Работа 1. Определение поглощения воды потометрическим методом

Контрольные вопросы:

1. Сформулируйте основные положения «теории когезии и натяжения».

2. Опишите корневую систему как орган поглощения воды из почвы. Рассмотрите

поперечное строение корня в зоне корневых волосков.

3. Охарактеризуйте пути радиального транспорта воды в корне – от клетки к клетке

(симпластный и трансмембранный) и апопластный. Какова роль эндодермы в

передвижении воды?

4. Дайте понятие корневого давления. Какова его предполагаемая величина, механизм

развития и значение в поступлении и передвижении воды в растении?

5. Опишите передвижение воды по сосудистой системе корня, стебля и листа. Как

при этом изменяется водный потенциал?

6. Как влияют внешние условия на поступление воды через корневую систему

(объясните влияние температуры, аэрации, влажности почвы на скорость поглощения воды корнем)?

 

Водообмен растительного организма складывается из процессов поглощения воды, её передвижения и расходования. Транспорт воды в целом растении объясняет теория когезии и натяжения, сущность которой состоит в следующем:

1.Между молекулами воды возникают силы сцепления (когезия) и вода может подвергаться натяжению до нескольких сотен Мпа;

2. Непрерывная водная фаза идет от почвы по растению к испаряющим поверхностям листьев. Ток воды является гидравлическим. В ксилеме вдоль транспирирующего растения устанавливается градиент давления. Разность водных потенциалов между атмосферой и почвой достаточна для подъема воды на большую высоту.

Процесс испарения воды растением называется транспирацией. Транспирации принадлежит главная роль в генерации градиента водного потенциала, поэтому её называют верхнем концевым двигателе транспорта воды в растении. Соответственно, корневое давление – нижний концевой двигатель. Восходящий ток воды от корневой системы к листьям служит средством транспортировки из корня в надземные органы минеральных и органических веществ, необходим для нормального водоснабжения и поддержания тургора клеток, играет роль в терморегуляции растения. Соотношение между процессом поступления и расходования воды называется водным балансом. Для сведения водного баланса без большого дефицита у растений выработаны приспособления к эффективному поглощению воды корнем, к передвижению воды по специализированной проводящей системе, к ограничению испарения надземными органами.

Для изучения поглощения воды за небольшие промежутки времени используют приборы – потометры. Потометры имеют высокую чувствительность, но выбор видов растений для исследования и экспозиция опыта ограничены невозможностью аэрации корнеобитаемой среды, необходимостью герметизации сосуда и использования ультратермостата для предотвращения температурных колебаний.

Цель работы: 1. Познакомиться с потометрическим методом определения скорости

поглощения воды растением.

2. Определить долю активного поглощения воды растением от общего

поглощения воды.

Объекты: проростки бобов, тыквы или традесканции, выращенные в водной культуре.

 

Материалы и оборудование: потометр, отстоявшаяся вода, кристаллизатор со льдом,

лабораторный штатив, ножницы, пластилин.

Ход работы:

1. Потометр доверху заполнить водой. Потометр – «измеритель всасывания» - состоит из цилиндрического сосуда, в который помещается корневая система или срезанный стебель растения, и барометрической капиллярной трубки. Если трубка не градуирована, то резинками к ней прикрепить полоску миллиметровой бумаги. При изменении объема воды в сосуде мениск воды в капилляре будет смещаться.

2. Стебель растения закрепить в резиновой пробке с надрезом, которую, в свою очередь, вставить в цилиндрическое колено потометра. В приборе не должно содержаться ни пузырька воздуха! (Для герметичности все щели обмазать пластилином). Для поддержания постоянной температуры прибор закрепить в лапке штатива в сосуде с ватой.

3. Отметить исходное положение мениска в капиллярной трубке. Через каждые 5 минут (3-4 раза) отмечать новое положение мениска. Данные занести в таблицу.

4. Скорость поглощения воды растением рассчитать по числу делений (мм), на которое перемещается мениск в капилляре за единицу времени (мин).

5. После определения поглощения воды целым растением срезать его надземную часть. Провести определение поглощения воды изолированной корневой системой, которое будет идти теперь с меньшей скоростью, т.к. определяется лишь активным поглощением воды корнями.

 

Оформление работы:

экспериментальные данные занесите в таблицу, сделайте расчеты. Обсудите вопрос о передвижении воды по растению. Сделайте заключение о водопоглощающей и нагнетающей деятельности корневой системы.

 

Результаты и обсуждение:

 

 

 

Рис.Потометр: 1 – сосуд, 2 – градуированная

капиллярная трубка, 3 – мягкая каучуковая пробка,

4 – отверстия для монтажа термометра,

5 – стеклянная трубка для доливания воды,

6 – растение

 

 

Таблица

Динамика поглощения воды растением_____________

(указать объект)

Вариант	Условия опыта	Положение мениска	Средняя скорость смещения мениска, мм/мин	Активное поглощение воды корнем, % от общего поглощения
0 Исход- ное	Через 5 мин	Через 10мин	Через 15мин	Через 20 мин
1.Транспири- рующее растение	Комнатная температура
2.Растение после срезания надземной части	Комнатная температура