5. Особливості будови листка як органа транспірації.

Основним органом транспірації є листок. Середня товщина листка 100-200 мкм. Листок покритий епідермісом. Це одношарова покривна тканина (лише в деяких рослин 2-3 шаровий епідерміс). Зовнішня оболонка верхнього епідермісу листка вкрита кутикулою, яка захищає його від випаровування. У клітинах епідермісу відсутні хлоропласти, тому ця тканина прозора і добре пропускає світло. Клітини нижнього епідермісу утворюють менш потужній кутикулярний шар. Тут частіше розвиваються волоски та продихи. Більш розвинута кутикула у світлолюбних та посухостійких рослин, ніж у тіневитривалих і вологолюбних. розрізняють транспірацію продиху і кутикулярну – крізь поверхні кутикули, яка вкриває епідерміс листка. Кутикулярна транспірація значно менша за продихову; у старих листках вона становить 5-10 % загальної трансляції, а в молодих, які мають таку кутикулу, може досягти 40-70%.Часто листок покритий восковим нальотом, який є бар'єром на шляху пересування води. На поверхні епідермісу листків часто розвинуті волоски, лусочки, які також впливають на водний режим листка, так як знижують швидкість руху повітря над його поверхнею і розсіюють світло, що також знижує втрати води за рахунок транспірації. Між епідермісом знаходиться асиміляційна тканина листка, або мезофіл ("мезо" - середній, "філон" - листок). Мезофіл складається стовпчастої і губчастої паренхіми. Клітини стовпчастої паренхіми (2-3 шари) видовжені, без міжклітинників, містять хлоропласти. Ці клітини мають особливу будову. Гострими кінцями вони скеровані до провідних пучків, а тупими - до верхнього епідермісу, який захищений кутикулою. Вакуоля їх розділена плазматичною перетинкою. У зв'язку з цим на полюсах клітини створюється неоднаковий осмотичний тиск і різна сисна сила, що послідовно наростає від нижнього полюса клітини до верхнього. Така будова забезпечує водоутримуючу здатність та переміщення води в клітинах. У зв'язку з цим вчені висловлюють думку, що стовпчаста паренхіма має більше значення у врегулюванні транспірації листка, ніж продихи. Клітини губчастої паренхіми розміщені рихло, мають меншу кількість хлоропластів (в 3-5 раз), є між ними великі міжклітинники. Це забезпечує випаровування води листком. Вода випаровується у міжклітинники, а потім через продихи в оточуюче середовище. Губчаста паренхіма разом з продихами бере участь у газообміні рослини. Продихи складаються із 2-х замикаючих клітин і продихової щілини. Замикаючі клітини дводольних мають бобовидну форму, а однодольних -видовжену, циліндричну.

6. Рух води в рослинах. Двигун водного потоку.

У судини ксилеми вода поступає осмотичним шляхом за градієнтом водного потенціалу.

Мінеральні речовини і метаболіти є осмотично активними речовинами, накопичення цих

осмотично активних речовин у судинах створює сисну силу, яка сприяє осмотичному транспорту води в ксилему. Таким чином, у результаті активної роботи іонних насосів у корені і осмотичному поступанню води в судини ксилеми в судинах розвивається гідростатичний тиск, який дістав назву кореневого тиску. Він забезпечує підняття ксилемного розчину по судинах ксилеми з кореня в надземні частини. Взагалі поглинання води кореневою системою проходить завдяки роботі двох кінцевих рушіїв водяного потоку: верхнього кінцевого рушія, або присмоктуючої сили транспірації, і нижнього кінцевого рушія, або кореневого тиску. Основною силою, яка викликає поступання і пересування води в рослині є присмоктувальна сила випаровування, в результаті якої виникає градієнт водного потенціалу. Робота верхнього рушія мало пов'язана з життєдіяльністю кореневої системи. Коренева система рослини здатна активно рухати воду кореневими клітинами в певному напрямку - крізь кореневі волоски, клітини корової паренхіми кореня, ендодерму, перицикл і паренхіму осьового циліндра в судини кореня.

Сила, яка викликає односторонній потік води з розчиненими речовинами по судинах, яка не залежить від процесу транспірації, називається кореневим тиском.

Плач рослини - це прижиттєвий односторонній потік води і поживних речовин, який залежить від аеробного перетворення асимілятів.

Плач рослин можна спостерігати весною, коли дерева ще не розпустили бруньки. Збирання березового соку - приклад дії нижнього рушія води і поживних речовин по рослині.

Розрізняють два види плачу - весняний і літній. Весняний відбувається до розпускання

листків, а літній - після розпускання. Весняний плач відрізняється від літнього більшою кількістю виділюваного соку.

Другим прикладом роботи нижнього кінцевого рушія є гутація. Гутація - це виділення води

листками через особливі клітини - гідатоди. Гутацію можна спостерігати у рослин при високій

вологості повітря, коли процес транспірації затруднений, а поступання води в кореневу систему

достатнє. При гутації сік фільтрується крізь дрібноклітинну паренхіму, так звану епітему - тканину, яка вистилає дно повітряної порожнини гідатод.

Гутаційне виділення вологи характерне для тропічних рослин, які живуть при підвищеній вологості.

У водних рослин гутація проходить безперервно - це єдиний шлях виділення вологи.

Інтенсивність гутації у нічний період підвищується.

Загальна характеристика транспірації і її фізіологічне значення

Верхнім кінцевим рушієм, який забезпечує пересування води вверх по рослині, є сисна сила транспіруючих клітин листкової паренхіми. Чим активніше проходить транспірація, тим більша сила верхнього кінцевого рушія. Транспірація - це фізіологічний процес випаровування води рослини.