6: Опишите влияние на транспирацию таких факторов внешней среды как температура, влажность почвы и воздуха, освещенность.

У растений имеется ряд особенностей, позволяющих им сократить потери воды в засушливых условиях. Такие признаки называются ксероморфными. Виды, растущие в условиях низкой влажности и регулярных засух, называются ксерофитами. Растения, приспособленные к условиям достаточной влажности, называются мезофитами.

Температура. Самое сильное влияние на транспирацию оказывает температура. Чем она выше, тем быстрее вода испаряется клетками мезофилла и тем насыщеннее водяным паром воздух внутри листа. Одновременно повышение температуры приводит к снижению относительной влажности воздуха, окружающего растение. Эти два явления повышают крутизну градиента молекул воды между воздухом в межклетниках и окружающей атмосферой. Чем круче этот градиент, тем выше скорость диффузии. Можно сказать иначе: водный потенциал внутри листа возрастает, а вне его - падает. Солнечное излучение повышает температуру листа. Чем беднее окрашены листья, тем больше солнечной радиации они отражают и поэтому не так быстро нагреваются.

Влажность и давление водяного пара. Низкая влажность воздуха вокруг листа способствует транспирации, поскольку диффузионный градиент водяного пара (градиент водного потенциала) между межклетниками и окружающей атмосферой становиться круче. С повышением концентрации водяного пара в воздухе, т.е. с увеличением влажности, диффузиозный градиент становится более пологим. Водный потенциал атмосферы убывает также с увеличением высот над уровнем моря; это связано с понижением атмосферного давления. Поэтому у высокогорных растений часто наблюдаются ксероморфные признаки, снижающие интенсивность транспирации.

Движение воздуха. В неподвижном воздухе вокруг листа формируется слой насыщенного влагой воздуха, и дуффузиозный градиент между межклетниками и окружающей атмосферой становится относительно пологим. При малейшем движении воздуха этот слой сдувается, поэтому интенсивность транспирации при ветреной погоде повышается, причем усиление транспирации заметнее всего, когда ветер слабый. При сильном ветре устьица закрываются, и транспирация прекращается.

Свет. Освещенность влияет на транспирацию, поскольку устьица обычно открыты на свету и закрыты в темноте. Таким образом, ночью растения теряют сравнительно мало воды (через кутикулу и чечевички). Утром устьица раскрываются, и интенсивность транспирации возрастает.

7:Перечислите типы транспорта воды и опишите механизм действия сил, под действием которых вода передвигается в растении.

Вода поступает в листья по сосудам ксилемы. Ксилема составляет часть проводящих пучков, которые пронизывают весь лист, образуя в нем сеть тонких жилок. Эти пучки оканчиваются одним или немногими ксилемными сосудами, через которые вода легко проходитв окружающие клетки мезофилла. Ксилема цветковых растений содержит два типа проводящих воду структур – трахеиды и сосуды. Ксилема и флоэма образуют проводящую ткань высших, или сосудистых, растений. Ксилемные сосуды заполняет сплошной столб воды; по мере того, как вода выходит из сосудов, в этом столбе создается натяжение; оно передается вниз по стеблю до самого корня благодоря сцеплению молекул воды. Эти молекулы стремятся «прилипнуть» к друг другу, потому что они полярны и притягиваются к друг другу электрическими силами, а затем удерживаются вместе водородными связями. Кроме того, они притягиваются к стенкам ксилемных сосудов, т.е. происходит их адгезия (прилипание) к ним. Сильная когезия молекул воды означает, что ее столб трудно разорвать – у него высокий предел прочности при растяжении. Растягивающее напряжение в клетках ксилемы приводит к генерированию силы, способной сдвигать весь водяной столб вверх по механизму объемного потока. Снизу вода поступает в ксилему из соседних клеток корня. Существует три пути движения воды: апопластный (по клеточным стенкам), симпластный (по цитоплазме и плазмодесмам) и вакуолярный (через вакуоли).

Апопласт- это система соприкасающихся клеточных стенок, образующая непрерывную сеть по всему растению. До 50% такого целлюлозного каркаса представляет собой как бы «свободное пространство», которое может быть занято водой. При ее испарении в межклетники с поверхности клеток мезофилла в непрерывном апопластном слое воды возникает натяжение, и весь он по механизму объемного потока подтягивается к месту убывания благодаря когезии («сцеплению») водных молекул. В апопласт вода поступает из ксилемы.

Симпласт- это система взаимосвязанных протопластов растения. Протопласты соседних клеток соединяются между собой плазмодесмами – цитоплазмотическими тяжами, проходящими через поры в клеточных стенках. Вода с любыми растворенными в ней веществами, попав в протопласт одной клетки, может двигаться дальше по симпласту, не пересекая никаких мембран. Это движение иногда облегчается благодаря упорядоченному току цитоплазмы. Симпластный транспорт воды для растений важнее вакуолярного.

Вакуолярный транспорт- в этом случае вода движется из вакуоли одной клетки в вакуоль соседней через симпласт и апопласт, и, следовательно, через тонопласты и плазмодесмы, за счет осмоса.

Транспирационный ток поддерживается прежде всего за счет разности гидростатических потенциалов: потеря клеткой даже небольшого количества воды гораздо сильнее влияет на тургорное давление, чем на концентрацию растворенных веществ. То же самое можно сказать о корне, в котором есть градиенты водного и гидростатического потенциалов, но не всегда существуют градиенты осмотического поетнциала.