6827068819

GOSPODARKA WODNA KOMÓRKI —> 1. Budowa wody i jej specyficzne właściwości

Cząsteczka wody jest zbudowana z centralnie położonego atomu 0₂ i dwóch cząsteczek H połączonych z tlenem wiązaniami kowalencyjnymi - wiązanie jest silnie spolaryzowane w stronę atomu tlenu wykazującego wyższe powinowactwo do elektronów walencyjnych i przyciąga elektrony te znacznie silniej niż wodór. Właściwości wody:

•    wysoka temp. wrzenia -* 100°C (bardzo dobry związek chłodzący)

•    wysoka temp. topnienia -*■ 0°C

•    0-100°C postać płynna, największa gęstość przy 4°C

•    wysoka wartość ciepła parowania i ciepła właściwego (potrzeba dostarczenia bardzo dużej energii cieplnej i zwiększenia energii kinetycznej cząsteczek)

•    wysokie napięcie powierzchniowe (oddział, cząst. wody między sobą)

•    wysoka spójność wewnętrzna:

•    siły kohezji - wzajemne przyciąganie (spójność) cząsteczek - duża wytrzymałość na rozciąganie

•    siły adhezji - przyleganie cząsteczek wody do ciał stałych - ważna rola w transporcie wody

•    siły adhezji i kohezji odpowiadają za zjawiska kapilarne - podnoszenie wody w wąskich rurkach (kapilarach); woda zawarta w mikroskopijnych przestrzeniach gleby przemieszcza się do korzeni; następuje przepływ masowy wody w roślinie (kapilary ścian komórkowych, kapilary naczyń); woda w kapilarze może dostać się maksymalnie na wysokość 140 metrów, dlatego nie ma wyższych drzew -w przeszłości występowały równe tej wysokości eukaliptusy, obecnie najwyższe są sekwoje do 110m

•    wysoka stała dielektryczna (zdolność do zobojętniania siły przyciągania między ładunkami elektrycznymi)

•    świetny rozpuszczalnik; woda zobojętnia siły przyciągania między kationem i anionem

•    łatwo przepuszcza światło widzialne 2. Znaczenie wody w życiu roślin

•    doskonały rozpuszczalnik, ułatwiający: dysocjację elektrolitów, hydratację jonów, hydratację związków wielkocząsteczkowych

•    substrat w wielu reakcjach biochemicznych: jest przyłączana w reakcjach hydrolizy, dostarcza wodoru w procesie fotosyntezy (efekt uboczny - produkcja tlenu)

•    nadaje kształt i jędmość roślinie, dzięki ciśnieniu turgorowemu występującemu w komórkach (r. zielne)

•    stanowi medium, w którym następuje transport substancji odżywczych, w naczyniach i sitach

•    bierze udział w procesie wydłużania komórek, a przez to we wzroście całej rośliny

•    wpływ na ruchy organów roślinnych (np. aparatów szparkowych - otwierają się w pełnym turgorze, przy jego utracie - zamykają)

•    chroni roślinę przed przegrzaniem - spowodowanym nadmierną intensywnością promieniowania cieplnego światła słonecznego lub sztucznego

3. Co to jest potencjał chemiczny substancji i od czego zależy? Zdefiniuj: dyfuzja, osmoza, pęcznienie Potencjał chemiczny (stan energetyczny danej substancji) - miara energii, z jaką dana substancja może wykonać pracę (np. przemieszczanie się). Jego wielkość zależy od stężenia danej substancji, temperatury i ciśnienia. Wzrost T i/lub ciśnienia wywołuje wzrost energii kinetycznej cząsteczek (ruch cieplny) i zwiększenie V*. p (potencjał chemiczny substancji) = energia swobodna / mol [J/mol]

4»_w = M„ - Mw° / V_w

potencjał wody = p.w. w układzie - p.w. czystej (war. normalne=0) / molowa objętość wody Woda przemieszcza się od większego potencjału do mniejszego!

Pobieranie, utrzymywanie i oddawanie wody w komórkach roślinnych opiera się na 3 procesach fizycznych: dyfuzji, osmozie, pęcznieniu. Wszystkie te procesy są następstwem naturalnego ruchu cieplnego cząsteczek. Ruch wymaga energii, a każda substancja ma określoną energię swobodną (energia zdolna do wykonania pracy).

Dyfuzja - przemieszczanie się cząsteczek substancji z miejsc o większym potencjale chemicznym do miejsc o mniejszym p. chem. (wywołane naturalnym ruchem cieplnym); trwa do wyrównania potencjałów = samorzutne rozprzestrzenianie się cząsteczek/energii w danym układzie.

Osmoza - ruch dyfuzyjny wody/innego rozpuszczalnika przez membranę półprzepuszczalną zgodnie ze spadkiem potencjału wody (od większego do mniejszego) = siła, z jaką komórka może “zassać” wodę; jest zależna od stężenia substancji rozpuszczonych w wodzie i w komórce (gł. w wakuoli) —* większe stężenie - większa zdolność kom. do zasysania wody. Potencjał osmotyczny = potencjał wody + ciśnienie hydrostatyczne (potencjał turgorowy)