Транспірація

Транспірація - це випаровування води рослиною. Основним органом транспірації є лист. Вода випаровується з поверхні листя через клітинні стінки епідермальних клітин і покривні шари (кутікулярная транспирация) і через продихи (устьичная транспирация). В результаті втрати води під час транспірації в клітинах листя зростає сосущая сила. Це призводить до посилення поглинання клітинами листа води з судин ксилеми і пересуванню води по ксилемі з коренів в листя. Таким чином, верхній кінцевий двигун, який бере участь в транспорті води вгору по рослині, обумовлений транспирацией листя. Верхній кінцевий двигун може працювати при повному відключенні нижнього кінцевого двигуна, причому для його роботи використовується не тільки метаболічна енергія як в корені, а й енергія зовнішнього середовища - температура і рух повітря.

Відео: Транспорт речовин в рослинах і фітогормони

Транспірація рятує рослину від перегріву. Температура сильно транспірірующей листа може приблизно на 7 З бути нижче температури нетранспірірующего Зів`яле листа. Крім того, транспірація бере участь в створенні безперервного струму води з розчиненими мінеральними і органічними сполуками з кореневої системи до надземним органам рослини.

Транспірацію зазвичай висловлюють в наступних одиницях. Інтенсивність транспірації - це кількість води, що випаровується рослиною в г за одиницю часу в годинах одиницею поверхні в дм2. Ця величина коливається від 0,15 до 1,5. Транспіраціонний коефіцієнт - це кількість води в р, що випаровується рослиною при накопиченні їм 1 г сухої речовини. Продуктивність транспірації - це величина, зворотна Транспіраціонний коефіцієнту і дорівнює кількості сухої речовини в г, накопиченого рослиною за період, коли воно випаровує 1 кг води. Відносна транспірація - це відношення води, що випаровується листом, до води, що випаровується з вільною водної поверхні тієї ж площі за один і той же період часу. Економність транспірації - це кількість випаровується води в мг на 1 кг води, що міститься в рослині.

кутікулярная транспирация. Зовні листя має одношаровий епідерміс, зовнішні стінки клітин якого покриті кутикулою і воском, що утворюють ефективний бар`єр на шляху руху води. На поверхні листя часто розвинені волоски, які також впливають на водний режим листа, так як знижують швидкість руху повітря над його поверхнею і розсіюють світло і тим самим зменшують втрати води за рахунок транспірації. Інтенсивність кутікулярной транспірації варіює у різних видів рослин. У молодого листя з тонкою кутикулою вона може становити близько половини всієї транспірації. У зрілих листя з більш потужною кутикулою кутікулярная транспирация дорівнює 1/10 загальної транспірації. У старіючих листках через пошкодження кутикули вона може зростати. Таким чином, кутікулярная транспирация регулюється головним чином товщиною і цілісністю кутикули і інших захисних покривних шарів на поверхні листя.

устьичная транспирация. Устячка представляють собою щілину в под`устьічную порожнину, облямовану двома замикаючими клітинами серповидної форми. Устячка грають важливу роль в газообміні між листом і атмосферою, так як є основним шляхом для водяної пари, вуглекислого газу і кисню. Устячка знаходяться на обох сторонах аркуша. Є види рослин, у яких продихи розташовуються тільки на нижній стороні листа. В середньому число продихів коливається від 50 до 500 на 1 мм2. Транспірація через продихи йде майже з такою ж швидкістю, як і з поверхні чистої води. Це пояснюється законом І. Стефана: через малі отвори швидкість дифузії газів пропорційна НЕ площі отвору, а діаметру або довжини окружності. Тому, хоча площа устьічних отворів мала по відношенню до площі всього листа (0,5-2%), випаровування води через продихи йде дуже інтенсивно.

Відео: Транспірація і мікроклімат

Транспірація складається з двох процесів: 1) пересування води в листі з судин ксилеми по симпласти і, переважно, по клітинних стінок, так як в стінках транспорт води зустрічає менший опір, 2) випаровування води з клітинних стінок в межклетники і под`устьічние порожнини з наступною дифузією в навколишнє атмосферу через устьічниє щілини. Чим менше відносна вологість атмосферного повітря, тим нижче його водний потенціал. Якщо водний потенціал повітря менше водного потенціалу под`устьічних порожнин, то молекули води випаровуються назовні.

Основним фактором, що впливає на відкривання і закривання продихів, є вміст води в листі, в тому числі і в замикаючих клітинах продихів. Клітинні стінки замикаючих клітин мають неоднакову товщину. Внутрішня частина стінки, що примикає до устьичной щілини, більш товста, а зовнішня - більш тонка. У міру того як замикає клітина осмотически поглинає воду, тонша і еластична частина її клітинної стінки розтягується і відтягує внутрішню частину стінки. Замикають клітини приймають напівкруглу форму і продихи розкриваються. При нестачі води замикають клітини випрямляються і устьичная щілину закривається (рис. 3.2). Крім того, у міру збільшення водного дефіциту в тканинах рослини підвищується концентрація інгібітора росту абсцизовой кислоти. Вона пригнічує діяльність Н + -насосів в плазмалемме замикаючих клітин, внаслідок чого знижується їх тургор і продихи закриваються. Абсцизова кислота також пригнічує синтез ферменту a-амілази, що призводить до зниження гідролізу крохмалю. У порівнянні з низькомолекулярними вуглеводами крохмаль не є осмотично активною речовиною, тому сосущая сила замикаючих клітин зменшується і продихи закриваються.

На відміну від інших клітин епідермісу замикають клітини продихів містять хлоропласти. Синтез вуглеводів в процесі фотосинтезу в замикаючих клітинах збільшує їх ссуть силу і викликає поглинання води, сприяючи цим відкриванню устьиц.

Стан устьиц залежить від вуглекислого газу. Якщо концентрація СО2 в под`устьічной порожнини падає нижче 0,03%, тургор замикаючих клітин збільшується і продихи відкриваються. Підвищення концентрації СО2 в повітрі викликає закриття продихів. Це відбувається в межклетниках листа вночі, коли в результаті відсутності фотосинтезу і триваючого дихання рівень вуглекислого газу в тканинах підвищується. Такий вплив вуглекислого газу пояснює, чому вночі продихи закриті і відкриваються зі сходом сонця. Зрушення рН в лужну сторону внаслідок зменшення концентрації СО2 збільшує активність ферментів, які беруть участь в розпаді крохмалю, тоді як при кислому рН при підвищенні вмісту СО2 в межклетниках підвищується активність ферментів, які каталізують синтез крохмалю.

На світлі замикають клітини продихів містять значно більше калію, ніж в темряві. При відкриванні устьиц вміст калію в замикаючих клітинах збільшується в 4 рази при одночасному зниженні його вмісту в супутніх клітинах. Встановлено підвищення вмісту АТФ в замикаючих клітинах продихів в процесі їх відкривання. АТФ, утворена в процесі фотосинтетичного фосфорилювання в замикаючих клітинах, використовується для посилення надходження калію. Посилене надходження іонів калію підвищує ссуть силу замикаючих клітин. У темряві іони калію виділяються із замикаючих клітин і продихи закриваються.

Періодичність добового ходу транспірації спостерігається у багатьох рослин, але у різних видів рослин продихи функціонують неоднаково. У дерев, тіньовитривалих рослин, багатьох злаків і інших гідростабільних видів з досконалою регуляцією устьичной транспірації випаровування води починається на світанку, досягає максимуму в ранкові години. Опівдні транспирация знижується і знову збільшується в передвечірні години при зниженні температури повітря. Такий хід транспірації призводить до незначних добовим змін осмотичного тиску і вмісту води в листі. У видів рослин, здатних переносити різкі зміни вмісту води в клітинах протягом дня, тобто у гідролабільних видів, спостерігається одновершинная добовий хід транспірації з максимумом в полуденний час. В обох випадках вночі транспирация мінімальна або повністю припиняється.

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі