Лекция 2. Водный обмен растений. Минеральное питание растений

2.1. Вода: структура, состояние в биологических объектах и значение в жизнедеятельности растительного организма.

В жизни растений воде принадлежит исключительная роль. По утверждению А.Сент-Дьёрди, все проявления жизни неразрывно связаны с водой. Жизнь зародилась в воде, развивалась в воде и возможна лишь при участии воды.

Вода является основным компонентом живого, составляя в среднем 80-90% массы растения. Содержание воды зависит от типа и возраста органов, их функционального состояния. Особенно богаты водой сочные плоды (80-95% сырой массы), молодые корни (70-90%) и молодые листья (80-90%). Наиболее бедны водой зрелые семена. В воздушно-сухом состоянии они содержат 5-15% воды. Активное проявление жизнедеятельности без воды вообще невозможно.

2. Роль свойств воды в биологических процессах и явлениях:

Свойства воды	Значение
Высокая теплоемкость и скрытая теплота парообразования	Поддержание теплового баланса растений
Высокое поверхностное натяжение	Определяет передвижение воды по капиллярам, обусловливает большое значение поверхностных явлений в водных системах, в т.ч. биологических
Высокая растворяющая способность	Важна для корневого питания растений, передвижения продуктов фотосинтеза, транспорта О2 и СО2
Структурообразованность, обусловленная водородными связями	Обусловливает аномальные свойства воды, делает воду структурным компонентом цитоплазмы, играет роль в процессах анестезии
Взаимодействие с полимерами	Влияет на конформацию биополимеров и активность ферментов, определяет степень устойчивости растения к неблагоприятным факторам
Диссоциация на высокоактивные ионы 2Н2О = Н3О+ + ОН- К = 10-14	Участвует в химических реакциях (фотосинтез, дыхание, гидролиз
Поглощает инфракрасную радиацию, сравнительно прозрачна для видимой части спектра	Обеспечивает способность водных растений поглощать ФАР, прозрачные клетки эпидермиса называемых растений пропускают ФАР к мезофиллу и в какой-то мере предотвращают его перегрев

Роль воды в растительном организме заключается в следующем:

• вода – структурообразователь протоплазмы. Макромолекулы белков, нуклеиновых кислот, мембраны могут сохранять свою структуру и функциональную активность только при наличии водородных связей с водным матриксом. При повышении температуры водородные связи рвутся, и стабилизирующее действие воды на структуру протоплазмы снижается. Поэтому жизнь может существовать в относительно узких пределах температур;

• вода – растворитель разнообразных веществ, обеспечивает транспорт минеральных, органических веществ и газов (СО₂, О₂) по растению;

• вода – активный участник биохимических превращений. Принимает участие в фотосинтезе, дыхании, гидролитических процессах;

• вода – способствует стабилизации температуры растений;

• вода – поддерживает тургесцентное состояние растений, что обеспечивает сохранение формы травянистых растений, определенную ориентацию органов в пространстве;

• вода – обеспечивает связь органов друг с другом. Пронизывая всё тело растения, вода создает в нем непрерывную фазу и осуществляет координацию деятельности органов в целостном растении.