Транспорт речовин у рослин та грибів

Транспорт у рослин та грибів

Транспортна система рослин: симпласт і апопласт. Рух речовин у вищих рослин. Поглинання мінералів з ґрунту здійснюється особливою зоною кореня — зоною всмоктування (кореневі волоски). Крізь мембрани кореневих волосків проникає вода і солі. Від покривних клітин кореневих волосків водний розчин далі пересувається паренхімною тканиною до центру кореня. Ксилемою водний розчин мінералів піднімається вгору до стебла й листків, а синтезовані рослиною органічні речовини розподіляються флоемою між усіма частинами організму. Вода. Розчинена у воді речовина. Висока концентрація речовини всередині клітини. Низька концентрація речовини із зовнішнього боку клітини. Вода переходить з області низької концентрації речовини в область з високою концентрацією

Транспортна система рослин: симпласт і апопласт. Поглинання води кореневими волосками. Осмос і тургор. Надходження розчинених речовин крізь мембрани клітин кореневих волосків здійснюється шляхом дифузії й активного транспорту. Вода надходить у рослину в основному завдяки осмосу. Осмос — це дифузія молекул розчинника (у випадку, що розглядається,— води) крізь напівпроникну мембрану із зони з низькою концентрацією розчиненої речовини в зону з її більш високою концентрацією. Великі молекули розчинених у воді речовин не можуть проникнути крізь клітинну мембрану, а H2 O може і розбавляє висококонцентрований розчин по інший бік мембрани. ОСМОСДИФУЗІЯрозчинводанапівпроникна мембранависока концентраціянизька концентрація

Транспортна система рослин: симпласт і апопласт. Поглинання води кореневими волосками. Осмос і тургор. Осмос характеризується осмотичним тиском — тиском, який потрібно докласти, щоб запобігти надходженню води в розчин. Осмотичний тиск у кореневих волосках і клітинах, що проводять воду від кореневого волоска до ксилеми й далі до листків, вищий, ніж осмотичний тиск ґрунтової води, унаслідок високої концентрації розчинених речовин у клітинах. Клітини кореневих волосків мають велику вакуолю з високою концентрацією розчинених речовин, тому вода «прагне» увійти в ці клітини, знижуючи їхню осмотичну концентрацію. C6 H12 O6 H2 OH2 OH2 OH2 OH2 OC6 H12 O6 H2 O+Мембрана

Транспортна система рослин: симпласт і апопласт. Поглинання води кореневими волосками. Осмос і тургор. Коли в рослинну клітину в результаті осмосу надходить вода, усередині клітини формується тургорний тиск — напружений стан клітинної оболонки, що створюється тиском внутрішньо- клітинної рідини. Завдяки тургору тканини мають пружність, стебла збері- гають вертикальне положення, відкриваються продихи. Зниження тургору супроводжує процеси в’янення й старіння. Гіпертонічний розчинІзотонічний розчин. Гіпотонічний розчин. Вакуоля. Плазмоліз. Норма. Напружена. H2 OH2 OH2 OH2 OH2 O

Транспортна система рослин: симпласт і апопласт. Апопластичний та симпластичний шляхи транспорту. Вода з розчиненими мінеральними речовинами, що потрапили з ґрунту в корінь, рухається до судин ксилеми. Це радіальний (близький) транспорт води в корені. Швидкість руху води в корені близько 1 мм/год.• Симпластичний шлях: речовини транспортуються з цитоплазми однієї клітини в цитоплазму іншої крізь плазмодесми. Цитоплазма всіх клітин, з’єднана плазмодесмами, називається симпластом. Симпласт слугує для транспортування мінеральних і органічних речовин. Кореневий волосок. Апопластичний транспорт. Симпластичний транспорт. Епідерміс. Паренхіма. Судини ксилеми

Транспортна система рослин: симпласт і апопласт. Апопластичний та симпластичний шляхи транспорту. Вода з розчиненими мінеральними речовинами, що потрапили з ґрунту в корінь, рухається до судин ксилеми. Це радіальний (близький) транспорт води в корені. Швидкість руху води в корені близько 1 мм/год.• Апопластичний шлях: речовини транспортуються по апопласту — взаємозв’язаній системі клітинних стінок і міжклітинних просторів. Апопласт необхідний для транспортування води й мінеральних сполук. Кореневий волосок. Апопластичний транспорт. Симпластичний транспорт. Епідерміс. Паренхіма. Судини ксилеми

Транспортна система рослин: симпласт і апопласт. Апопластичний та симпластичний шляхи транспорту. Вода з розчиненими мінеральними речовинами, що потрапили з ґрунту в корінь, рухається до судин ксилеми. Це радіальний (близький) транспорт води в корені. Швидкість руху води в корені близько 1 мм/год.• По вакуолях: вода транспортується по системі клітинних вакуолей. Кореневий волосок. Апопластичний транспорт. Симпластичний транспорт. Епідерміс. Паренхіма. Судини ксилеми

Транспортна система рослин: симпласт і апопласт. Переміщення води в листку. Вода з клітин паренхіми кореня надходить у судини ксилеми. По ксилемі мінеральні речовини поширюються по всій рослині. Основними споживачами цих речовин є частини рослини, що ростуть. Потрапляючи по ксилемі в листки, вода й мінеральні речовини розподіляються через розгалужену мережу провідних пучків по клітинах. Завдяки рясному розгалуженню ксилеми в листку майже кожна клітина контактує з провідною системою. Рух речовин по клітинах листка здійснюється, як і в корені, по апопласту, симпласту та вакуолях. Верхній епідерміс. Палісадний мезофіл. Провідні тканини. Оболонка пучка. Губчастий мезофіл. Нижній епідерміс. Апопласт. Симпласт

Транспортна система рослин: провідні тканини. Провідні тканини рослин. Транспортування речовин у вертикальному напрямку у вищих рослин здійснюють провідні тканини — ксилема (деревина) і флоема (луб). Ксилема → висхідний (від кореня до пагонів) рух води з розчиненими в ній мінеральними солями. Флоема → нисхідний (від листків до стебел, квіток, коренів) рух речовин, що утворюються в результаті фотосинтезу. Ксилема й флоема розташовані поряд і утворюють провідні пучки. Судини ксилеми. Перфорація. Ситоподібні трубки флоеми. Ситоподібна пластинка

Транспортна система рослин: провідні тканини. Будова ксилеми. Ксилема складається з провідних елементів, а також клітин основної (паренхіма) та механічної (волокна деревини) тканин. Провідні елементи ксилеми:трахеїди;судини (трахеї). Обидва типи провідних елементів є витягнутими клітинами зі здерев’янілими оболонками. Вони мертві, не містять протопластів, що полегшує транспорт речовин. Трахеїди — це дуже довгі, розташовані у ряд клітини з порами у стінках. Пересування води з клітини в клітину здійснюється крізь ці пори. Судини — це більш спеціалізовані провідні елементи, що є довгими (від кількох сантиметрів до кількох метрів) порожнистими трубками. Ці трубки утворені одним рядом клітин — члениками судини. У місцях з’єднання члеників є перфорації — наскрізні отвори, крізь які здійснюється транспортування речовин. Переміщення розчинів судинами відбувається набагато швидше, ніж трахеїдами.

Транспортна система рослин: провідні тканини. Будова ксилеми. Ксилема складається з провідних елементів, а також клітин основної (паренхіма) та механічної (волокна деревини) тканин. Провідні елементи ксилеми:трахеїди;судини (трахеї). Обидва типи провідних елементів є витягнутими клітинами зі здерев’янілими оболонками. Вони мертві, не містять протопластів, що полегшує транспорт речовин.перфоровані пластинкитрахеїдиволокначленик судини

Транспортна система рослин: провідні тканини. Механізми транспорту речовин по ксилеміПідйом води по ксилемі відбувається завдяки:транспірації — випаровування води листками (в кроні рослини виникає нестача води, і зневоднені клітини присмоктують воду з розташованих нижче судин ксилеми). Присисна сила листків дає швидкість від 1 до 10 м/год.кореневий тиск — різна концентрація розчинених мінеральних речовин у різних частинах рослини.капілярні ефекти — зчеплення полярних молекул води одна з одною й зі стінками судин. Вода та мінерали. Однонапрямлений рух. Товста лігнінова стінка. Клітини позбавлені міжклітинних стінок

Транспортна система рослин: провідні тканини. Будова флоеми. Будова ситоподібних трубок. Ситоподібні клітини є живими, без’ядерними, мають видовжену форму і пронизані наскрізними отворами, крізь які транспортуються речовини. Ситоподібні трубки складаються з клітин-члеників; наскрізні отвори сусідніх утворюють ситоподібні пластинки, крізь які переміщуються розчини. Поруч є клітини-супутниці, які мають ядра і цитоплазму з органелами. Клітини-супутниці підтримують обмін речовин у клітинах-члениках ситоподібних трубок.волокнаситоподібна пластинкаклітина- супутницяситоподібні ділянкиклітина- членик

Транспортна система рослин: провідні тканини. Переміщення речовин по флоеміНа відміну від ксилеми, органічні речовини можуть транспортуватися по флоемі й угору, і вниз. Майже 90 % усіх речовин, що переносяться, становить сахароза. Швидкість руху сахарози становить 20–100 см/год; за день по стовбуру великого дерева може переміститися кілька кілограмів цього вуглеводу. Вода та поживні речовини. Рух у двох взаємопротилежних напрямках. Тонка целюлозна стінка. Клітини з міжклітинними перегородками та ситоподібними пластинками

Транспортна система рослин: провідні тканини. Еволюція транспортної системи в рослин. Виникнення провідних тканин пов’язане з виходом рослин на суходіл, коли з’явилася необхідність доставки речовин від коренів до листків, і навпаки. Ксилема: першими виникли трахеїди. Їх виявлено в перших примітивних наземних рослин. Судини з’явилися значно пізніше шляхом перетворення трахеїд. Спорові й голонасінні рослини здебільшого мають тільки трахеїди; судини в них відсутні (окрім деяких випадків). Майже в усіх покритонасінних рослин є і трахеїди, і судини.

Транспортна система рослин: провідні тканини. Еволюція транспортної системи в рослин. Виникнення провідних тканин пов’язане з виходом рослин на суходіл, коли з’явилася необхідність доставки речовин від коренів до листків, і навпаки. Флоема: ситоподібні клітини за будовою більш примітивні порівняно з багатоклітинними ситоподібними трубками. Вони є характерними для спорових і голонасінних рослин. У покритонасінних провідні елементи представлені більш ефективними ситоподібними трубками.пораситоподібна ділянкаситоподібна ділянка. Ситоподібна клітина. Компоненти ситоподібних трубокситоподібна пластинка (проста)ситоподібна пластинка (проста)пораситоподібна пластинка (складна)

Надходження газів та поживних речовин до організмів рослин і грибів. Особливості рослин і грибів. Рослини й гриби мають спільні риси: нерухомий спосіб життя;прикріплені до субстрату, з якого й поглинають поживні речовини. Проте рослини є автотрофами, тоді як гриби належать до гетеротрофів. Отже, рослини поглинають з навколишнього середовища мінеральні речовини, тому що органічні вони синтезують самі. На відміну від рослин, гриби поглинають із середовища і мінеральні, й органічні сполуки. Рослини й гриби, як і всі живі організми, дихають. При цьому вони поглинають атмосферний кисень і виділяють у довкілля вуглекислий газ. Але рослини здатні до фотосинтезу і водночас потребують надходження як кисню (для дихання), так і вуглекислого газу (для фотосинтезу).

Надходження газів та поживних речовин до організмів рослин і грибів. Всмоктування рослинами речовин із ґрунту. Поглинання води й мінеральних солей з ґрунту відбувається в зоні поглинання, де добре розвинена ризодерма з кореневими волосками. Йони мінеральних солей ґрунтового розчину пересуваються з течією води до поверхні кореневих волосків. Транспорт йонів крізь цитоплазматичну мембрану всередину клітин кореневих волосків відбувається проти градієнта концентрації й електричного потенціалу, тому вимагає витрат енергії. Джерелом енергії, необхідної для активного поглинання елементів мінерального живлення, є процеси клітинного дихання. У разі погіршення росту коренів і гальмування дихання (поганої аерації ґрунтів) поглинання поживних речовин уповільнюється.судинний циліндркореневий волосокзона поглинаннязона розтягуваннязона поділуапікальна меристемакореневий чохлик

Надходження газів та поживних речовин до організмів рослин і грибів. Газообмін у рослин. В організм рослин гази з повітря потрапляють через листки, корені й стебла. Кожна клітина самостійно обмінюється з навколишнім середовищем вуглекислим газом і киснем шляхом дифузії. Кисень легко дифундує з повітря в проміжках між частинками ґрунту у воду і потім у кореневі волоски. Утворений в клітинах рослини CO2 дифундує у зворотному напрямку і виходить з кореня назовні також через кореневі волоски. У листках газообмін здійснюється через продихи. Гази дифундують також через сочевички на коренях і стовбурах старих дерев і чагарників.клітина епідермісувнутрішня потовщена стінкахлоропластзовнішня тонка стінкавакуоляядропродихова щілиназамикальні клітини

Надходження газів та поживних речовин до організмів рослин і грибів. Газообмін у рослин. Найінтенсивніший газообмін відбувається через продихи. Продихи ведуть у систему міжклітинників, утворених пухко розташованими клітинами губчастої паренхіми листка. По міжклітинному простору до клітин постачається O2 для дихання, CO2 для фотосинтезу і видаляються продукти обміну. Газообмін крізь продихи забезпечує два основні процеси: дихання та фотосинтез. Удень більша частина CO2 для фотосинтезу та O2 для дихання надходить у рослину крізь продихи. Уночі продихи закриті, і для дихання рослини використовують O2, утворений у процесі фотосинтезу і накопичений у міжклітинниках.комплементарні клітинисочевичкаепідермісфелема (корок)фелоген (корковий камбій)фелодерма (вторинна кора)

Надходження газів та поживних речовин до організмів рослин і грибів. Надходження поживних речовин до організму грибів. Живлення грибів здійснюється шляхом усмоктування води та розчинених у ній органічних і неорганічних речовин усією поверхнею міцелію. Для того, щоб вода з розчиненими в ній поживними речовинами надходила із субстрату у міцелій, гриби створюють у клітинах високий осмотичний тиск, наслідком якого є утворення тургору. Такий спосіб живлення змушує тіло гриба повністю занурюватися в субстрат. Розгалужений міцелій допомагає грибу охопити максимальну площу для вилучення поживних речовин. При цьому гриб не може мати великі розміри, тому що надходження поживних речовин у глибину тіла викликає труднощі.

Надходження газів та поживних речовин до організмів рослин і грибів. Надходження поживних речовин до організму грибів. Як джерела енергії гриби використовують складні органічні речовини. Але, як вам відомо, великі біополімери не можуть проникати в клітину крізь її мембрану. Тому гриби виділяють у навколишнє середовище ферменти, які руйнують високомолекулярні полімери до мономерів, що потім надходять у клітину. Відповідно, гриби розвиваються на ґрунтах, багатих на органічні речовини. Часто гриби використовують як живильне середовище інші організми або їхні залишки (паразитичні й цвілеві гриби, копрофаги, трутовики). Іноді гриби вступають у взаємовигідні трофічні взаємовідносини з рослинами.

Надходження газів та поживних речовин до організмів рослин і грибів. Газообмін у грибів. Як і для інших аеробних організмів, для грибів характерно кисневе дихання, що забезпечує вилучення енергії з їжі. При цьому деякі гриби, наприклад дріжджі, можуть обходитися малою кількістю кисню. Газообмін відбувається крізь усю поверхню міцелію. Перебуваючи в ґрунті, міцелій потребує постійного притоку повітря, тому грибниця залягає неглибоко, у 6–12 см від поверхні ґрунту.