21. Дайте понятие транспирации и газообмена у растений. Какова биологическая роль этих процессов?

Вода, находящаяся в растении, непосредственно контактирует с водой из почвы и с парами воды в окружающем растение воздухе. Основная масса воды поступает в растение через корневые волоски. Вода проходит через кору корня в ксилему, поднимается по ксилеме к листьям и испаряется с поверхности клеток мезофилла, а затем диффундирует наружу через устьица. Последний процесс называется транспирацией, а поток воды к транспирирующей поверхности – транспирационным током. Итак, транспирация – испарение воды с поверхности растения, в нем участвуют:

Устьица – поры, через которые диффундирует вода, испарившаяся с поверхности клеток; такие поры есть в эпидермисе листьев и зленых стеблей (испараяют около 90% воды)

Кутикула – восковой слой, покрывающий эпидермис листьев и стеблей; через него проходит вода, испаряющаяся с наружных стенок клеток эпидермиса (около 10%)

Чечевички – обычно их роль в испарении воды очень мала, но у листопадных деревьев после сбрасывания листвы через чечевички теряется основная масса воды.

Обмен СО₂ и О₂ между средой и организмом называется газообменом. У растений газообмен происходит через поры в эпидермисе – устьица. Растения поглащают СО₂ и выделяют О₂ в процессе фотосинтеза, а в процессе дыхания наоборот: О₂ используется, а СО₂ выделяется. В естественных условиях процесс фотосинтеза преобладает над процессом дыхания, поэтому в нашей атмосфере с течением времени накапливается О₂.

Устьица – основные участники транспирации и газообмена, поэтому целесообразно будет описать механизм их работы. Само устьице – межклетник между двумя замыкающими клетками фосолевидной формы. Щель между этими клетками может расширяться и сужаться, регулируя газообмен. Под щелью расположена дыхательная полость, окруженная клетками мезофила листа, а замыкающие клетки окружены клетками эпидермы. Механизм работы устьиц основывается на осмотических свойствах клетки. При освещении поверхности листа солнцем в замыкающих клетках осуществляется фотосинтез, вырабатывается сахар, что влечет за собой активное поступление ионов калия. В результате концентрация клеточного сока увеличивается, возникает разность концентраций в околоустьичных и замыкающих клетках. В силу осмотических свойств из околоустьичных клеток в замыкающие клетки поступает вода, что ведет к увеличению объема и тургора устьичных клеток. Утолщения на внутренней поверхности замыкающих клеток обеспечивает неравномерное растяжение клеточной стенки, в результате замыкающие клетки приобретают ярко выраженную бобовидную форму, вызывая открытие устьичной щели. С падением интенсивности фотосинтеза (с наступление темносты) количество сахара снижается, ионы калия уходят, происходит отток воды в окружающие клетки, тургорное давление снижается и устьица закрываются.

Биологическая роль.

Траспирационный ток нужен для доставки минеральных солей всем частям растения, т.к. эти вещества переносятся вместе с водой.

Быстрое поглащение воды позволяет корням извлекать воду и растворенные в ней вещества из более отдаленных участков почвы.

Транспирации сопутсвтует испарение воды из клеток мезофила. Этот процесс идет с затратой энергии, поэтому испарение приводит к охлаждению листьев. Это очень важно, особенно на открытом солнце.

В результате газообмена происходит накопление кислорода в атмосфере.