Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
Все три пути переноса воды завершаются ее испарением в воздушные пространства листа, т. е. в межклетники. Отсюда пары воды диффундируют через устьица по пути наименьшего сопротивления: от более высокого водного потенциала внутри листа к более низкому за его пределами. У двудольных устьица располагаются либо только на нижней поверхности листа, либо они там преобладают. Регуляция процессов открывания и закрывания устьиц рассматривается в разд. 13.3.9.
Лист непосредственно окружен стационарным слоем воздуха, толщина которого определяется размерами листа, особенностями его строения, например опушенностью, и скоростью ветра. Пары воды сначала диффундируют через этот слой и лишь затем уносятся воздушными потоками (по механизму объемного потока). Чем тоньше стационарный слой, тем выше скорость транспирации. Здесь существует диффузионный градиент, снижающийся с удалением от клеток мезофилла. Теоретически каждое устьице имеет свой собственный диффузионный градиент, свой «диффузионный купол» (рис. 13.9). Однако на самом деле, если воздух неподвижен, диффузионные «куполы» соседних устьиц перекрываются, образуя единый диффузионный слой вокруг листа.
13.3.5. Измерение интенсивности транспирации
Транспирацию легко продемонстрировать, накрыв растение в горшке стеклянным колпаком, а горшок плотно упаковав в пластиковый пакет, чтобы исключить потери воды почвой. По мере осуществления транспирации на внутренней поверхности колпака скапливаются капельки жидкости. Доказать, что это вода, можно с помощью индикаторной бумажки с хлоридом кобальта(Н) (она изменит синий цвет на розовый) или безводных кристаллов сульфата меди(И) (из белых превратятся в синие).
Измерить интенсивность (скорость) транспирации бывает трудно, но удовлетворительные результаты, по крайней мере для целей сравнения, можно получить двумя простыми способами, описанными ниже.
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
112 Глава 13
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
Транспорт у растений 113
Нижний эпидермис
Диффузионный слой в неподвижном воздухе
Движущийся воздух
Стрелками показаны направления диффузии молекул воды
Линиями показаны области одинаковой концентрации молекул воды (одинакового водного потенциала); чем круче градиент водного потенциала, тем ближе друг к другу на схеме расположены эти линии и тем выше скорость диффузии. Поэтому наибольшей будет скорость диффузии у краев устьичной щели.
Этот «краевой эффект» означает, что потери воды и газообмен происходят быстрее при большом числе малых отверстий, чем при малом числе больших отверстий той же суммарной площади.
Рис. 13.9. Диффузия молекул воды из устьица.
Опыт 13.4. Изучение и измерение с помощью потометра действия различных факторов на интенсивность транспирации
Потометр — это прибор, предназначенный для определения скорости поглощения воды черенками или всходами растений. С его помощью нельзя измерить непосредственно транспирацию, однако поскольку за счет транспирации теряется почти вся поглощенная
вода, эти два процесса тесно взаимосвязаны. Потометр можно купить, но его простейший вариант вполне по силам собрать самому, как показано на рис. 13.10.
Материалы и оборудование
Потометр (рис. 13.10: коническая колба для вакуум-фильтрования, короткая резиновая трубка-переходник, резиновая пробка с отверстием, шприц с иглой для подкожных инъекций, градуированная капиллярная трубка)
Рис. 13.10. Простейший потометр.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
114 Глава 13__
Большой черный полиэтиленовый мешок
Большой прозрачный полиэтиленовый мешок
Маленький электровентилятор
Ретортный штатив с зажимами
Секундомер
Термометр
Вазелин
Побег с листьями, например ветка сирени Ведро с водой
Методика
1. Выберите подходящее для работы растение с листьями, срежьте черенок и немедленно опустите срезанный конец в воду, чтобы в ксилему попало как можно меньше воздуха. Сразу же обрежьте стебель еще раз, но уже под водой; срез следует делать косой, на несколько сантиметров выше первого. Стебель должен быть достаточно толстым, чтобы его можно было плотно вставить в пробку потометра.
2. Погрузите в воду коническую колбу, чтобы она наполнилась водой. Тут же под водой вставьте стебель в пробку и плотно заткните ею колбу.
3. Погрузите в воду капиллярную трубку, чтобы она также заполнилась водой. Соедините ее резиновым переходником с боковым выходом колбы.
4. Выньте собранный прибор из ведра, воткните в резиновый переходник иглу шприца с водой и закрепите его в штативе в вертикальном положении, как показано на рис. 13.10. Место вхождения стебля в пробку замажьте вазелином, чтобы обеспечить герметичность системы.
5. По мере всасывания воды побегом, мениск жидкости в капиллярной трубке будет смещаться. Его можно вернуть в исходное положение, добавив немного воды из шприца. Дайте побегу постоять 5 мин и в это время регулярно подкачивайте воду в систему.
