Тақырыбы: Өсімдікте су режимі. Судың құрылымы мен физикалық-химиялық қасиеттері

ОБСӨЖ мақсаты; Өсімдік арқылы судың таралуы.

Мезофит өсімдіктердің жапырағын көлденеңінен кескенде, одан жасушаның 5-10 қабатын табуға болады. Жапырақтың екі бетінің сыртқы қабатындағы бірқатар жұқа дасушалар эпидермис деп аталады. Эпидермис жасушаларының сыртын кутикуланың тығыз қабаты жауып жатады, бұл қабат жапырақты суды артық буландырудан сақтандырады. Эпидермис жасушаларының арасында устьице жүйесін құрайтын ерекше жасушалар орналасқан. Жапырақ пен қоршаған ауа арасындағы газ алмасу процесінде устьице маңызды роль атқарады. Ол арқылы су буы, оттегі мен көмір қышқыл газы өтеді. Устьице жапырақтың үстіңгі бетіне қарағанда астыңғы бетінде көп болады. Мұнда 1мм² аумақтағы устьиценің саны 50-ден 500-ге дейін жетеді.

Эпидермистің жоғарғы және төменгі қабаттары арасында, жапырақтың тақтасында мезофилл орналасқан, ол паренхима жасушаларының палисадты және борпылдақ паренхима деп аталатын екі түрінен тұрады. Борпылдақ паренхима жасушалары өте борпылдақ, бос орналасқан, оны жасуша арасындағы ауа қоршап тұрады. Палисадты ұлпа жасушалары тығызырақ орналасқан. Осыған қарамастан оның жасушалары арасында да кеңістік қалады және әрбір жасуша дәрлік тікелей жасуша арасындағы ауамен жанасады. Осының нәтижесінде жапырақ жасушаларының ішкі бетінің ауданы жапырақтың сыртқы бетінің ауданынан ондаған есе артық болады. Полисадты ұлпаның ашық ішкі беті борпылдақ ұлпаның ашық ішкі бетіне қарағанда үлкен болып келеді. Әрбір устьиценің астыңғы жағында айтарлықтай бос кеңістік бар, ол жасушааралық кеңістікпен байланысады. Жапырақтың жасуша арасындағы және устьице астындағы барлық кеңістіктері өзара байланысады да, жапырақтың бірыңғай ішкі қусын құрайда. Ішкі қуыста устьице саңылауы арқылы сыртқы ауадан өтетін оттегі, көмірқышқыл газы еркін айналым жасайды.

Устьице бір жағынан алып қарағанда мезофиллдің бүкіл ішкі бетін желдетіп тұратын қақпа. Транспирацияның негізгі бөлігі устьице арқылы өтетіндіктен, устьиценің ашылу және жабылу механизмі өзіне назар аудартады. Устьиценің қозғалысына әсер етуші факторлардың бәрі де өзінің әсерін тұйықтаушы жасушалардағы тургордың өзгерісі арқылы көрсетеді. Тургор қысымы – гидростатикалық қысым, ол су мен еріген заттардың, иондардың концентрациясына байланысты.

Ылғал жетіспеушілігі кезінде тұйықтаушы жасушаларда абсциз қышқылы жиналып, устьице саңылауының жабылуына себепші болады. Астық тұқымдас өсімдіктердің устьицелері ауа райы жағдайларына қарамастан, түнде әр уақытта жабық болады, ал күндіз топырақ ылғалдығына қарай ашылады. Сондықтан астық тұқымдас өсімдіктер устьицелерінің күйі олардың сумен қамтамасыз етілуінің көрсеткіші бола алады. Жоңышқа, бұршақ, түйежоңышқа, үрмебұршақ, қызылша өсімдіктерінің устьицелері таңертең ашылады, күн шыққан соң 2-3 сағаттан кейін ол барынша ашылады да, түстен кейін жабыла бастайды. Қалың жапырақты картоп, капуста және басқа да өсімдіктер ылғал жеткілікті кезде устьиценің күндіз де, түнде де кең ашылған күйде ұстайды. Құрғақшылық кезде кешке қарай олардың устьицесі жабық болады. Көріп отырғанымыздай, өсімдіктердің бұл топ тарында устьице қозғалысының барысы ауа райы жағдайлары мен топырақ ылғалдылығын білдіреді.

Коллоквиум сұрақтары:

1. 
   Өсімдіктердің бейімделушілігі мен төзімділігі.
   
2. 
   Устьицелік транспирация.
   
3. 
   Транспирация.
   
4. 
   Транспирацияны сипаттайтын көрсеткіштер.
   
5. 
   Транспирацияның түрлері.
   

ОБСӨЖ № 13

1.Судың физикалық –химиялық.

2. Байланысқан су.

ОБСӨЖ мақсаты: Судың физикалық –химиялық.мен таныстыру.

ОБСӨЖ мәтіні: Судың физикалық -химиялық қасиеттері жасушаның құрылысына, оның тіршілік әрекетіне , организімдегі судың алмасуына айтарлықтай әсер етеді.

Тірі жасушадағы судың күйі оының қос заряды болуына байланысты. Жасуша құрамындағы полимерлер молекулалары – ақуыздар , нуклеин қышқылдары, полисахаридтер- ерітіндіде коллоидтық қасиет білдіреді. Олар судың біраз мөлшерін өздеріне тартып , олар электростасикалық күшпен немесе Н-байланыс арқалы ұстап тұрады. Коллоид бөлшегі оң зарядты болса, ол су диполін теріс заряд ұшымен тартады. Коллоид теріс зарядты болғанда, су молекуласы оған оң заряд жағымен тартылады.

Сөйтіп, коллоид өзінің айналасында су молекуласының 1-2 қатарынан тұратын концентрлі қабаттар түзе келе, су молекулаларының орналасуын реттейді. Судың бұл қабаты гидраттық қабықша деп аталады. Бұл жағдайда коллоид пен судың бірінші қабаты берік байланысады. Судың неғұрлым қашық орналасқан молекулаларын коллид аз күшпен ұстап тұрады. Сутектік байланыстар су мен ақуыздың және басқа да полимерлердің мынадый топтары арасында түзіледі: COOH, NH₂, CO, COH және ОН ьобы судың 3 молекуласын байланыстырады, СООН тобы-төрт, СО, NH, СОН топтары –екі, NH₂ тобы- екі-үш, СОNH тобы-бір, глюкозаның қалдығы – үш молекуласын байланыстырады. Полимерлер молекуласының айналасында судың ерекше, реттелген күйінің болатынын гидратция жылуы мен сығу эффекті және диэлектрлік, ядролық магнит резонанс әдәстері көрсетеді. Мұнда судың реттелуі мұз тәрізді құрылымды нығайтады деген пікір бар

Тірі жасушада коллоидтық биополимерлер ғана емес, сол сияқты судың күйіне әсер ететін электролиттер иондары да бар. Электролиттер иондары да гидратталады, бірақ ол коллоидтарға қарағанда судың мұзға ұқсас құрылымын нығайтпайды.

Жасуша суының биополимерлер (ақуыз, нуклеин қышқылы, полисахаридтер және т.б.) молекулаларына жақын орналасқан бөлігі байланысқан су деп аталады да, олардың маңында сутектік байланыстар күшімен ұсталып тұрады. Бос су биополимерлер коллоидтарымен ұсталмайды, сондықтан еркін диффузияланады. Судың бұл екі түрінің бір- бірінен физикалақ қасиеттері жөнінен ғана емес , сол сияқтты физиологиялық маңызы жөнінен де айырмашылығы бар.Өсімдіктердің аязға , құрғақшылыққа және басқа да қолайсыз жағдайларға төзімділігі ондағы байланысқан суджың мөлшеріне байланысты екені бірқатар ғалымдардың жұмыстары арқылы көрсетілді. Бұдан мынакдый қорытынды жасалды: байланысқан су өсімдіктердің төзімділігін, ал бос су – физиологиялық активтігін қамтамасыз етеді. Бұл пікірдің дұрыстығы өсімдіктердің тұқымында өтіп жататын процестерден жақсы көрінеді. Тыныштық күйде тұрған және осыған байланысты ортаның қолайсыз жағдайларына неғұрлым төзімді құрғақ тұқымды 14%-ға дейін су болады және оның бәрі де байланысқан су. Тұқым ісініп , бос су пайда бола бастасымен физиологиялық процестердің активтігі күрт артып, тұқымның төзімділігі кемиді. Булану процесі үшін байланысқан судың қиынырақ, ал бос судың оңай пайдаланатыны анықталған.

А.Л,Курсанов пен Б.Б.Вартапетян тірі организщімдердегі су алмасуын зерттеу үшін таңбаланған атом дарды қолданда. Олар жасуша ішіндегі судың барлығы да сырттан енетін сумен тез алмасатынын, осы тұрғыдан алып қарағанда бос және байланысқан суды бөліп алу мүмкін емес деген пікеір айтады.

Глоссарий;

Балауыз өңезі, Бастама клеткалар, Безді клеткалар, Бейімделген қалдық түрлері, Бейімделу, Бейімделу аймағы, Белокты тынс алу, Беріш, Биогенді элементтер, Биотазис, Биотроф.

ОБСӨЖ № 14

1.Жасуша компартменттердегі судың мөлшері және рөлі.

2.Өсімдіктің жасушалары мен ұлпаларында судың көп болуы.

ОБСӨЖ мақсаты: Жасуша компартменттердегі судың мөлшері және рөлі.

ОБСӨЖ мәтіні: Судың жеткілікті мөлшерде болуы – жасушалардың, ұлпалары мен тұтас организімнің тіршілік әрекетінің ең бірінші, маңызды шарьы. Барлық тірі организімдердің жалпы салмағының 50 – 90%-ға дейінгі мөлшерін су құрайды. Көптеген өсімдіктердің жапырақтарында 80 -90%, тамырларында 70-90%, тұқымдарында 10-15% су кездеседі.

Жасушаның барлық органоидтарындағы судың мөлшері әр түрлі болғанымен, сұйықтық арасында қашанда тепе-теңдік сақталаады. Барлық органоидтарындағы су өзара жалғасып, үздіксіз байланыс түзеді.

Жасуша қабықшасының 50%-ын су құрап , ал қабықшаның бос кеңістігін алып жатады. Жасуша аралықтарын су буы толтырып тұрады. Бос кеңістік пен жасуша аралығына су диффузия және осмос нәтижесінде өтеді. Бұл су қозғалғыш, бос су болып табылады. Судың біраз мөлшеріқабықша полисахаридтерінің карбоксил тобымен сутектік байланыс түзеді. Әрбір карбоксил тобы судың 4 молекуласын байланыстыра алады, оның мұндай мөлшерін байланысқан су деп атайды. Жасуша қабықшасы мен цитоплазма арасында су алмасып отыратындықтан, үздіксіз су жүйесі құрылады. Цитоплазма мембраналары – плазмалемма мен тонопласт та суға қаныққан. Мембраналардың сыртқы бетін бір қабат су молекулалары қаптап тұрады. Мембранаға жақын орналасқан су мен мембрана ақуыздары өзара әрекеттеседі. Мембрананың құрылымы тек сулы ортада түзіледі. Су мембрана арқылы едуір жылдамдықпен өтеді. Мочквина , глицерин, сахарозаның мембрана арқылы өту жылдамдығы судың өту жылдамдығынан тиісінше 100, 300, 1000 есе кем.

Су плазмалемма және тонопласт арқылы қоршаған ортаға бөлініп шығады. Мембраналар зақымданған кезде олардың су өткізгіштігі едәуір артады. Су ағынын реттеу – мембраналар қызметінің бір түрі болып табылады. Су тапшылығындағы хлоропласт пен митохондриялар ісініп, судың шамалы мөлшерін қор ретінде сақтайды.

Бидай мен қара бидай жапырақтарынан бөлініп алынған митохондриялардың құрамында 68-70% су болады. Жасуша рибосомаларында 50%-ға жуық, хлоропластарда -75%, вакуоляда - 98% су кездеседі. Активті өсу кезінде цитоплазмада 95% -ға дейін су болды. Цитоплазманың қасиеті едәуір дәрежеде ондағы судың мөлшеріне байланысты.

Активті тіршілік әрекеті жағдайында тұрған өсімдіктің ұлпалары мен мүшелерінде орта есеппен 70-80%, ал кейде онан да көп мөлшерде су болады. өсімдіктердің активті өсуі кезеңінде бұл судың мөлшерін азайту оны ауыр зардаптарға душар етеді. Онтогенез барысында организімді сумен қамтамасыз етудің кемуі әдетте физиологиялық процестердің нашарлауына немесе анабоиз күйіне ұштасады. өсімдіктер өсуі мен тіршілік әрекетін дамытуы үшін суды көп қажет етеді.

1) Метаболизімнің көптеген реакцияларына су негізгі затардың бірі ретінде қатысады. Мәселен, ол тыныс алу және фотосинтез процестеріне реакцияның химиялық компоненті ретінде қатысады, мұнда бұл өзінің құрылымды элементтеріне ыдырайды немесе оттегі мен сутегіден қайтадан синтезделеді. Метаболизм реакциясының барысында организімнің ішінде түзілетін суды (тамыр арқылы сыртқы ортадан келетін суды өзгеше) А.Л. Курсанов эндогенді су деп атады.

2) Организімдегі судың басқаша рөлі оның жауша ішіндегі ортаны құрайтынынна байланысты. Жасуша ішіндегі зат алмасудың көптеген биохимичлық реакциялары өтеді. Судың болар-болмас азаюы реакция барысына әсер етіп, олардың бағытын өзгертеді немесе олардың өтуіне мүмкіндік бермейді.

3) Организімде температураны реттеу қызыметін атқарады. Ол өсімдіктің барлық бөлігіне сіңіп, бірыңғай гидростатикалық жүйе құрайды. Судың жылыу сиымдылығы үлкен және бу түзу жылуы жоғары болғандықтан, дене температурасын тұрақты шамадан сақтап, оны қоршаған орта температурасының күрт өзгеруіне тәуелсіз жағдайда ұсатап тұрады.

4) Су молекуласының полюстілігі гидрация құбылысын күрделендіріге түседі. Цитоплазмада, ядро және жасушының басқада органоидтарында коллоидтық бөлшектердің гидраттануы олардың тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

5) Топырақтан тасырға өтетін және су ағыны мен таралытын минералдық тұздарды ерітеді және тасымалдайды.

Реферат тақырыптары:

1. 
   Су режиміне байланысты өсімдіктердің әр түрлі топтарының сипаттамасы: ксерофиттер, гигрофиттер, мезофиттер.
   
2. 
   Өсімдік жасушасы – осмостық жүйе ретінде.
   
3. 
   Жасушалардың өсу кезеңдері және олардың ерекшеліктері: эмбрионалдық, созылу, дифференциялдану.
   

ОБСӨЖ № 15

ОБСӨЖ тақырыбы: Судың осмостық сіңуі.

ОБСӨЖ жоспары:

1.Судың осмостық сіңуі.

2.Гидростатикалық қысымы.

ОБСӨЖ мақсаты: Судың осмостық сіңуі.

ОБСӨЖ мәтіні: Кез келген организмнің тіршілік әрекеттері қалыптағыдай жүзеге асуы үшін сыртқы ортадан жеткілікті мөлшерде судың енуі қажет. өсімдік клеткасына судың енуіне биоколлоидтардың бөрту, гидраттану күштері әсер етеді. Судың осындай күштердің әсерінен сіңуі тұқымдарды суға малғанда немесе ылғал топыраққа отырғызғанда байқалады. Бірақ, тірі клеткаға судың енуі негізінен осмостық күшке байланысты болады.

Кез келген ортадағы заттар бөліктерінің бір орыннан басқа орындарға үздіксіз қозғалып араласуын ірігу (диффузия) деп атайтындығы белгілі. Еріткіштің өзінен жартылай өткізгіш мембрана арқылы бөлінген ерітіндіге өтуін осмос деп атайды.

Осы құбылысты бірінші рет француз физиологы Г.Дютроше 1826 жасанды осмометр арқылы зерттеді. Ол ішіне шыны түтік орнатқан жартылай өткізгіш қабыршақтан жасалған (пергамент, мал қуығы) қалташықты қант немесе басқа заттың ерітіндісімен толтырды. Осы қалтаны таза су құйылған ыдысқа малып қойғанда түтіктегі сұйықтық деңгейі жоғарылағанын байқады. Бірақ, оның қолданған қабыршақтары нағыз жартылай өткізгіш болмағандықтан, қанттың жайлап енуі осмостық қысымның шамасын өлшеуге мүмкіндік бермеді.

Осмометрдің жетіліңкіреген түрін В. Пфеффер ұсынды. Ол ұсақ саңылаулы фарфор ыдысқа сары қан тұзының К₄ [Fe (CN)₆] ерітіндісін құйып, оны CuSO₄ ерітіндісіне малып қойды. Осы ерітінділердің өзара әрекеттесуінен ыдыстың саңылауларында жартылай өткізгіш қасиеті бар Cu[Fe (CN)₆] тұзының қоймалжың қабыршағы пайда болады.

Осындай осмостық қуысқа судың енуінен сұйықтықтың монометрлік түтіктегі деңгейі сұйықтықтың гидростатикалық қысымы ерітінді көлемінің ұлғаюына кедергі жасағанша тоқталмайды. Осылай жартылай өткізгіш мембрана арқылы судың ерсілі-қарсылы жылжуы да теңеседі. Бұл жағдайдағы гидростатикалық қысым Р потенциалдық осмос қысымына тең болады.

Вант-Гофф осмостық заңдылықтары Бойль-Мариоттың газдың заңдылықтарына сәйкес екендігін дәлелдеді. Ол потенциалдық қысымды есептеу үшін мына теңдеуді ұсынды:

=1CRT

мұндағы, С – ерітіндінің мольдік концентрациясы, Т – абсолюттік температура, R – газ тұрақтысы, 1 – изотоникалық коэффициент.

Сонымен тұрақты температуралық жағдайда қанықпаған ерітінділердің осмостық қысымы еріген зат бөліктерінің (молекулалар, иондар) мөлшерімен анықталады. Потенциалдық осмос қысымы Паскальмен белгіленіп, қанықтығы белгілі ерітіндінің суды сіңірудегі ең жо,ары мүмкіндігін сипаттайды.

Белгілі заттың ірігу жылдамдығымен белгіленетін молекулаларының энергетикалық деңгейін осы заттың химиялық потенциалы (Н₂О) деп аталады. Ол судың араласу, булану, сіңу қабілеттілігін сипаттайды және нөлмен белгіленеді. Сондықтан кез келген ерітіндінің және биологиялық сұйықтықтардың су потенциалы теріс мәнді болады. Ол еріген заттың мөлшерімен анықталатын осмостық потенциалдың және гидростатикалық қысыммен байланысты потенциалдың жиынтығы болып есептеледі.

Егер өзі арқылы тек қана суды өткізетін жартылай өткізгіш қабыршақтан жасалған, ішіне сахароза ерітіндісі құйылған қалташықты таза суға малып қойса, су молекулалары оның ішіне қарай енеді. Ерітіндідегі еріген заттар су ырықтығын кемітетіндіктен қалташықтан судың сыртқа шығуы ішке енуінен аз болады. Сондықтан сахароза ерітіндісінің көлемі ұлғайып, осмометрлік түтіктегі деңгейі жоғарылайды. Осмостық қысымды анықтау үшін таза еріткіш бөлшектерінің ырықтығын тойтаруға, соған байланысты су молекулаларының ерсілі қарсылы жылжуын теңестіруге қажетті өлшеу керек болады.

Глоссарий;

Безді клеткалар, Бейімделген қалдық түрлері, Бейімделу, Бөліп шығарушы клеткалар, Бірінші қабық, Буындырушы өсімдіктер.

ОБСӨЖ № 16

ОБСӨЖ тақырыбы: Су потенциалы туралы ұғым.

ОБСӨЖ жоспары:

жүктеу/скачать 0.88 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: