Тема 2: водный баланс растений план

Контроль испарения воды листьями с помощью устицы и ее влияние на фотосинтез листьев.
Хотя кутикула верхних листьев непроницаема для воды, транспирация воды происходит через пазухи листьев (рис. 4.10). Поры устицы Я.А. снижают сопротивление диффузии потери воды из листьев. Изменчивость этого сопротивления важна для испарения воды листьями и поглощения из воздуха углекислого газа, необходимого для процессов фотосинтеза.
Все наземные растения конкурируют за поглощение углекислого газа из воздуха, предотвращая потерю воды. Слои, окружающие их наружный слой, не только препятствуют потере воды, но и защищают их от различных внешних воздействий, оберегая от высыхания. Растения не могут остановить внешнюю диффузию воды, не поглощая углекислый газ из воздуха, потому что градиент давления поглощения углекислого газа немного ниже, чем градиент давления потери воды.
Движение воды по устице происходит только днем, так как ночью поры устицы закрываются. Процесс фотосинтеза не происходит ночью, потребность в углекислом газе отпадает, а потери избыточной воды уменьшаются за счет сокращения пор. Ранним утром начинается движение воды в почве, а под действием солнечных лучей усиливается фотосинтетическая деятельность, возрастает потребность в углекислом газе. Поры уретры расширяются, и сопротивление уретры к углекислому газу снижается. Транспирация воды при этом способе способствует образованию продуктов фотосинтеза, необходимых для роста и размножения растений.
С другой стороны, даже в солнечные дни, когда количество воды в почве невелико, поры растений менее открыты или полностью закрыты. С помощью этого метода растения защищены от обезвоживания. Резистентность к уститину также можно контролировать, открывая и закрывая отверстия уретры. Этот биологический контроль осуществляется специальными клетками эпидермиса, которые соединяют клетки и окружают клетки (рис. 4.13).
Клеточные стенки, соединяющие клетки, имеют особое строение.
Соединительные клетки встречаются во всех зеленых растениях, а также в стволах и головках, клетки Сиглера имеют значительные морфологические отличия. Ulr делится на два основных типа: один тип характерен для односемянных растений, таких как растения и пальмы, а второй тип характерен для всех двудольных растений и мхов, папоротников и растений с открытыми семенами.
У растений (рис. 4.13) соединительные клетки располагаются на концах опухоли и имеют гантелевидный вид. Эти отверстия расположены в «руках» двух соединительных гантелей. Эти соединительные клетки защищены по бокам двумя дифференцированными эпидермальными клетками, которые помогают соединительным клеткам контролировать отверстия уретры (рис. 4.13V).
У двудольных растений, у однодольных соединительные клетки в стволах имеют эллиптический контур от пор к центру. В этом случае защитные клетки окружены нормальными клетками эпидермиса.
Главная отличительная черта соединительных клеток состоит в том, что их стенки имеют особое строение . Некоторые участки этих стенок утолщены (рис. 4.14) и варьируют от нормальных участков до 1—2 мкм, иногда до 5 мкм. У стеблевых растений соединительные клетки состоят из очень толстой внутренней и наружной стенки, тонкой опорной стенки (с соединенными эпидермальными клетками) и слегка утолщенных перфорированных стенок.
Микрофибриллы целлюлозы, являющиеся важным фактором и укрепляющие стенки всех растительных клеток, играют ключевую роль в разглаживании микроволокон целлюлозы, открытии и закрытии пор уретры. В результате ядро клетки расширяется в продольном направлении. Это связано с тем, что волокна целлюлозы уменьшают силу удара под прямым углом.
Структура микрофибрилл соединительных клеток отличается друг от друга. Почковидные соединительные клетки имеют микрофибриллярные волокна в радиальном направлении от пор (рис. 4.15). Таким образом, наружный слой клетки и гибкие части соединительных клеток укрепляются при раскрытии клеток (Sharp et al., 1987). У растений гантелевидные соединительные клетки вместе с набухшими фрагментами листьев образуют удерживающие основания, а копьевидные клетки увеличиваются в размерах и набухают. Карманы отдаляются друг от друга, а промежутки между ними расширяются (рис. 4.15).
По мере расширения защитных клеток клетки и увеличения тургорного давления клетки открываются.
Соединительные ячейки выполняют функцию мультисенсорных гидравлических клапанов. Факторы внешней среды, световая активность и качество, температура, относительная влажность, внутриклеточная концентрация углекислого газа воспринимаются соединительными клетками и координируются специфическими ответными реакциями. Если лист поймать в темноте и внезапно осветить, этот эффект воспринимается соединительными клетками как сигнал открытия и обеспечивает серию реакций, запускающих открытие уретры.
В связи с этим в этом процессе происходит поглощение ионов и метаболические изменения в соединительных клетках. Мы обсудим это в главе 18. Здесь речь идет о поглощении ионов в соединительных клетках, снижении осмотического потенциала (ОП) воды в результате биосинтеза органических молекул. Водные процессы в соединительных клетках протекают так же, как и в других клетках. В результате снижения водного потенциала и осмотического давления вода переходит в соединительные клетки. В результате повышается клеточное давление и повышается тургор. Из-за гибкой природы клеточных стенок они могут расширяться до 40-100% от своего нормального размера в зависимости от вида. Благодаря дифференциальному расширению клеточных стенок открытие и закрытие уретры полностью обеспечивается даже в таких расширенных условиях хаджа.