Структура и свойства воды

Распределение воды по растению.

Понятие о водном режиме, водном балансе и водном дефиците у растений.

Водный режим (водообмен) растений представляет собой совокупность ряда процессов:

1. Поглощение воды растением.

2. Проведение воды по растению.

3. Потери воды в процессе транспирации.

4. Усвоение воды клетками.

Водный баланс растения – это сравнение прихода воды и ее расхода.

Водный дефицит в растении – это когда расход воды растением превышает ее приход.

Водный дефицит – отношение недостатка насыщения клеток водой к количеству воды при полном насыщении.

В растениях поддерживается постоянный ток воды, обеспечивающий водой живые клетки. Водообмен растений сложен и многообразен: корневая система поглощает воду из почвы, затем вода движется по растению, затем испаряется через листья в атмосферу, часть воды принимает участие в процессе гидратации белковых молекул и в метаболизме клеток (фотосинтез, дыхание).

Содержание воды в разных частях растения сильно варьирует. В молодых листьях и сочных плодах содержится до 95 %, в корневых окончаниях – до 90 %, а в сухих семенах – всего 6-4 %. В коре стебля наибольше содержание воды отмечается во флоэмной части коры. В начале вегетация наибольшая влажность у листьев, в конце она уменьшается.

1. Физические свойства воды.

Вода – самое аномальное и уникальное по своим свойствам вещество на планете. Основные ее физические свойства:

1.Плотность. Все вещества увеличивают объем при нагревании, уменьшая при этом свою плотность. А у воды при давлении в 1 атм в интервале от 0 до +4 град. С при увеличении температуры объем уменьшается и максимальная плотность наблюдается при +4 град. С То есть, при замерзании воды ее объем резко возрастает, а при таянии резко уменьшается. С увеличением давления температура замерзания воды понижается, поэтому на глубине при минусовых температурах вода не замерзает.

2.Теплоемкость. Величина теплоемкости воды в 5-30 раз выше, чем у других веществ, из-за сильного притяжения между соседними молекулами и большим внутренним сцеплением.

3.Поверхностное натяжение и прилипание. На поверхности воды создается поверхностное натяжение. Вода обладает свойством адгезии прилипания, которое определяет подъем жидкости против сил гравитации на большую высоту.

4. Для водных растений важно отсутствие у воды цвета – за счет высокой светопропускающей способности воды возможен фотосинтез под водой.

5.Имеет три агрегатных состояния – жидкое, твердое, газообразное.

11. Химические свойства воды.

1.В молекуле воды (Н2О) отмечается распределение зарядов (двух положительных и двух отрицательных) ассиметрично. Сама молекула воды электронейтральна, но имеет на одной стороне отрицательный, а на другой положительный заряды. Такие молекулы называют диполями:

Наличие дипольного момента определяет ориентацию молекул воды вокруг ионов (молекул белков) в клетке: у катионов молекулы воды располагаются ближе к поверхности иона своими отрицательными концами (атомами кислорода), а вокруг анионов - положительными (атомами водорода). Связывание молекул воды в электрическом поле называется электростатической гидратацией ионов.

2. Молекулы воды способны образовывать водородные связи между собой и с полярными группами органических веществ: кислород при образовании ковалентной связи притягивает электрон водорода, а такой оголенный водород способен притягивать соседние молекулы воды. Наличие в молекуле воды двух протонов и двух одинаковых пар электронов обеспечивает формирование четырех водородных связей с окружающими молекулами воды с образование особой решетчатой структуры.

3.Вода способна диссоциировать на водород и гидроксильный ион:

Н2О = Н+ + ОН-

4.Чистая вода имеет величину рН = 7,0.