Гафин Мунир Мазгутович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология производства, переработки и экспертизы продукции апк» фгбоу во ульяновский гау физиология и биохимия растений: краткий курс лекций

Лекция 3. Водообмен растений 
План 
 
1. Функции и формы воды в растениях
2. Значение воды для жизнедеятельности растений
3. Корневая система как орган поглощения воды 
4. Корневое давление: значение, механизм и методы определения.Гуттация и плач 
растений 
5. Формы воды в почве. Водные характеристики почвы
6. Физиологическая засуха и ее причины. Коэффициент завядания
7. Транспирация: ее формы и физиологическое значение 
8.
Вода является одной из главных составных частей растений. Ее содержание 
неодинаково в разных органах растения (так, в листьях салата она составляет 95 %, а в 
сухих семенах – не более 10 % от массы ткани) и зависит от условий внешней среды, вида 
и возраста растения. Для своего нормального существования растение должно содержать 
определенное количество воды, в среднем 75–80 % массы растительной ткани. Вода – это: 
1) среда, в которой протекают процессы обмена веществ;
2) субстрат и продукт биохимических процессов (реакции гидролиза, окислительно-
восстановительные реакции);
3) источник кислорода, выделяемого при фотосинтезе, и водорода, используемого для 
восстановления углекислого газа;
4) основа конформации молекул белка;
5) основа устойчивости структур цитоплазмы и оболочки клеток в упругом состоянии; 6) 
основа «тургорных» движений частей растений;
6) основа терморегуляции растительного организма.
Свойства воды, обеспечивающие ее функции в растительной клетке:
1) молекула воды представляет собой диполь;
2) благодаря этому молекулы воды могут ассоциировать друг с другом, ионами и 
белковыми молекулами;
3) вода участвует в поглощении и транспорте веществ, так как является хорошим 
растворителем; 
гидратные 
оболочки, 
окружающие 
ионы, 
ограничивают 
их 
взаимодействие;
4) вода обладает высокой теплоемкостью, равной 1
кал/град, что позволяет растению воспринимать изменения температуры окружающей 
среды в смягченном виде, испарение воды растениями, т. е. транспирация, служит 
основным средством терморегуляции у растений.
Формы воды в растении 
В клетках и тканях различают две формы воды: прочно связанную (связанную) и 
рыхло связанную (свободную). Осмотически связанная вода гидратирует растворенные 
вещества – ионы и молекулы; коллоидносвязанная вода гидратирует коллоиды (макромо-
лекулы); капиллярносвязанная вода связана со структурами клеточных стенок и сосудов 
за счет сил адгезии.
Связанная вода выполняет структурную функцию, поддерживая структуру 
коллоидов и обеспечивая функционирование ферментов, органоидов и клетки в целом. 
Она малоподвижна, не участвует в растворении и транспортевеществ, отличается 

сниженной температурой замерзания и более высокой температурой кипения по 
сравнению со свободной водой.
Свободная вода обладает высокой подвижностью, является растворителем и 
основным транспортером веществ по растению. Доля связанной воды в клетке 
составляетоколо 40 %, доля свободной – около 60 %. При недостатке влаги в первую 
очередь снижается доля свободной воды.
Корневая система как орган поглощения воды 
Водный баланс растений складывается из поглощения, использования и потери 
воды. Корневая система является органом поглощения воды из почвы. Сформировавшаяся 
корневая система представляет собой сложный орган с хорошо дифференцированной 
структурой. Подсчитано, что общая поверхность корневой системы может превышать 
поверхность надземных органов более чем в 150 раз. Рост корневой системы и ее 
ветвление продолжаются в течение всей жизни растения.
Поглощение воды и питательных веществ осуществляется в основном корневыми 
волосками ризодермы. Ризодерма – это однослойная ткань, покрывающая корень 
снаружи. У одних видов растений каждая клетка ризодермы формирует корневой волосок, 
у других она состоит из двух типов клеток: трихобластов, образующих корневые волоски, 
и атрихобластов, не способных к образованию волосков. Из ризодермы вода попадает в 
клетки коры. У травянистых растений кора корня обычно представляет собой несколько 
слоев живых паренхимных клеток. Между клетками имеются крупные межклетники, 
обеспечивающие аэрацию корня. Через клетки коры возможны два пути транспорта воды 
и растворов минеральных солей: по симпласту и апопласту. Более быстрый транспорт 
воды происходит по апопласту. Затем вода попадает в клетки эндодермы. Эндодерма – это 
внутренний слой клеток коры, граничащий с центральным цилиндром. Их клеточные 
стенки водонепроницаемы из-за отложения суберина и лигнина (пояски Каспари). 
Поэтому вода и соли проходят через клетки эндодермы по симпласту и транспорт воды в 
эндодерме замедляется. Это необходимо, так как диаметр стели (центрального цилиндра), 
куда попадает вода из эндодермы, меньше всасывающей поверхности корня.
Центральный цилиндр корня содержит перицикл, паренхимные клетки и две 
системы проводящих элементов: ксилему и флоэму. Клетки перицикла представляют 
собой одно- или многослойную обкладку проводящих сосудов. Его клетки регулируют 
транспорт веществ как из наружных слоев в ксилему, так и из флоэмы в кору. Кроме того, 
клетки перицикла выполняют функцию образовательной ткани, способной продуцировать 
боковые корни. Клетки перицикла и паренхимные клетки активно транспортируют ионы в 
проводящие элементы ксилемы. Контакт осуществляется через поры во вторичных 
клеточных стенках сосудов и клеток. Между ними нет плазмодесм. Затем вода и 
растворенные вещества диффундируют в полость сосуда через первичную клеточную 
стенку. Для некоторых паренхимных клеток сосудистого пучка характерны выросты – 
лабиринты стенок, выстланные плазмалеммой, что значительно увеличивает ее площадь. 
Эти клетки активно участвуют в транспорте веществ в сосуды и обратно и называются 
передаточными, или переходными. Они могут граничить одновременно с сосудами 
ксилемы и ситовидными трубками флоэмы. По сосудам флоэмы транспортируются орга-
нические вещества из надземной части растения в корни.
Корневое давление: значение, механизм и методы определения. 
Гуттация и плач растений 
Вода пассивно диффундирует в сосуды ксилемы благодаря осмотическому 
механизму. Осмотически активными веществами в сосудах являются минеральные ионы и 
метаболиты, выделяемые насосами плазмалеммы паренхимных клеток, окружающих 

сосуды. Сосущая сила у сосудов выше, чем у окружающих клеток из-за повышающейся 
концентрации ксилемного сока и отсутствия значительного противодавления со стороны 
малоэластичных клеточных стенок. В результате поступления воды в сосудах ксилемы 
развивается гидростатическое давление, получившее название корневого давления. Оно 
участвует в поднятии ксилемного раствора по сосудам ксилемы из корня в надземную 

жүктеу/скачать 1.03 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: