Движение веществ по апопласту осуществляется за счет

05. Водный режим растений и его регуляция. Искуственное орошение растений

Движение веществ по апопласту осуществляется за счет

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.
В клетках и тканях различают две формы воды:

  • прочно связанную (связанную)
  • рыхло связанную (свободную).

Осмотически связанная вода гидратирует растворенные вещества – ионы и молекулы; коллоидносвязанная вода гидратирует коллоиды (макромолекулы); 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 транспорте веществ, 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 составляет около 40 %, доля свободной – около 60 %. При недостатке влаги в первую очередь снижается доля свободной воды.

Растительная клетка представляет собой осмотическую систему. Пектоцеллюлозная оболочка хорошо проницаема как для воды, так и для растворенных веществ.

Однако плазмалемма и тонопласт обладают избирательной проницаемостью, легко пропускают воду и менее проницаемы, а в некоторых случаях непроницаемы для растворенных веществ. В этом можно убедиться, рассмотрев явления плазмолиза и тургора.

Если поместить клетку в раствор более высокой концентрации, чем в клетке, то под микроскопом видно, что цитоплазма отстает от клеточной оболочки. Это особенно хорошо проявляется на клетке с окрашенным клеточным соком.

Клеточный сок остается внутри вакуоли, а между цитоплазмой и оболочкой образуется пространство, заполненное внешним раствором. Явление отставания цитоплазмы от клеточной оболочки получило название плазмолиза.

Плазмолиз происходит в результате того, что под влиянием более концентрированного внешнего раствора вода выходит из клетки (от своего большего химического потенциала к меньшему), тогда как растворенные вещества остаются в клетке.

При помещении клеток в чистую воду или в слабо концентрированный раствор вода поступает в клетку. Количество воды в клетке увеличивается, объем вакуоли возрастает, клеточный сок давит на цитоплазму и прижимает ее к клеточной оболочке.

Под влиянием внутреннего давления клеточная оболочка растягивается, в результате клетка переходит в напряженное состояние — тургор.

Корневая система как орган поглощения воды

Водный баланс растений складывается из поглощения, использования и потери воды. 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,
  • атрихобластов, не способных к образованию волосков.

Из ризодермы вода попадает в клетки коры. 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.

Центральный цилиндр корня содержит перицикл, паренхимные клетки и две системы проводящих элементов: ксилему и флоэму. Клетки перициклаи паренхимные клетки активно транспортируют ионы в проводящие элементы ксилемы. Контакт осуществляется через поры во вторичных клеточных стенках сосудов и клеток.

По сосудам флоэмы транспортируются органические вещества из надземной части растения в корни.

Корневое давление: значение, механизм и методы определения

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 часть растения.

Поднятие воды по растению вследствие развивающегося корневого давления называют нижним концевым двигателем. Проявлением работы нижнего концевого двигателя (корневого давления) служат плач растений и гуттация. 

Механизмы передвижения воды по растению. Теория сцепления

Восходящий поток воды в растении идет по сосудам ксилемы, лишенным цитоплазмы.

Помимо работы нижнего концевого двигателя и присасывающего действия транспирации (верхний концевой двигатель) в передвижении воды по капиллярным сосудам ксилемы участвуют силы сцепления молекул воды друг с другом (когезии) и силы прилипания (адгезии) воды к стенкам сосудов.

Обе силы препятствуют также образованию пузырьков воздуха, способных закупорить сосуд. Скорость передвижения воды по ксилеме равна 12-14 м/ч. Большая часть воды, попавшей в листья, испаряется в атмосферу, а меньшая часть (около 0,2 %) используется в метаболизме клеток на поддержание тургора и в транспорте органических соединений по сосудам флоэмы.

Транспирация – это физиологический процесс испарения воды растением.

Основным органом транспирации является лист. Вода испаряется с поверхности листьев через клеточные стенки эпидермальных клеток и покровные слои (кутикулярная транспирация) и через устьица (устьичная транспирация).

В результате потери воды в ходе транспирации в клетках листьев возрастает сосущая сила. Это приводит к усилению поглощения клетками листа воды из сосудов ксилемы и передвижению воды по ксилеме из корней в листья.

Таким образом, верхний концевой двигатель, участвующий в транспорте воды вверх по растению, обусловлен транспирацией листьев.

Верхний концевой двигатель может работать при полном отключении нижнего концевого двигателя, причем для его работы используется не только метаболическая энергия, как в корне, но и энергия внешней среды (температура и движение воздуха). Транспирация спасает растение от перегрева.

Кутикулярная транспирация. Снаружи листья имеют однослойный эпидермис, внешние стенки клеток которого покрыты кутикулой и воском, образующими эффективный барьер на пути движения воды. Интенсивность кутикулярной транспирации варьируется у разных видов растений.

У молодых листьев с тонкой кутикулой она может составлять около половины всей транспирации. У зрелых листьев с более мощной кутикулой кутикулярная транспирация равна 1/10 общей транспирации. В стареющих листьях из-за повреждения кутикулы она может возрастать.

Таким образом, кутикулярная транспирация регулируется главным образом толщиной и целостностью кутикулы и других защитных покровных слоев на поверхности листьев.

Устьичная транспирация и механизм ее регулирования

Устьица представляют собой щель в подустьичную полость, окаймленную двумя замыкающими клетками серповидной формы. Стенки замыкающих клеток, обращенные к щели, образуют утолщения. Противоположные стенки тонкие. Устьичная щель ведёт в обширный межклетник – подустьичную полость.

В основе устьичных движений лежит обратимое изменение тургора замыкающих клеток. Тонкие участки их стенок с повышением тургора растягиваются и вытягиваются в направлении от устьичной щели. В этом же направлении выгибаются и стенки, обращенные к щели. Ширина щели увеличивается – и устьице открывается.

С понижением тургора замыкающих клеток устьице закрывается. Устьица играют важную роль в газообмене между листом и атмосферой, так как являются основным путем для водяного пара, углекислого газа и кислорода. Устьица находятся на обеих сторонах листа.

Основным фактором, влияющим на открывание и закрывание устьиц, является содержание воды в листе, в том числе и в замыкающих клетках устьиц. Высокая оводненность замыкающих клеток приводит к открыванию устьиц. При недостатке воды замыкающие клетки выпрямляются – и устьичная щель закрывается.

Для нормального существования растительный организм должен содержать определенное количество воды. Чтобы возместить потери воды при испарении в растение непрерывно должна поступать вода. Два процесса, непрерывно идущие в растении – поступление и испарение воды – называются водным балансом растений.

В естественных условиях поступление воды не успевает за ее расходованием, в результате чего в растении развивается водный дефицит. В полдень содержание воды в листе на 25-28% ниже, чем в утренние часы и сопровождается уменьшение водного потенциала. Вечером при нормальных водных условиях насыщение водой листьев увеличивается.

Орошение должно быть систематической целенаправленной подачей воды растению с учетом физиологических особенностей ростовых процессов, времени формирования органов. Существуют различные методы: определения влажности почвы в слое роста корней, диагностики физиологического состояния растения и др.

Определение необходимости полива с учетом физиологического состояния растения дает особенно хорошие результаты.

К таким методам относят:

  • определение сосущей силы, концентрации и осмотического давления сока клетки;
  • определение необходимости полива по периодизму работы устьиц, по тургорному давлению листьев;
  • измерение электрического сопротивления тканей и клеток листа.

Наряду с поливной нормой и временем полива для агрономии важно знать показатели эффективного использования воды растениями. Таким показателем служит транспирационный коэффициент — количество воды, затраченное для накопления 1 г сухого вещества.

Источник: https://vseobiology.ru/konspekty-k-gosam/9-fiziologiya-rastenii-gos/23-5-vodnyj-rezhim-rastenij-i-ego-regulyatsiya-iskustvennoe-oroshenie-rastenij

Разница между апопластом и симпластом – 2020 – Новости

Движение веществ по апопласту осуществляется за счет

Волосковые клетки корня поглощают воду из почвы путем осмоса. Эта вода транспортируется к ксилеме корня через кору корня. Транспортировка воды также происходит путем осмоса.

Апопласт и симпласт – это два пути, по которым вода проходит от волосковых клеток корня к ксилеме корня. В апопластическом пути вода движется через клеточные стенки и внутриклеточные пространства коры головного мозга.

По симпластическому пути вода движется через протопласты коры корня.

Основное различие между апопластом и симпластом состоит в том, что апопласт является полностью проницаемым путем, при котором движение воды происходит путем пассивной диффузии, тогда как симпласт является избирательно проницаемым путем, при котором движение воды происходит посредством осмоса.

Ключевые области покрыты

1. Что такое апопласт
– Определение, Процесс, Характеристики
2. Что такое Симпласт
– Определение, Процесс, Характеристики
3. Каковы сходства между апопластом и симпластом
– Краткое описание общих черт
4. В чем разница между апопластом и симпластом
– Сравнение основных различий

Ключевые слова: апопласт, протопласт, клеточная стенка, внутриклеточные пространства, осмос, пассивная диффузия, корень коры, волосяные клетки корня, симпласт, ксилема

Что такое Апопласт

Апопласт относится к непротоплазматическим пространствам растения. Он включает клеточные стенки и внутриклеточные пространства. Апопласт корневой коры используется для движения воды к ксилеме, которая поглощается клетками корневых волосков. Этот путь называется апопластическим путем. Апопластический путь не пересекает никакую цитоплазматическую мембрану в любое время.

Это означает, что вода проходит через пассивную диффузию. Поэтому апопластический путь демонстрирует наименьшее сопротивление движению воды. Присутствующие в стенках эндодермических клеток лигносубериновые каспарские полоски могут прерывать движение воды через апопласт. Тогда вода движется только по симпластическому пути.

Прерывание движения воды каспарскими полосами показано на рисунке 1 .

Что такое Симпласт

Симпласт относится к протоплазматическим компонентам растения. Протоплазмы клеток связаны клеточными соединениями, называемыми плазмодесмами. Симпласт коры коры используется для перемещения воды от волосковых клеток корня к ксилеме корня.

Этот путь называется симпластическим путем. Вода поступает в цитоплазму клетки через плазматическую мембрану; следовательно, симпластический путь должен проходить через клеточные мембраны.

Поскольку клеточные мембраны являются полупроницаемыми, движение воды происходит путем осмоса в симпластическом пути. Однако вода, которая проходит через симпласт, не попадает в вакуоли клетки.

Поскольку симпластический путь пересекает клеточную мембрану, его также называют трансмембранным путем. Движению воды по симпластическому пути способствует цитоплазматическое течение.

Рисунок 2: Апопластический и Симпластический Путь

Минеральные питательные вещества транспортируются активным поглощением в симпатическом пути. По вакуумному симпластическому пути вода поступает в вакуоль клетки через тонопласт. Затем вода переходит в соседние вакуоли других клеток. Вакуолярный симпластический путь создает высокую устойчивость к движению воды. Апопластический и симпластический пути показаны на рисунке 2.

Сходства между апопластом и симпластом

  • Апопласт и симпласт – это два пути, по которым вода перемещается из корневых волосковых клеток в ксилему.
  • И апопласт, и симпласт встречаются в коре корня.
  • И апопласт, и симпласт несут воду и питательные вещества к ксилеме.

Определение

Апопласт: Апопласт относится к непротоплазматическим компонентам растения, включая клеточные стенки и внутриклеточные пространства.

Симпласт: Симпласт относится к непрерывной сети протопластов растения, которые связаны плазмодесмами.

Составные части

Апопласт: Апопласт состоит из непротоплазматических компонентов, таких как клеточные стенки и внутриклеточные пространства.

Симпласт: Симпласт состоит из протопласта.

Гостиная / неживых

Апопласт: Апопласт состоит из неживых частей растения.

Симпласт: Симпласт состоит из живых частей растения.

Движение воды

Апопласт: движение воды происходит путем пассивной диффузии.

Симпласт: движение воды происходит путем осмоса.

Сопротивление Водному Движению

Апопласт: Апопласт проявляет меньшее сопротивление движению воды.

Симпласт: Симпласт проявляет некоторое сопротивление движению воды.

Скорость движения воды

Апопласт: движение воды через апопласт быстрое.

Симпласт: движение воды через симпласт медленнее.

Метаболическое состояние корней

Апопласт: Скорость метаболизма клеток в коре корня не влияет на движение воды по пути апопласта.

Симпласт: метаболическое состояние клеток в коре корня сильно влияет на движение воды по симпластическому пути.

Значимость

Апопласт: при вторичном росте корня большая часть воды движется по пути апопласта.

Симпласт: за пределами коры вода движется по симпластическому маршруту.

Вывод

Апопласт и симпласт – два пути, используемые растениями для транспортировки воды от волосковых клеток корня к ксилеме корня. Апопласт включает неживые компоненты растения, такие как клеточные стенки и внутриклеточные пространства.

Симпласт включает в себя живые компоненты растения, такие как протоплазмы. Вода движется по пути апопласта путем пассивной диффузии. Напротив, в симпластическом пути вода движется осмосом, так как вода движется через клеточные мембраны.

Основное различие между апопластом и симпластом заключается в их механизме движения воды.

Ссылка:

1. «Пути движения воды в корнях (с диаграммой)». Биологическая дискуссия, 12 декабря 2016 г., доступно здесь. Доступ 23 августа 2017 г.

Источник: https://ru.weblogographic.com/difference-between-apoplast

Разница между транспортом апопласта и транспортом симпласта

Движение веществ по апопласту осуществляется за счет

Транспортировка минералов и воды в растениях является важным процессом, который в основном осуществляется тканями ксилемы. Поскольку мы знаем, что корни впитывают воду, а другая вода оттуда транспорти

Транспортировка минералов и воды в растениях является важным процессом, который в основном осуществляется тканями ксилемы. Поскольку мы знаем, что корни впитывают воду, а другая вода оттуда транспортируется во все части растения. Корневые волосы в основном несут ответственность за это поглощение воды.

Процесс поглощения воды из корней растения известен как поглощение. От ксилемных трубок до корковых клеток, перицикла и проходных клеток, поглощенная вода проходит через эти клетки, чтобы достичь различных частей растений.

В 1949 году немецкий ученый Макс Крамер предложил два механизма поглощения воды, которые он назвал активным поглощением и пассивным поглощением. Пассивное поглощение происходит через апопласт корня или доступные свободные пространства. Апопласт состоит из клеточной стенки и межклеточных пространств.

Апопласт – это пространство вне плазматической мембраны, и оно не включает протоплазму. Процесс поглощения и транспортировки воды, проходящий через межклеточные пространства и клеточную стенку, называется транспортом апопласта.

С другой стороны, транспортировка и поглощение воды, в которой участвует живая протоплазма и вода поступает в клеточный сок, а затем переходит из одной клетки в другую, называется симпластическим транспортом.

Сравнительная таблица

Апопласт ТранспортСимпласт Транспорт
ОпределениеПроцесс поглощения и транспортировки воды, проходящий через межклеточные пространства и клеточную стенку, называется транспортом апопласта.Транспортировка и абсорбция воды, в которой участвует живая протоплазма и вода поступает в клеточный сок, а затем проходит из одной клетки в другую, называется симпластическим транспортом.
НосителиТранспорт апопласта включает клеточную стенку и межклеточные пространства.Транспорт симпласта зависит от цитоплазмы растительных клеток.
ВремяТранспортировка воды и ионов быстрее при транспортировке апопласта.Чуть медленнее.
Метаболическое состояние корняТранспорт апопласта не зависит от метаболического состояния корня.Транспорт симпласта напрямую зависит от метаболического состояния корня.

Что такое Апопласт Транспорт?

Апопластовый транспорт – это пассивный тип поглощения, осуществляемый растениями, вода из корней движется вверх через апопласт корня и другие доступные свободные пространства. Основными носителями этого вида транспорта являются клеточная стенка и межклеточные пространства.

Поскольку носители являются комплексно проницаемыми, процесс всасывания при транспорте апопластов происходит быстрее, чем при активном транспорте (транспорт симпласта). Транспорт апопласта основан на неживых частях клетки, и он не зависит от метаболического состояния корня.

Вода может доходить до энтодермы с помощью этого вида транспорта, для прохождения через энтодерму требуется симпластный транспорт. Здесь следует упомянуть, что апопласт – это пространство, присутствующее вне клеточной стенки, оно состоит из клеточной стенки и межклеточных пространств.

Транспортировка, осуществляемая на заводах с использованием упомянутых выше носителей, называется транспортом апопласта.

Что такое Симпласт Транспорт?

Симпластный транспорт – это активный тип поглощения, осуществляемый растениями, вода из корней сначала поступает в клеточный сок, а затем попадает из одной клетки в другую. Транспорт в растениях, в которых участвует живая протоплазма, известен как транспорт симпласта.

Симпластный транспорт не включает клеточную стенку и межклеточные пространства; это сильно зависит от цитоплазмы растительных клеток, которые связаны с плазмодесмами. Поскольку он включает живые части клетки, он напрямую зависит от метаболического состояния корня.

По сравнению с транспортом апопласта, транспорт симпласта несколько медленнее.

Апопласт Транспорт против Симпласт Транспорт

  • Процесс поглощения и транспортировки воды, проходящий через межклеточные пространства и клеточную стенку, называется транспортом апопласта.

    С другой стороны, транспортировка и поглощение воды, в которой участвует живая протоплазма и вода поступает в клеточный сок, а затем переходит из одной клетки в другую, называется симпластическим транспортом.

  • Транспорт апопласта включает клеточную стенку и межклеточные пространства, тогда как транспорт симпласта зависит от цитоплазмы растительных клеток.
  • Транспортировка воды и ионов быстрее при транспорте апопласта по сравнению с активным транспортом (симпласт-транспорт).
  • Транспорт апопласта не зависит от метаболического состояния корня, с другой стороны, транспорт симпласта напрямую зависит от метаболического состояния корня.

Источник: https://ru.you7behappy.com/apoplast-transport-vs-symplast-transport-742

Ваше здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: