Fyziologické procesy príjmu, vedenia a výdaja vody v rastline

Prírodné vedy » Biológia

Autor: janka114
Typ práce: Referát
Dátum: 17.04.2014
Jazyk: Slovenčina
Rozsah: 1 654 slov
Počet zobrazení: 13 567
Tlačení: 520
Uložení: 532
Fyziologické procesy príjmu, vedenia a výdaja vody v rastline
- pre život rastliny je nepostrádateľná voda – nenahraditeľný substrát
- význam vody v rastline:
- využíva sa na metabolické procesy 2-5 %
- transport látok medzi rastlinou a prostredím
- základná zložka rastlinného prostredia
- rozpúšťadlo
- zdroj vodíka a kyslíka – podmieňujú metabolické procesy
- zásobná – rezervná látka (sukulenty)
- disociáciou vody na ióny H+ a OH- je umožnené regulovať kyslosť a zásaditosť bunkovej šťavy
- termoregulačná funkcia – vyrovnáva teplotu rastlinného tela a okolitého prostredia
- umožňuje šírenie plodov
 
Obsah vody v zelených rastlinách: 60 – 90 % hmotnosti
- zdrevnatené pletivá 50% vody
- suché semená 5 – 14 %
- dužinaté plody a plodnice húb 98 %
- optimálne množstvo vody v rastline je podmienené stupňom vývinu rastliny pre určitý typ je charakteristické
 
Vodný režim rastlín – hospodárenie rastlín s vodou, nepretržitý obeh vzájomne súvisiacich dejov, ktorý zabezpečuje stály prúd vody vo všetkých častiach rastliny, príjem (koreň), vedenie (stonka) výdaj (listy)
 
Príjem vody
 
- hlavný orgán príjmu vody je koreň, absorpčný povrch koreňov zvyšujú koreňové vlásky
- vodné a nižšie rastliny prijímajú vodu celým povrchom tela
- v dostatočne vlhkom prostredí je možný aj mimokoreňový príjem vody – napr. využívanie rannej rosy pri nedostatku vody v pôde
 
- na príjme vody do rastliny sa podieľajú najmä procesy difúzieosmózy
 
difúzia - pasívne– apoplastická cesta voda a v nej rozpustené minerálne látky prenikajú do buniek koreňových vláskov rozsiahlym systémom pre vodný roztok priepustných – permeabilných bunkových stien a medzibunkových priestorov až do vyrovnania koncentrácie medzi týmito prostrediami. Uskutočňuje sa v čase, keď má rastlina vytvorené listy. Pri odparovaní vody v listoch vzniká v cievnom zväzku podtlak, ktorý spôsobuje pasívne nasávanie vody cez koreňové vlásky. Takto rastlina prijíma až 90% všetkej vody z pôdy. Voda ide bunkovými stenami a voľnými medzibunkovými priestormi, bez spotreby energie, tento spôsob je rýchlejší ako aktívny.
 
- osmóza - aktívne– prienik vody cez polopriepustnú semipermeabilnú cytoplazmatickú membránu do protoplastu buniek, nie naopak
- cytoplazmatická membrána a membrány vakuol prijímajú osmoticky len vodu, pre ostatné častice rozpustené vo vode (molekuly, atómy, ióny) sú nepriepustné. Prevláda skoro na jar, keď rastlina ešte nemá listy. Pri tomto príjme sa uplatňuje osmóza a voda prechádza cez bunkovú stenu a cytoplazmatickú membránu do cytoplazmy buniek. Aktívny príjem vody je náročný na energiu, ktorú získava dýchaním z ATP, preto je dôležitý prístup kyslíka ku koreňu. Má malú rýchlosť.
 
- osmotický tlak – vzniká nasávaním čistej vody membránou, je tým vyšší, čím je vyššia koncentrácia a množstvo rozpustených látok v bunke(preto má osmotický tlak kladnú hodnotu)
- osmoticky najúčinnejšie sú elektrolyty, látky, ktorých molekuly disociujú na ióny, čím sa zvýši počet častíc v roztoku (v bunkovej šťave cytoplazmy a vakuol), neelektrolity sú osmoticky inaktívne (škrob)
- osmotický potenciál – protitlak, ktorý zabraňuje osmóze, teda ďalšiemu prenikaniu vody (rozpúšťadlo) do bunky (roztok), záporná hodnota osmotického tlaku
 
- vodný potenciál - - stav vody v rastline, sacia sila rastlinných pletív
- vždy vykazuje záporné hodnoty, vyjadruje sa v pascaloch
- vodný potenciál je výslednou hodnotou všetkých síl, ktoré sa v rastline zúčastňujú na príjme alebo na výdaji vody, t. j. na vodnej bilancii rastliny
- vypočíta sa ako súčet tlakového potenciálu a osmotického potenciálu.
- čím je obsah vody v pletivách, čiže vodný potenciál rastlín nižší, tým je jeho sacia sila vyššia
- osmotickým príjmom vody sa bunková šťava zrieďuje a úmerne sa zväčšuje objem bunky, elastická bunková stena sa rozťahuje dovtedy, kým sa nevyrovná osmotický tlak pôsobiaci zvnútra s opačne pôsobiacim tlakom bunkovej steny, ktorý sa nazýva tugor
- osmoticky napnutá bunka je turgescentná – plne nasýtená vodou, čo sa prejavuje pružnosťou celého orgánu
- miesta, ktoré nie sú dostatočne nasýtené vodou, majú zníženú hodnotu vodného potenciálu, vzniknutý rozdiel (gradient) je príčinou pohybu vody v bunke a v celej rastline
 
- koreňový výtlak – umožňuje pohyb vody v koreni na jar, kým ešte neprebieha transpirácia – vyparovanie vody listami
- vytláča vodu z koreňových buniek do cievnych zväzkov a vyššie položených pletív (30 ž 50 cm nad zemou)
- spôsobujú ho osmotické sily cytoplazmy koreňových buniek
- koreňový výtlak podporuje v koreňoch rastlín intenzívny rozklad zásobných látok (škrob) na rozpustné sacharidy, ktorý začína na jar, čím sa výrazne zvyšuje osmotická hodnota koreňovej sústavy a teda aj príjem vody koreňmi
- hodnoty koreňového výtlaku – 0,1 – 0,25 MPa
- gutácia – vytláčanie vody vo vzduchu nasýtenom vodnými parami
- jarné krvácanie – dreviny pred pučaním listov , vytekanie miazgy z narezanej stonky viniča alebo získavanie cukru z floémovej šťavy kanadského javora cukrového
- kohézne sily – chemické väzby molekúl vody (vodíkové mostíky), ktoré zabezpečujú  súdržnosť molekúl vody
- transpirácia – tiež ovplyvňuje príjem vody, vyparovanie vody, výrazne zvýšená najmä v lete
 
Množstvo vody v rastline sa odborne sleduje a vyjadruje príslušnými veličinami:

- vodný potenciál -vyjadruje stav vody v rastline, je to sacia sila rastlinných pletív. Čím je obsah vody v bunkách rastliny menší, tým je nižší vodný potenciál a nasávacia sila buniek je vyššia. Vypočíta sa ako súčet tlakového potenciálu a osmotického potenciálu.
- tlakový potenciál - je tlak na obsah bunky a skladá sa z turgoru, tlaku okolitých buniek a hydrostatického tlaku.
- osmotický potenciál -protitlak, ktorý pôsobí na cytoplazmatickú membránu z vnútra buniek. Je to záporná hodnota osmotického tlaku.
- osmotický tlak –vzniká osmotickým nasávaním vody. Je to vnútorný tlak bunky, ktorý je tým väčší, čím je vyššia koncentrácia rozpustených látok.
- turgor – tlak bunkovej steny. Bunka, ktorá obsahuje dostatočné množstvo vody, je napätá – turgescentná.

Faktory príjmu vody
- osmotická aktivita pôdneho roztoku (hypotonický, hypertonický, izotonický), ktorej hodnota je pre príslušné skupiny rastlín charakteristická (slanomilné, vlhkomilné, suchomilné). Prirodzený príjem vody podmieňuje nižší osmotický potenciál pôdneho roztoku (hypotonický) voči rastline. Vo všeobecnosti teplotné optimum pre väčšinu rastlín sa pohybuje rozmedzí 20 – 25°C. Väčšina rastlín prestáva prijímať vodu pri 0°C, no niektoré druhy ju neprijímajú už pri ochladení na 4°C (uhorky, tekvica, rajčiak).
 - teplota (minimum, optimum, maximum) – jej optimálne hranice rôzne v závislosti od toho, či ide o teplomilné alebo chladnomilné rastliny
- obsah kyslíka v pôde – predpoklad uvoľňovania energie dýchaním (suché zalievanie – kyprenie pôdy). Pri nedostatku kyslíka sa zníži intenzita dýchania koreňových buniek, a tým aj prijímanie vody. Optimálna pôdna vlhkosť má byť 60 – 70%.
- veľkosť pôdnych čiastočiek – v ílovitých, mastných a kyslých pôdach zabraňujú príjmu vody do rastliny a vyvolávajú tzv. fyziologické sucho
- intenzita traspirácie – čím viac vody rastliny vydávajú, tým viac vody prijímajú
 
Vedenie vody
- pri stielkatých rastlinách sa uskutočňuje pohybom vody od bunky k bunke procesmi difúzieosmózy
- pri vyšších – cievnatých rastlinách pohyb vody v drevnej časti cievnych zväzkov prebieha transpiráciou koreňovým výtlakom, ale aj inými mechanizmami
- udržiavanie súvislého stĺpca transpiračného prúdu je podmienené fyzikálnymi vlastnosťami- adhézia, kapilarita a chemickými vlastnosťami vody – kohézia (vodíkové mostíky podmieňujú súdržnosť molekúl vody). Súdržnosť molekúl vody spôsobuje, že transpiračný prúd tvorí nepretržitý stĺpec (rastlina vodu vyparuje do prostredia hlavne listami, čí je vlastne neustále „ťahaná“ do vyšších častí rastliny)
(zvykne sa sem zaraďovať aj koreňový výtlak)
- transpiračný prúd: prechádza drevnou časťou cievneho zväzku (xylémom) a vedie vodu s anorganickými látkami z koreňa do nadzemných rastlinných orgánov. Je vyvolaný transpiráciou a umožňuje vedenie vody do výšky 60 – 150 m nad zemou.
kapilarita (vzlínavosť)– v úzkych cievach vystúpi voda vyššie ako je množstvo pôdnej vody (kapilárna elevácia)
adhézia - priľnavosť vody k stenám ciev
kohézia – súdržnosť molekúl vody, ktorú umožňujú vodíkové mostíky.

Výdaj vody
- deje sa v podobe vodnej pary – transpiráciou (cez deň) a v kvapalnom stave – gutáciou (prevažne v noci a nad ránom)
- gutácia – voda je vytláčaná hydatódami v kvapalnom stave spolu s minerálnymi látkami, nastáva pri veľkej vzdušnej vlhkosti, keď sa transpirácia zastaví
- transpirácia – vyparovaním sa do prostredia dostáva iba čistá voda, hlavným orgánom respirácie sú listy, pasívny proces – nevyžaduje energiu
- pokožková respirácia (kutikulárna) – keď rastliny transpirujú celým povrchom svojho tela, všetkými pokožkovými bunkami, cez kutikulu
- prieduchová traspirácia – hlavný podiel na vyparovaní vody z rastliny, prebieha cez dýchacie štrbiny prieduchov – štruktúrou sú špeciálne prispôsobené na reguláciu výdaja vody
- na rýchlosť transpirácie má vplyv otváranie a zatváranie prieduchov podmienené zmenou obsahu vody v listoch, ako aj premenou osmoticky aktívnych cukrov na osmoticky inaktívny škrob, a naopak
 
- transpirácia je významý termoregulačný činiteľ – pomáha vedeniu vody a v nej rozpustných živín od koreňov do listov, čím zabraňuje ich prehrievaniu
- intenzita transpirácie – v poľnohospodárskej praxi je to dôležitá veličina, vyjadruje množstvo vody vyparenej porastom za časovú jednotku. Je ovplyvňovaná súborom vonkajších a vnútorných činiteľov. Produkciu biomasy rastlín a nároky jednotlivých taxónov na vodu možno vyjadriť transpiračným koeficientom. Jeho hodnota vyjadruje množstvo vody v litroch spotrebovaných rastlinou alebo porastom za vegetančné obdobie na 1 kg suchej hmotnosti. Hodnota transpiračného koeficientu umožňuje v praxi stanoviť podmienky, za ktorých sa rastlina najlepšie vyvíja a rastie.
- vodná bilancia rastliny – určuje pomer medzi príjmom a výdajom vody. Keď sa podiel príjmu a výdaja vody rovná jednej, sú obidva procesy v rovnováhe. V prípade vodného deficitu klesá turgor a rastlina vädne.
- rastline sa darí, ak: príjem vody a výdaj vody sú v rovnováhe
- rastlina usychá, ak: výdaj vody je vyšší ako príjem vody
- rastlina hynie, ak: príjem vody je vyšší ako výdaj vody (hnitie koreňovej sústavy)
 
- vodný deficit – množstvo vody ktoré rastline chýba na jej plné nasýtenie
 
Výdaj vody ovplyvňuje najmä:
- obsah vody v rastline – pri jej nadbytku sa prieduchy otvárajú, pri nedostatku sa zatvárajú
- stav listov (prieduchy)
- teplota vzduchu – s rastúcou teplotou transpirácia stúpa, po dosiahnutí určitej teploty sa prieduchy zatvoria
- vlhkosť vzduchu – s rastúcou vlhkosťou transpirácia klesá
- svetlo - zvyšuje transpiráciu, prieduchy sa otvárajú
 
- faktory, ktoré uvedené procesy ovplyvňujú
 
Faktory príjmu vody
- osmotická aktivita pôdneho roztoku (hypotonický, hypertonický, izotonický), ktorej hodnota je pre príslušné skupiny rastlín charakteristická (slanomilné, vlhkomilné, suchomilné). Prirodzený príjem vody podmieňuje nižší osmotický potenciál pôdneho roztoku (hypotonický) voči rastline. Vo všeobecnosti teplotné optimum pre väčšinu rastlín sa pohybuje rozmedzí 20 – 25°C. Väčšina rastlín prestáva prijímať vodu pri 0°C, no niektoré druhy ju neprijímajú už pri ochladení na 4°C (uhorky, tekvica, rajčiak).
 - teplota (minimum, optimum, maximum) – jej optimálne hranice rôzne v závislosti od toho, či ide o teplomilné alebo chladnomilé rastliny
- obsah kyslíka v pôde – predpoklad uvoľňovania energie dýchaním (suché zalievanie – kyprenie pôdy). Pri nedostatku kyslíka sa zníži intenzita dýchania koreňových buniek, a tým aj prijímanie vody. Optimálna pôdna vlhkosť má byť 60 – 70%.
- veľkosť pôdnych čiastočiek – v ílovitých, mastných a kyslých pôdach zabraňujú príjmu vody do rastliny a vyvolávajú tzv. fyziologické sucho
- intenzita transpirácie – čím viac vody rastliny vydávajú, tým viac vody prijímajú
 
Výdaj vody ovplyvňuje najmä:
- obsah vody v rastline – pri jej nadbytku sa prieduchy otvárajú, pri nedostatku sa zatvárajú
- stav listov (prieduchy)
- teplota vzduchu – s rastúcou teplotou transpirácia stúpa, po dosiahnutí určitej teploty sa prieduchy zatvoria
- vlhkosť vzduchu – s rastúcou vlhkosťou transpirácia klesá
- svetlo - zvyšuje transpiráciu, prieduchy sa otvárajú

Oboduj prácu: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Vypracované témy z biológie

Diskusia: Fyziologické procesy príjmu, vedenia a výdaja vody v rastline

Pridať nový komentár


Odporúčame

Prírodné vedy » Biológia

:: KATEGÓRIE – Referáty, ťaháky, maturita:

Vygenerované za 0.037 s.
Zavrieť reklamu