planetit tonë të marrë nga hapësira, mund të shihni menjëherë bollëkun ngjyrë blu në globit. Ky është uji, që zë tre të katërtat e sipërfaqes së Tokës.Uji - të gjithë e dinë se sa e thjeshtë është. Por pas kësaj thjeshtësie të dukshme janë vetitë e substancës më të mahnitshme dhe të mrekullueshme në Tokë.
Mjafton kjo temërelevante , që nga dekadat e fundit është rritur shpejtësia e ndryshimeve në lidhje me fenomene të ndryshme të jetës së të gjithë komunitetit botëror, përfshirë edhe në lidhje me ujin.
Qëllimi i punës: Studimi i lëvizjes së ujit në bimë.
Vendosja e këtij qëllimi përcaktonvarg detyrash:
Mbledhja dhe analiza e literaturës për këtë studim;
Kryerja e një analize të literaturës;
Kryerja e punës eksperimentale.
Objekti i studimit : ujë
Lënda e hulumtimit : lëvizja e ujit në bimë
Vlera praktike puna konsiston në mundësitë e gjera të zbatimit të gjetjeve kryesore të këtij studimi në klasë, orët e klasës, aktivitete jashtëshkollore.
Kapitulli I. Bazat e thithjes së ujit
Qelizat e gjalla të bimëve janë 80-90 për qind ujë. Edhe qelizat e farave të thata, në të cilat jeta është pezull, përmbajnë 10 për qind ujë.Gjethet e bimëveavulloni vazhdimisht ujin, veçanërisht gjatë ditës. Kjo ndodh sepse sipërfaqja e tyre është e mbushur me vrima të shumta mikroskopike - stomata. Për më tepër, ka dukshëm më shumë prej tyre në sipërfaqen e poshtme të fletës sesa në sipërfaqen e sipërme. Gjatë ditës, stomatat janë të hapura dhe avujt e ujit largohen nga gjethet. Natën mbyllen dhe avullimi i ujit praktikisht ndalet. Por edhe gjatë natës bima humbet ngadalë ujin. Ai largohet, duke anashkaluar stomatën, përmes lëkurës së hollë të gjethes.
Rryma e ujit siguron komunikim midis organeve individuale të bimëve. Lëndët ushqyese lëvizin rreth bimës në formë të tretur. Ngopja me ujë siguron forcën e indeve dhe ruajtjen e strukturës së bimëve barishtore. Rritja e qelizave ndodh kryesisht për shkak të akumulimit të ujit në pjesë të caktuara të saj.
Kështu, uji siguron shfaqjen e proceseve metabolike. Për funksionimin normal, qeliza duhet të jetë e ngopur me ujë.
Burimi kryesor i lagështisë është uji në tokë, dhe organi kryesor i thithjes së ujit është sistemi rrënjor. Roli i këtij organi, para së gjithash, është që, falë sipërfaqes së tij të madhe, siguron rrjedhjen e ujit në bimë nga vëllimi më i madh i mundshëm i tokës.
Sistemi rrënjor si organ për thithjen e ujit
Bima e zgjidh problemin e ujit me ndihmën e një sistemi furnizimi me ujë të zhvilluar mirë, i cili fillon nga rrënjët, që thithin lagështinë nga toka, vazhdon në tubat që e furnizojnë atë në të gjitha pjesët e bimës dhe përfundon me avullimin nga gjethet në ajër. Duket e thjeshtë. Megjithatë, mekanizmi i lëvizjes së ujit është në të vërtetë kompleks dhe ende i pa kuptuar plotësisht.
Rritja e rrënjës dhe degëzimi i saj vazhdon gjatë gjithë jetës së organizmit bimor, pra është praktikisht i pakufizuar. Përcaktimi i madhësisë së sistemeve rrënjësore kërkon metoda të veçanta. Doli se sipërfaqja totale e rrënjëve zakonisht tejkalon sipërfaqen e organeve mbitokësore me 104-150 herë. Kur rritej një bimë e vetme thekre, u zbulua se gjatësia totale e rrënjëve të saj arrin 600 km dhe mbi to formohen 15 miliardë qime rrënjë. Këto të dhëna tregojnë potencialin e madh për rritjen e sistemeve rrënjësore. Sidoqoftë, kjo aftësi nuk manifestohet gjithmonë. Kur bimët rriten me një densitet mjaft të madh, madhësia e sistemeve rrënjësore zvogëlohet ndjeshëm.
Qimet e rrënjëve depërtojnë në të çarat më të vogla të tokës dhe, duke gjetur të paktën pak lagështi, e thithin atë.
Oksigjeni është i rëndësishëm për zhvillimin e sistemeve rrënjësore. Është mungesa e oksigjenit që shkakton zhvillimin e dobët të sistemeve rrënore në tokat kënetore. Bimët e përshtatura për t'u rritur në toka të ajrosura dobët kanë një sistem hapësirash ndërqelizore në rrënjë, të cilat së bashku me hapësirat ndërqelizore në kërcell dhe gjethe, formojnë një sistem të vetëm ventilimi.
Motorët kryesorë të rrymës së ujit
Thithja e ujit nga sistemi rrënjor ndodh për shkak të punës së dy motorëve të rrymës së ujit: motori i sipërm, avullimi (transpirimi) dhe motori i poshtëm, ose motori rrënjë. Forca kryesore që shkakton rrjedhjen dhe lëvizjen e ujit në një fabrikë është forca e avullimit, e cila rezulton në një gradient të fluksit të potencialit ujor. Potenciali ujor është një masë e energjisë që përdor uji për të lëvizur. Potenciali i ujit dhe forca thithëse janë të barabarta në vlerë, por të kundërta në shenjë. Sa më pak të ngopur me ujë këtë sistem, aq më i ulët është potenciali i tij ujor.
Kështu, motori i sipërm i rrjedhës së ujit në një bimë është forca thithëse e gjetheve dhe puna e tij ka pak lidhje me aktivitetin jetësor të sistemit rrënjor. Në të vërtetë, eksperimentet kanë treguar se uji mund të hyjë në lastarë përmes sistemit rrënjor të vdekur, dhe në këtë rast përthithja e ujit madje përshpejtohet.
Kapitulli II . Transpirimi
Transpirimi përkufizohet si avullimi i ujit në atmosferë nga gjethet dhe kërcellet e bimëve të gjalla. Bimët thithin lagështinë nga toka përmes rrënjëve të tyre dhe ky ujë mund të burojë thellë nën tokë. Për shembull, bimët e grurit kanë rrënjë deri në 2.5 metra të gjata, dhe rrënjët e disa bimëve të shkretëtirës shkojnë në tokë në një thellësi prej 20 metrash. Uji i pompuar nga toka nga bimët u jep lëndë ushqyese gjetheve të bimës. Ky pompim rregullohet nga avullimi i ujit përmes poreve të vogla, të cilat ndodhen me ana e kundërt gjethet. Bima avullon ujin kur lagështia e ajrit përreth është më e ulët se lagështia e ajrit në pore; përndryshe, bima thith avujt e ujit nga ajri. Transpirimi është përgjegjës për rreth 10% të të gjithë lagështirës së avulluar.
Për të shqyrtuar qartë këtë proces, ne kryem një eksperiment. Për eksperimentin na duheshin: lule të bardha, ngjyrosje ushqimore, enë uji, një thikë, ujë.
Sipas planit të punës:
Enë të mbushura me ujë
Të gjitha luleve u prenë kërcellet në një kënd prej 45 gradë. ujë të ngrohtë, për qartësi më të madhe të eksperimentit, kërcelli i njërës lule u pre në 2 pjesë, jo plotësisht.
Vendosëm një lule në çdo enë me bojë, një lule me kërcell të ndarë u vendos në 2 enë me ngjyra të kuqe dhe bruz.
Lulet u vëzhguan për 24 orë (Shih Tabelën 1).
Tabela 1
№ p/p
Koha e shkuar
Përshkrimi i vëzhgimeve
1 orë
Qendra e lules tregonte një ngjyrë paksa të dukshme, kryesisht bruz.
2 orë
Filluan të shfaqen venat në ngjyra të tjera
ora 10
Në shikim të parë, mund të shihni se lulet kanë fituar ngjyra të ndryshme (ngjyrat më të mira janë bluja dhe bruza).
ora 18
Venat janë qartë të dukshme. Njollat e theksuara shfaqen në majat e petaleve.
24 orë
Një lule me kërcell të ndarë është gjysmë ngjyre, ngjyra bruz është qartë e dukshme, por ngjyra e kuqe është shumë e dobët
Shpjegimi i përvojës:
Uji hyn në bimë nga toka përmes qimeve të rrënjëve dhe pjesëve të reja të rrënjëve dhe bartet përmes enëve në të gjithë pjesën e saj mbitokësore. Me ujin në lëvizje, substancat minerale të thithura nga rrënjët barten në të gjithë bimën (në eksperimentin e bërë kjo mund të shihet nga petalet me ngjyra). Lulet që përdorim në eksperiment janë pa rrënjë. Megjithatë, bima nuk e humb aftësinë e saj për të thithur ujin. Kjo është e mundur falë procesit të transpirimit - avullimit të ujit nga bima. Organi kryesor i transpirimit është gjethja. Si rezultat i humbjes së ujit gjatë transpirimit, forca thithëse në qelizat e gjetheve rritet. Transpirimi e shpëton bimën nga mbinxehja. Përveç kësaj, avullimi është i përfshirë në krijimin e një rrjedhe të vazhdueshme të ujit me minerale të tretura dhe komponimet organike nga sistemi rrënjor deri te organet mbitokësore të bimës.
2.1. Qëllimi i transpirimit
Në proceset që ndodhin normalisht, transpirimi nuk është i nevojshëm. Pra, nëse rritni bimë në kushte të lagështisë së lartë dhe të ulët të ajrit, atëherë, natyrisht, në rastin e parë, transpirimi do të jetë qëllimisht më pak intensiv. Megjithatë, rritja e bimëve do të jetë e njëjtë ose edhe më e mirë ku lagështia e ajrit është më e lartë dhe transpirimi është më i ulët. Dihet se më së shumti energjia e absorbuar shpenzohet në transpirim, e cila në një masë të caktuar është e dobishme për organizmin bimor.
1. Transpirimi e shpëton bimën nga mbinxehja, gjë që e kërcënon drejtpërdrejt rrezet e diellit. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për faktin se mbinxehja, duke shkatërruar kloroplastet, redukton ndjeshëm procesin e fotosintezës. Falë aftësisë së tyre të lartë transpiruese, shumë bimë tolerojnë mirë temperaturat e larta.
2. Transpirimi krijon një rrjedhje të vazhdueshme të ujit nga sistemi rrënjor drejt gjetheve, i cili lidh të gjitha organet e bimës në një tërësi të vetme.
3. Lëndët ushqyese minerale të tretshme dhe pjesërisht organike lëvizin me rrymën e transpirimit dhe sa më intensiv të jetë transpirimi, aq më shpejt procesi është duke u zhvilluar lëvizjes.
Kapitulli III . Përshtatja ndaj mungesës së ujit
Uji është një kusht i domosdoshëm ekzistenca e të gjithë organizmave të gjallë në Tokë. Rëndësia e ujit në proceset jetësore përcaktohet nga fakti se ai është mediumi kryesor në qelizë ku kryhen proceset dhe shërben si produkti më i rëndësishëm fillestar, i ndërmjetëm ose përfundimtar i reaksioneve biokimike. Roli i veçantë i ujit për organizmat tokësorë (veçanërisht bimët) është nevoja për rimbushje të vazhdueshme për shkak të humbjeve për shkak të avullimit. Prandaj, i gjithë evolucioni i organizmave tokësorë shkoi në drejtim të përshtatjes ndaj prodhimit aktiv dhe përdorim ekonomik lagështia. Së fundi, për shumë lloje të bimëve, kafshëve, kërpudhave dhe mikroorganizmave, uji është habitati i tyre i menjëhershëm.
Lagështia e habitatit dhe, si pasojë, furnizimi me ujë i organizmave tokësorë varet, para së gjithash, nga sasia e reshjeve, shpërndarja e tyre sipas sezonit, prania e rezervuarëve, niveli. ujërat nëntokësore, rezervat e lagështisë së tokës etj.
Grupet mjedisore bimët në lidhje me lagështinë dhe përshtatjen e tyre me regjimin ujor. Më e lartë bimët tokësore, duke udhëhequr një mënyrë jetese të lidhur, në një masë më të madhe se kafshët, varen nga furnizimi me lagështi në ajër.
Higrofitet - bimë të habitateve tepër të lagështa me lagështia e lartë ajrit dhe tokës. Higrofitet më tipike janë bimë barishtore i lagur pyjet tropikale dhe nivelet më të ulëta pyjet e lagështa në të ndryshme zonat klimatike(më e madhe celandine, impatiens e zakonshme, lëpjetë e zakonshme e drurit, etj.), speciet bregdetare (kumak kënetore, bari i përlotur, bishti, kallamishtja, kallamishtja), bimët e livadheve të lagështa dhe të lagështa, kënetat (zbardhja e kënetës, këneta e kënetës, ora me tre gjethe , sedges) , disa bimë të kultivuara.
Xerofitet janë bimë të habitateve të thata që mund të tolerojnë thatësirën e zgjatur duke mbetur fiziologjikisht aktive. Këto janë bimët e shkretëtirave, stepat e thata, savanat, subtropikët e thatë, dunat e rërës dhe shpatet e thata, me nxehtësi të lartë. Karakteristikat strukturore dhe fiziologjike të xerofiteve kanë për qëllim tejkalimin e mungesës së përhershme ose të përkohshme të lagështirës në tokë ose ajër. Ky problem mund të zgjidhet në tre mënyra:
Nxjerrja (thithja) efektive e ujit
Duke e shpenzuar ekonomikisht
Aftësia për të përballuar humbjet e mëdha të ujit
Në grupin e xerofiteve bëjnë pjesë bimët me gjethe ose kërcell të shijshëm, me mish, që përmbajnë inde akuiferike shumë të zhvilluara. Janë succulents gjethore (agave, aloe, të rinj, sedum) dhe kërcellore, në të cilat gjethet janë zvogëluar dhe pjesët ajrore përfaqësohen nga kërcell mishi (kaktus, disa euforbia etj.).
Sistemi rrënjor është sipërfaqësor, i zhvilluar dobët, i krijuar për të thithur ujin nga shtresat e sipërme tokat e lagura nga reshjet e rralla. Gjatë thatësirës, rrënjët mund të vdesin, por pas shirave, të rejat rriten shpejt (në 2-4 ditë).
Mesofitet - zënë një pozicion të ndërmjetëm midis higrofiteve dhe xerofiteve. Ato janë të zakonshme në zonat me lagështi të moderuar me mesatare modaliteti i ngrohtë dhe siguri mjaft të mirë të ushqyerit mineral. Mesofitet përfshijnë bimët e livadheve, mbulesën barishtore të pyjeve, pemë gjetherënëse dhe shkurre nga zona me klimë mesatarisht të lagësht, si dhe shumica bimë të kultivuara dhe barërat e këqija. Mesofitet karakterizohen nga plasticitet i lartë ekologjik, duke i lejuar ata të përshtaten me kushtet e ndryshimit të mjedisit.
Mënyrat specifike të rregullimit të shkëmbimit të ujit lejuan që bimët të zinin sipërfaqe toke me një sërë kushtesh mjedisore. Shumëllojshmëria e metodave të përshtatjes qëndron kështu në bazën e shpërndarjes së bimëve në Tokë, ku mungesa e lagështirës është një nga problemet kryesore të përshtatjes ekologjike.
konkluzioni
Nga të gjitha sa më sipër, mund të nxjerrim një përfundim të përgjithshëm se kur ka mungesë lagështie, bimët mund të përshtaten, d.m.th., formimi i një sistemi rrënjor që arrin zonat me lagështi të tokës; kufizimi i konsumit të ujit për transpirim; ruajtja e ujit në indet bimore.
Meqenëse uji është kryesori pjesë përbërëse organizmat bimore. Uji është mjeti në të cilin zhvillohen të gjitha proceset metabolike.
Rryma e ujit siguron komunikim midis organeve individuale të bimëve. Lëndët ushqyese lëvizin në të gjithë bimën në formë të tretur. Ngopja me ujë siguron forcën e indeve dhe ruan strukturën e bimëve barishtore.
Kështu, uji siguron rrjedhën e proceseve metabolike dhe lidhjen e trupit me mjedisin. Për funksionimin normal, qeliza duhet të jetë e ngopur me ujë.
Burimi kryesor i lagështisë është uji në tokë, dhe organi kryesor i thithjes së ujit është sistemi rrënjor. Roli i këtij organi qëndron kryesisht në faktin se, falë sipërfaqes së tij të madhe, siguron rrjedhjen e ujit në bimë nga vëllimi më i madh i mundshëm i tokës.
Enciklopedia e Madhe e Fëmijëve Vëllimi 9 "Bimët dhe kafshët" [burimi elektronik] – Mastermedia LLC 2006 1 disk optik elektronik (CD- ROM).
Uji hyn në bimë nga toka përmes qimeve të rrënjës dhe shpërndahet përmes enëve në të gjithë pjesën e saj mbitokësore. Në vakuolat e qelizave bimore treten substanca të ndryshme. Grimcat e këtyre substancave shtypin protoplazmën, e cila lejon që uji të kalojë mirë, por parandalon që grimcat e tretura në ujë të kalojnë nëpër të. Presioni i substancave të tretura në protoplazmë quhet presion osmotik. Uji i përthithur nga substancat e tretura e shtrin membranën qelizore elastike deri në një kufi të caktuar. Sapo ka më pak substanca të tretura në tretësirë, përmbajtja e ujit zvogëlohet, guaska tkurret dhe pranohet madhësia minimale. Presioni osmotik e mban vazhdimisht indin bimor në gjendje të tendosur dhe vetëm me humbje të madhe të ujit, gjatë vyshkjes, ky tension – turgor – ndalet në bimë.
Kur presioni osmotik balancohet nga membrana e shtrirë, uji nuk mund të hyjë në qelizë. Por sapo qeliza humbet një pjesë të ujit, membrana tkurret, lëngu i qelizës në qelizë bëhet më i koncentruar dhe uji fillon të rrjedhë në qelizë derisa membrana të shtrihet përsëri dhe të balancojë presionin osmotik. Si më shumë ujë humbi bimën, aq më fort uji hyn në qeliza. Presioni osmotik në qelizat bimore mjaft i lartë dhe matet si presioni në kaldaja me avull, atmosfera. Forca me të cilën një bimë thith ujin - forca thithëse - shprehet gjithashtu në atmosferë. Forca e thithjes së bimëve shpesh arrin 15 atmosfera dhe më lart.
Bima avullon vazhdimisht ujin përmes stomatave të vendosura në gjethe. Stomata mund të hapet dhe mbyllet, duke formuar një hendek të gjerë ose të ngushtë. Në dritë, stomatat hapen, dhe në errësirë dhe kur ka shumë humbje uji, ato mbyllen. Në varësi të kësaj, avullimi i ujit ndodh ose intensivisht ose pothuajse plotësisht ndalon.
Nëse e prisni bimën në rrënjë, lëngu fillon të rrjedhë nga kërpi. Kjo tregon se vetë rrënja pompon ujë në kërcell. Për rrjedhojë, furnizimi i bimës me ujë varet jo vetëm nga avullimi i ujit përmes gjetheve, por edhe nga presioni i rrënjës. Ai distilon ujin nga qelizat e rrënjëve të gjalla në tubat e uritur të enëve të vdekura. Meqenëse nuk ka protoplazmë të gjallë në qelizat e këtyre enëve, uji lëviz lirshëm përmes tyre në gjethe, ku avullohet përmes stomatave.
Avullimi është shumë i rëndësishëm për bimën. Me ujin në lëvizje, mineralet e absorbuara nga rrënjët barten në të gjithë bimën.
Avullimi ul temperaturën e trupit të bimës dhe në këtë mënyrë e mbron atë nga mbinxehja. Bima thith vetëm 2-3 pjesë të ujit që thith nga toka, 997 - 998 pjesët e mbetura avullojnë në atmosferë. Për të formuar një gram lëndë të thatë, një bimë në klimën tonë avullon nga 300 g në një kilogram ujë.
Uji që hyn në qelizat rrënjësore, nën ndikimin e ndryshimit të potencialeve ujore që lindin për shkak të transpirimit dhe presionit të rrënjës, lëviz në elementët përçues të ksilemës. Sipas koncepteve moderne, uji në sistemin rrënjë lëviz jo vetëm përmes qelizave të gjalla. Në vitin 1932 Fiziologu gjerman Munch zhvilloi idenë e ekzistencës në sistemin rrënjor të dy vëllimeve relativisht të pavarura përmes të cilave lëviz uji - apoplasti dhe simplasti.
Apoplasti është hapësira e lirë e rrënjës, e cila përfshin hapësira ndërqelizore, membranat qelizore dhe enët ksilemike. Symplast është një koleksion i protoplasteve të të gjitha qelizave, të kufizuara nga një membranë gjysmë e përshkueshme. Falë plazmodesmatave të shumta që lidhin protoplastin e qelizave individuale, simplasti përfaqëson një sistem të vetëm. Apoplasti nuk është i vazhdueshëm, por ndahet në dy vëllime. Pjesa e parë e apoplastit ndodhet në korteksin e rrënjës përpara qelizave endodermale, e dyta është në anën tjetër të qelizave endodermale dhe përfshin enë ksilemike. Qelizat endodermike falë brezave. Casparis përfaqëson një pengesë për lëvizjen e ujit përmes hapësirës së lirë (hapësirat ndërqelizore dhe membranat qelizore). Lëvizja e ujit përgjatë lëvores së rrënjës ndodh kryesisht përgjatë apoplastit, ku has më pak rezistencë dhe vetëm pjesërisht përgjatë simplastit.
Megjithatë, për të hyrë në enët e ksilemës, uji duhet të kalojë përmes membranës gjysmë të përshkueshme të qelizave endodermale. Pra, kemi të bëjmë me diçka si një osmometër, në të cilin në qelizat endodermale ndodhet një membranë gjysmë e përshkueshme. Uji nxiton përmes kësaj membrane drejt një potenciali më të ulët (më negativ) ujor. Më pas, uji hyn në enët e ksilemës. Siç u përmend tashmë, ka mendime të ndryshme për çështjen e arsyeve që shkaktojnë sekretimin e ujit në enët e ksilemës. Sipas hipotezës së Crafts, kjo është pasojë e lëshimit të kripërave në enët e ksilemës, si rezultat i së cilës krijohet një përqendrim i shtuar atje dhe potenciali ujor bëhet më negativ. Supozohet se si rezultat i marrjes aktive (me shpenzim energjetik) kripa grumbullohet në qelizat rrënjësore. Megjithatë, shkalla e frymëmarrjes në qelizat që rrethojnë enët e ksilemës (periciklin) është shumë e ulët dhe ato nuk mbajnë kripëra, të cilat në këtë mënyrë desorbohen në enët. Lëvizja e mëtejshme e ujit ndodh përmes sistemit vaskular të rrënjës, kërcellit dhe gjethes. Elementet përcjellëse të ksilemës përbëhen nga enë dhe trakeide.
Eksperimentet me zile kanë treguar se rrjedha lart e ujit nëpër bimë lëviz kryesisht përgjatë ksilemës. Në elementët përçues të ksilemës, uji has pak rezistencë, gjë që lehtëson natyrshëm lëvizjen e ujit në distanca të gjata. Vërtetë, një sasi e caktuar uji lëviz jashtë sistemi vaskular. Sidoqoftë, në krahasim me ksilemën, rezistenca ndaj lëvizjes së ujit të indeve të tjera është shumë më e madhe (të paktën tre renditje të madhësisë). Kjo rezulton në vetëm 1 deri në 10% të rrjedhës totale të ujit që lëviz jashtë ksilemës. Nga enët e kërcellit, uji hyn në enët e gjethes. Uji lëviz nga kërcelli përmes gjethes ose mbështjellësit të gjethes dhe futet në gjethe. Në tehun e gjethes, enët përçuese të ujit janë të vendosura në vena. Venat gradualisht degëzohen dhe bëhen më të vogla. Sa më i dendur të jetë rrjeti i venave, aq më pak rezistencë has uji kur lëviz në qelizat mezofile të gjethes. Kjo është arsyeja pse dendësia e mbytjes së gjetheve konsiderohet si një nga shenjat më të rëndësishme të një strukture kseromorfe - tipar dallues bimë rezistente ndaj thatësirës.
Ndonjëherë ka aq shumë degë të vogla të venave të gjetheve, saqë ato furnizojnë me ujë pothuajse çdo qelizë. I gjithë uji në qelizë është në një gjendje ekuilibri. Me fjalë të tjera, për sa i përket ngopjes me ujë, ekziston një ekuilibër midis vakuolës, citoplazmës dhe membranës qelizore, potencialet e tyre ujore janë të barabarta. Në këtë drejtim, sapo për shkak të procesit të transpirimit, muret qelizore të qelizave të parenkimës bëhen të pangopura me ujë, ai transferohet menjëherë në qelizë, potenciali ujor i së cilës zvogëlohet. Uji lëviz nga qeliza në qelizë për shkak të gradientit të potencialit të ujit. Me sa duket, lëvizja e ujit nga qeliza në qelizë në parenkimën e gjethes nuk ndodh përgjatë simplastit, por kryesisht përgjatë mureve qelizore, ku rezistenca është shumë më e vogël.
Uji lëviz nëpër enët për shkak të gradientit të potencialit ujor të krijuar për shkak të transpirimit, gradientit energji e lirë(nga një sistem me liri më të madhe energjie në një sistem me më pak). Ju mund të jepni një shpërndarje të përafërt të potencialeve ujore, e cila shkakton lëvizjen e ujit: potenciali ujor i tokës (0,5 bar), rrënja (2 bar), kërcelli (5 bar), gjethet (15 bar), ajri në lagështia relative 50% (1000 bar).
Megjithatë, asnjë pompë thithëse nuk mund të ngrejë ujin në një lartësi prej më shumë se 10 m. Ndërkohë, ka pemë ku uji ngrihet në një lartësi prej më shumë se 100 m. Një shpjegim për këtë jepet nga teoria e bashkimit të paraqitur nga shkencëtari rus E. F. Votchal dhe fiziologu anglez E. Dixon. Për një kuptim më të mirë, merrni parasysh përvojën e radhës. Një tub i mbushur me ujë vendoset në një filxhan me merkur, i cili përfundon në një gyp prej porcelani poroz. I gjithë sistemi është pa flluska ajri. Ndërsa uji avullon, merkuri ngrihet përmes tubit. Në të njëjtën kohë, lartësia e rritjes së merkurit tejkalon 760 mm. Kjo shpjegohet me praninë e forcave ngjitëse midis molekulave të ujit dhe merkurit, të cilat manifestohen plotësisht në mungesë të ajrit. Një situatë e ngjashme, vetëm edhe më e theksuar, ndodh në enët e bimëve.
I gjithë uji në impiant përfaqëson një sistem të vetëm të ndërlidhur. Meqenëse ka forca ngjitëse (kohezioni) midis molekulave të ujit, uji ngrihet në një lartësi dukshëm më të madhe se 10 m. Llogaritjet kanë treguar se, për shkak të pranisë së afinitetit ndërmjet molekulave të ujit, forcat e ngjitjes arrijnë një vlerë prej 30 bar. Kjo është një forcë e tillë që ju lejon të ngrini ujin në një lartësi prej 120 m pa thyer fijet e ujit, që është afërsisht lartësia maksimale e pemëve. 120m, pa thyer fijet e ujit, që është afërsisht lartësia maksimale e pemëve. Forcat kohezive ekzistojnë gjithashtu midis ujit dhe mureve të enëve (ngjitja). Muret e elementeve të ksilemës përçuese janë elastike. Për shkak të këtyre dy rrethanave, edhe me mungesë uji, lidhja ndërmjet molekulave të ujit dhe mureve të enëve të gjakut nuk prishet.